Co je přídavné spalování a jak dlouho může tryskáč létat na přídavném spalování?

Přídavné spalování je sekundární spalovací systém, který spaluje další palivo za spalovací komorou, aby dále zvyšoval tah na úkor mnohem vyšší spotřeby paliva.

Toto je Pratt & Whitney F100 s přídavným spalováním turboventilátoru, jehož varianty pohánějí flotilu F-15 a F-16 USAF 4. generace:

Poslední věc vypadající jako paprsek hned za turbínovými ploutvemi, plus veškerá vesmírná sázka protože jádro turbíny a výfuková tryska jsou přídavným spalováním. V této oblasti se palivo stříká přímo do proudu výfukových plynů z jádra turbíny, kde je dostatek tepla ze vzduchu opouštějícího jádro k jeho zapálení. Tento dodatečný tlak zvyšuje tah produkovaný turbínou.

Jak jsem již řekl, kompromisem je zvýšená spotřeba paliva, někdy obvykle dramaticky. F-16 při plné vojenské síle a nízkých nadmořských výškách spaluje přibližně 8 000 liber paliva za hodinu, což mu při konfiguraci s plnou droptankou poskytuje letový čas přibližně 2 hodiny. Při letu ve vyšších nadmořských výškách lze tento letový čas dále prodloužit, protože vyšší nadmořská výška a nižší nastavení škrticí klapky (přibližně 80%) snižují průtok paliva až o 40% ve srovnání s letem v malé výšce.

Při plném přídavném spalování v nízkých nadmořských výškách může F-16 hořet více než 64 000 liber za hodinu. Na plný plyn má americká varianta F-16 s maximálními externími sklady paliva asi 20 minut, než bude v nouzových rezervách (což by při úplném přídavném spalování trvalo jen asi minutu navíc). Zvýšení rychlosti je minimální; F-16 křižuje mezi 450-550 uzly, zatímco plné přídavné spalování to jen zvyšuje na asi 700-800 uzlů s typickým zatížením pod křídlem. Když tedy spálíte 8krát více paliva, dostanete asi 50% zvýšení rychlosti.

Komentáře

• F-22 může supercruise díky řadě konstrukčních faktorů. Dvěma velkými jsou vnitřní pozice zbraní draku ‚, které umožňují, aby bylo letadlo připraveno na misi bez vnějších závěsných bodů munice produkujících odpor, a zvyšuje výkonnostní obálku motoru použitím variabilní obtok (motor může přepnout z turbodmychadla s nízkým obtokem na čistý proudový motor ve vyšších nadmořských výškách a rychlostech, kde je čistý proud účinnější). F-15 a F-16 se dají superkřižovat – stěží – v čisté konfiguraci, ale to by v boji nebylo příliš užitečné, protože jedinou vnitřní zbraní je Vulcan 20 mm.
• Také použití přídavného spalování často vede v motoru musí být vypnutý a přestavěn! Stále lepší než sestřelení!
• @Mark – No. pokusit se předběhnout je bláznem ‚ s pochůzkou; AMRAAM letí na Mach 4,5 a dokonce i IR rakety krátkého dosahu snadno překonají Mach 3. Kde pomocným spalováním je dát pilotovi dostatek energie pro max-G obrat v kritickém okamžiku na “ vytočte “ raketu. I tak nebudete ‚ chtít rychlost jako takovou (nejlepší rychlost otáčení F-16 ‚ je kolem 320 uzlů a její minimální poloměr zatáčení je na ještě nižší rychlosti), ale tah udržovat vaši energii v zatáčce rychlou zatáčkou.
• @IanRingrose – Jste si jistí? F-15E a F-16 s výzbrojí pozemního útoku musí do značné míry používat plný přídavný spalování, aby se dostaly do vzduchu. Pokud by motor musel být odstraněn po každém výpadku, kdy byl použit maximální vzlet přídavného spalování, na toaletách by byla čísla bojové pohotovosti.Pochopil jsem, že motor potřebuje generální opravu po delším používání přídavného spalování, například při souboji, ale pokud byl drak ‚ s vystaven max-G zatáčkám ve furballu, je toho hodně více v letadle, které se musí svléknout.
• Počkat, co? 50% je malý nárůst? Je to proto, že jsem ‚ m fyzik, ne pilot, že jsem opravdu velký? (Samozřejmě, pro pilota existuje významná nelinearita užitečnosti v dosahu blízkém maximální rychlosti SAM a raket vzduch-vzduch, řekněme to z hlediska fyziky.) To znamená, že pokud je nárůst zhruba na výkon z 5, to je docela dost.

Použitím přídavného spalování se palivo vstřikuje do za turbínou. Vyšší výstupní rychlost -> Větší tah.

