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Uコン飛行機に弄ばれる(その5)

特定アジアネタや政治ネタには事欠かないのですが、今のトコお腹いっぱいですし、今回はちょっと更新をサボッてたUコン飛行機ネタの続きをいってみたいと思います。

前回はUコン飛行機の「負圧型燃料タンク(ユニフロー型タンクとか簡易チキンホッパー型タンク)」が、「鶏の水飲み器(チキンホッパー)と同じ理屈、というか同じ構造で機能している事を「鶏の水飲み器」から「ユニフロー型タンク」に徐々に変化させる過程を追う事で、同じである事を具体的に見えるようにしたトコロまででした。

ウチのGUU子のおさらいのために一応載せときますと、こんなヤツでした。

アッ!そうそう、他にもいくつか貼り付けてあるヘタッピな「絵」というか「図」ですが、そのままだと文字が小さくて少々読み辛いですから、ポップアップしてからご覧下さい。

Bk_3

今回は、この「ユニフロー型タンク」の働き等について、もう少しだけ突っ込んで考えてみたいと思います。

ところで正直言いますと私は、Uコン飛行機の所謂「ユニフロー型タンク」の働きをキチンと把握しているUコン飛行機マニアの方に、これまで滅多に出会った事がありません。
かなりのエキスパートで、かつ知識も豊富と思われる方であっても、この形式のタンクの働きについて納得いく説明を聞いた事が滅多にないように思います。
じゃぁそんなに難しいのか?というとそうではなくて、概ね理解していらっしゃると思われる方でも、恐らく何か忘れていたり、少し見逃していたりする部分があったりして、聞いている方としてはいま一つ納得できない場合がほとんどではないか、と思われます。

私自身も、昔々は覚えてたハズの基本的な事をバッサリ忘れていて、つい先頃このタンクのワナにハマり、昔みたいにまた一から順に追っかけて考えるハメになったワケでして~...。
年はとりたくないです、トホホ。

というワケで、先ずは負圧型燃料タンク(ユニフロー型タンク)の機能を理解する上で不可欠な二つのモデルを見て頂きたいと思います。
一つは「連結管」で、もう一つは「トリチェリ管」と言います。

先ずは「連結管」からですが、こんなヤツです。

Photo_2

カンタンですよね、要は複数の管がつながっているだけなワケですから。
この「連結管」にある程度まで水を入れてソレを傾けたとしても、全部の管がつながっているので、例えば洗面器に水を入れて傾けた時、水面は水平で器だけだが傾いているのと同じ事ですよね。
連結管はどの管も文字通り一つに繋がって(連結して)いますから、各管の液面は同じ水平線上で一直線になりますよ~、ってだけのハナシです。
またどれかの管の液面が上下すれば、他の管も連動して変化しますよ~、って事です。

次は「トリチェリ管」ですが、こんなヤツです。

Photo_3

試験管みたいに一方が閉じてもう一方は開いた管を、水を張った洗面器みたいなモノに浸けて上げ下げしても、試験管内の水面はカンタンには変化しませんよ~、ってヤツです。
でもコレ、引き上げればどこまでも試験管と等しく管内の水面が上がり続けるワケじゃなくって、試験管内の液体が水銀だったら約76cm,水だったら約10mが限界なんですね。
これが所謂「大気圧(一気圧)」って事はもうお馴染みのお話ですね。
そこから先はいくら試験管を引き上げても、液面の上は「真空」の空間が増えるだけ、となります。空気(大気)の重さで押し上げてくれる限界がそこまで、って事ですね。
これが「トリチェリの真空」ってヤツで、結構有名ですから皆さんもよくご存じだと思います。

ところでちなみに、「トリチェリ管の例」の図についてですが、上げたり下げたりしてる試験管だけじゃなくて、外側の洗面器みたいな器もひっくるめて全体として見た場合、これはもう既に立派なユニフロータンクの構造そのものなんです。

さて、この二つが頭に入ったところで、次はUコン飛行機の「負圧型タンク(ユニフロー型タンク)」の働きを考えてみたいと思います。
Uコン飛行機のユニフロー型タンクって、要は「連結管」と「トリチェリ管」を合体させたようなモノなんです。
図の方ですが、ホンモノのユニフロー型タンクとはチョット形が違ってますが、機能する理屈自体は全く同じですのでご容赦を。
コッチの方が絵にし易いし、何かと変化を考えやすいのでこのスタイルにしてるだけですので悪しからず。

Photo

さて、これらの各図ですが、中央の大きな管が燃料を溜めておく(燃料タンク本体)にあたり、その右側の細い管はエンジンに向かう燃料供給管(配管)、左側の細い管が「ユニフロー管」とか「気抜き管」とか呼ばれている空気の取り入れ管(配管)として描いてます。

「傾け時の例①~③」ですが、タンク本体と左右の配管にそれぞれ溜まってる燃料の各液面は、常に同じ水平線上にあるワケじゃありませんよ~って事を、念のためって事で載せてるだけです。
各管の液面の動きについては、結局前の「連結管」と「トリチェリ管」の図と同じです。

燃料タンクにあたる真ん中の太い管は外気に開放されていませんから、トリチェリ管の理屈で、両側の細い配管などとは液面の高さは連動しません。
しかし、太い管の左右にある細い配管は等しく外気に開放されていますから、連結管の理屈で液面の高さは等しくなろうとします。
なので、傾けると両側の細い配管同士の液面だけは、同じ水平線上に揃おうとします。

それと、右側にある「吸引時の動き」という図は、ユニフロー型タンク(負圧型タンク)が燃料を吸引する液面ってドコら辺からかなぁ?ってトコや、どのくらい燃料を引っ張りあげたら(吸い上げたら)次々にエンジンの吸い込み口から出てくるのかなぁ?って部分を描いたモノです。

機能的に考えると、ユニフロー型タンクの気抜き管は外気(大気)に開放されていますし、ニードルバルブの穴(バイクのキャブレターで言えばニードルジェットの穴)も外気に開放されているわけですから、この大気に解放された二つの箇所は、即ち「連結管」の関係にある、というわけです。
ユニフロータンクの燃料貯留部分は、外気に通じる部分が通常は燃料に没しており、直接外気(大気)には接していませんので、トリチェリ管の機能が働いている、といったトコロですね。

ゲッツ!ウチのGUU子向けに説明してるからヤッパリ今回も長くなってしまいました!。
というワケで、本日はこの辺りにて閉店をば!。
デハデハ~。

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