Porovnání generovaného tahu v Hornetu F / A-18C:

• Maximální tah bez přídavného spalování 10 440 daN (každý 5 „220 daN )
• Maximální tah s přídavným spalováním 15 660 daN (každý 7 „830 daN)

(Hornet F / A-18C používá 2 turboventilátory General Electric F404-GE-402)

Některá letadla potřebují přídavné spalování k dosažení nadzvukové rychlosti, protože „normální“ použití tryskové turbíny nevytváří dostatečný tah. Používání turbíny v „normálním“ režimu (bez přídavného spalování) se také nazývá „vojenská síla“ „nebo„ suchý “. Používání turbíny s přídavným spalováním se také nazývá„ plný výkon “nebo„ mokré “.

Z tohoto článku wikipedie :

Kvůli vysoké spotřebě paliva n, přídavné spalování se obvykle používá co nejméně; významnou výjimkou je motor Pratt & Whitney J58 používaný v modelu SR-71 Blackbird. Přídavné spalování se obvykle používá pouze tehdy, když je důležité mít co největší tah. To zahrnuje během vzletů z krátkých drah, pomoc při vypouštění katapultů z letadlových lodí a během leteckých bojových situací.

Je pravda, že stíhačka málokdy zasáhne přídavné spalování, protože používá extrémní množství paliva. Někdy až do faktoru 10, než je obvyklé využití paliva. Proto ho nepoužívají pořád: Provozní dosah stíhacího tryskového motoru je pomocí přídavného spalování drasticky snížen .

Pilot může pomocí přídavného spalování v různých fázích najít dokonalý poměr spotřeby paliva / rychlosti / dojezdu.

Zdroj (v angličtině): http://www.lw.admin.ch/internet/luftwaffe/en/home/dokumentation/assets/aircraft/fa18.html

Komentáře

• Musel jsem vyhledat co je daN. Pro kohokoli jiného, kdo je zmatený, je “ da “ zkratka metrické předpony “ deca “ (také “ deka „), což znamená faktor 10. (Díky Wikipedia !) Takže 1 daN je 10 N. 1 N (N je zkratka pro Newtona) je metrická jednotka síly, která zrychlí 1 kg hmotnost při 1 m / s ^ 2, samozřejmě.

Je možné navrhnout letadlo které mohou plavat nadzvukovou rychlostí bez použití přídavného spalování (například Concorde, britský úderný / průzkumný letoun TSR-2 a Tu-144). Aerodynamická tažná síla je vyšší při transonických rychlostech, než když je nadzvuková, a použití přídavných spalovačů k akceleraci pomocí transsonického rozsahu rychlostí může skutečně snížit celkové spálení paliva. To byl rozhodně případ Concorde. Přídavné spalování bylo také používáno ke zkrácení vzletu na Concorde.

Většina proudových stíhaček není určena pro „efektivní nadzvukovou plavbu v přímém směru při konstantní rychlosti“, takže nadzvukový let bez přídavného spalování není hlavní konstrukcí ohleduplnost.

Komentáře

• K dispozici je také známý SR-71 Blackbird, který pluje na Mach 3 a rychlejší … Přídavné spalování od 2 Pratt & Turbíny Whitney J58 se používají velmi často a dlouho. Ale toto letadlo je navrženo pro provoz ve vysokých nadmořských výškách a při vysokých rychlostech (do Mach 3,36)
• “ Většina proudových stíhaček není navržena pro efektivní nadzvukový křižování v přímém směru při konstantní rychlosti, takže nadzvukový let bez přídavného spalování není hlavním konstrukčním hlediskem. “ To platilo, dokud někde mezi 4,5 a 5 stíhací generací design. Supercruise je konstrukčním požadavkem většiny nejmodernějších stíhaček posledních zhruba deseti let, včetně Raptor, Eurofighter, Rafale, PAK FA a Chengdu J-20, i když radarový stealth není primárním požadavkem.

Letěl jsem s B-1B 7 let. Letěl jsem také do F -15 a F-16. B-1 má 4 přídavné spalování, ale mnohem více plynu než stíhače, takže jsem kvůli paliva musel zřídka zůstat mimo hořák. Existuje spousta důvodů, jak minimalizovat použití hořáku:

1. Z provozního hlediska vás společnost AB díky všem dobře zviditelní. V noci na sebe zaměříte pozornost. Denně může každý na zemi slyší tě. IR senzory vás rychle a snadno najdou a dokonce i rakety s nižším technickým IR budou dávat přednost vašemu hořáku před vzplanutím.

2. To extra 50% nad mil energie je ve skutečnosti strašně moc. Když používáte hořák, nepotřebujete to dlouho. B-1 mohl za pár sekund zrychlit v plném AB z 0,8 na 0,95 machu. Z provozního hlediska nepotřebujete AB tolik nebo často. Pokud se snažíte porazit raketu, použijete nejprve nadbytečnou rychlost vzduchu, abyste zpomalili na rychlost v zatáčkách. B-1 může udržovat rychlost v zatáčkách bez hořáku, protože je na relativně nízkém g. Bojovník s hmotností 7+ g bude potřebovat nějaký hořák, aby si udržel energii, zejména při rychlosti v zatáčkách, ale protože se během několika sekund dokáže otočit o více než 90 stupňů, nepotřebuje příliš mnoho ani žádný hořák. Bez ohledu na to, aby zase porazil radarová raketa, protože infračervené střely detekují „pasivně“, což znamená, že existuje malé nebo žádné varování, pilot často předpokládá, že je ve vzduchu hledač tepla, když se otočí, aby porazil radarovou raketu, a stejně se vyhne hořáku.

3. Blízký boj se vzduchem je jedním z mála bojových letadel, které potřebují rozšířený hořák. V bojových bojích je energetická správa velmi důležitá. Nikdo nechce být na konci prohry. Dostaňte příliš nízkou rychlost letu a vaše tryska se otáčí příliš pomalu a prohráváte, takže piloti stíhaček použijí jakýkoli hořák, který potřebují, aby udrželi hrozbu z ocasu a vyhráli boj. Také v B-1, ve stíhacích cvičeních, to bylo, když jsme měli tendenci používat více hořáků. Měli jsme tendenci používat jej k rychlé akceleraci, abychom zkomplikovali zachycení stíhače, a v některých případech k vyřazení stíhače na ocase.

4. Další režim, při kterém se používá hořák je častý je vzlet. Toto je statisticky jedna z nejnebezpečnějších fází letu a dosažení letové rychlosti rychle nebezpečí minimalizuje. Když jsem letěl, B-1 vždy vzlétl v hořáku – teď si nejsem jistý. Bojovníci mohou za určitých podmínek vzlet v mil., ale viděl jsem to jen zřídka.

5. Použití hořáku v amerických tryskách ABSOLUTNĚ NEPŘIDÁVÁ VÝZNAM K POŽADOVANÉ ÚDRŽBĚ A NEPOŠKOZUJE MOTORY. Plakát, který zmínil, že mohl něco vidět na MIG-25, který zničí jeho motory při vysokorychlostním letu. Je pravděpodobné, že jiné sovětské stíhačky mají problémy s údržbou při používání hořáku, ale americká bojová letadla jsou konstruována tak, aby v případě potřeby používala hořák bez poškození motorů.

6. Nadmořská výška je velmi důležitým bodem, protože průtok paliva hořáku se bude s nadmořskou výškou snižovat. V řídkém vzduchu je ke spalování k dispozici méně kyslíku, takže se musí odpovídajícím způsobem upravit ovládací prvky paliva. Jak napsal předchozí plakát, tenčí vzduch vytváří menší odpor, což usnadňuje rychlou jízdu. Ale … dnes jsem jako komerční pilot letěl s mnoha bývalými stíhacími piloty, a kdykoli se o tom bavíme, jen málo z nás strávilo čas nad 40 000 stop. Vyšší servisní strop je pro dodavatele příjemnou statistikou prodejní týmy, ale málokdy existuje provozní důvod a ve 40. letech se může stát spousta špatných věcí (například zablokování motoru a fyziologické krizové situace).

https://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/88117main_H-1449.pdf

Posuňte se dolů k několika užitečným grafům, které vám mohou poskytnout nějakou představu. AB zvyšuje teplotu výfukových plynů, a tím umožňuje zvýšení rychlosti výfukových plynů. Podle teorie disku aktuátoru to znamená, že letový tah při MAX bude blíže statickému číslu než při letovém tahu při MIL pro jakoukoli danou rychlost. Proto může F-15 na 40K ft létat pouze na M0,95 na MIL, ale může dělat M2,5 na MAX s pouze 63% nárůstem na statický tah.

Odpověď závisí na vaší nadmořské výšce. Hodně.

Například si vezmu F -16 od té doby, co jsem se zeptal někoho, kdo se identifikoval jako bývalý šéf posádky F-16 online: F-16 létající s plným vojenským tahem na hladině moře spotřebuje asi tolik paliva jako plné přídavné spalování na FL400 (40000 stop). U servisního stropu F-16 FL500 bude plné přídavné spalování spotřebovávat o dost méně paliva než vojenský tah na hladině moře.

Takže vysoko, plné přídavné spalování může být použitelné i po dobu 30 minut, pokud stoupání se provádí efektivně a byla použita velká přídavná nádrž ve středové linii. Takto může F-16 ve skutečnosti dosáhnout Mach 2. Bude to chvíli trvat, než přídavné spalování tolik zrychlí.

To také znamená, že plné přídavné spalování nebude produkovat tolik extra tahu, ale protože vzduch je tak řídký, bude to mít docela podstatný účinek na získanou skutečnou rychlost vzduchu.