Mikä on jälkipoltin ja kuinka kauan suihkukone voi lentää jälkipolttimella?

Jälkipoltin on sekundäärinen polttojärjestelmä, joka polttaa ylimääräistä polttoainetta polttokammiosta alavirtaan voimistakseen edelleen työntövoimaa huomattavasti korkeamman polttoaineenkulutuksen kustannuksella.

Tämä on Pratt & Whitney F100 jälkipoltettava tuuletin, jonka muunnokset käyttävät USAF: n neljännen sukupolven F-15- ja F-16-laivastoa:

Viimeinen puolaa näyttävä asia aivan turbiinin evien ulkopuolella, plus kaikki avaruuspanokset turbiinin ydin ja pakosuutin ovat jälkipolttimet. Tällä alueella polttoainetta ruiskutetaan suoraan turbiinisydämen pakokaasuvirtaan, jossa ytimestä lähtevän ilman lämpö riittää sytyttämään sen. Tämä lisäpaine lisää turbiinin tuottamaa työntövoimaa.

Kuten sanoin, kompromissi on kuitenkin lisääntynyt polttoaineenkulutus, joskus yleensä dramaattisesti. F-16 täydellä sotilaallisella voimalla ja matalilla korkeuksilla polttaa noin 8000 kiloa polttoainetta tunnissa, mikä täydellä Droptank-kokoonpanolla antaa sille noin 2 tunnin lentoaikaa. Risteilyllä korkeammilla korkeuksilla tätä lentoaikaa voidaan pidentää, koska sekä korkeampi korkeus ja alempi kaasuvipuasetus (noin 80%) vähentävät polttoaineen virtausnopeutta jopa 40% matalaan lentoon verrattuna.

Täydessä jälkipolttimessa pienillä korkeuksilla F-16 voi palaa yli 64 000 kiloa tunnissa. Täyskaasulla Yhdysvaltain variantilla F-16, jolla on suurin ulkoinen polttoainevarasto, on noin 20 minuuttia aikaa hätävarauksiin (mikä kestää vain ylimääräisen minuutin täydellä jälkipolttimella). Nopeuden voitto on minimaalinen; F-16 risteilee välillä 450-550 solmua, kun taas täysi jälkipoltin vain kasvattaa sen noin 700-800 solmuun tyypillisellä kainalokuormituksella. Joten polttamalla kahdeksan kertaa polttoainetta saat noin 50%: n nopeuden lisäyksen.

Kommentit

• F-22 voi ylikuormittaa numeron vuoksi suunnittelutekijöistä. Kaksi suurta ovat lentokoneen rungon ’ sisäiset aselokerot, jotka mahdollistavat lentokoneen tehtävänvalmiuden ilman vetovoimaa tuottavien ulkoisten ammusten kovapisteitä, ja moottorin suorituskyvyn lisääntyminen käyttämällä muuttuva ohitus (moottori voi siirtyä matalasta ohitetusta turbotuulettimesta puhtaaseen turbomoottoriin korkeammilla korkeuksilla ja ilmanopeuksilla, joissa puhdas suihkukone on tehokkaampi). F-15 ja F-16 voivat superristeyttää – tuskin – puhtaassa kokoonpanossa, mutta siitä olisi vain vähän hyötyä taistelussa, koska ainoa sisäinen ase on Vulcan 20mm.
• Myös jälkipolttimen käyttö johtaa usein moottorissa, joka on irrotettava ja rakennettava uudelleen! Vielä parempi kuin ammutaan!
• @Mark – No. yrittää ohittaa yksi on typerä ’ s tehtävä; AMRAAM lentää Mach 4,5: llä ja jopa lyhyen kantaman IR-ohjukset ylittävät helposti Mach 3: n. Missä jälkipolttimet auttavat antamaan lentäjälle riittävästi energiaa max-G-käännökseen kriittisellä hetkellä ” käännä ohjusta ”. Silloinkin et voittanut ’ et halua nopeutta sinänsä (F-16: n ’ paras kierrosnopeus on noin 320 solmua ja sen minimi kääntösäde on vielä pienemmällä nopeudella), mutta työntövoima ylläpitää energiaasi kulman nopeuden käännöksen kautta.
• @IanRingrose – Oletko varma? F-15E: n ja F-16: n, joissa on maan hyökkäyskuormitus, on melkein käytettävä täyttä jälkipolttinta päästäkseen ilmaan. Jos moottori olisi pitänyt irrottaa jokaisen harjoittelun jälkeen, jossa käytettiin maksimaalista jälkipolttimen nousua, taisteluvalmiusnumerot olisivat wc: ssä.Ymmärsin moottorin, joka tarvitsee kunnossapitoa laajennetun jälkipolttimen käytön jälkeen, kuten esimerkiksi koiran taistelussa, mutta jos lentokoneen runkoon ’ on kohdistettu max-G-käännöksiä furballissa, siellä on paljon enemmän koneessa, joka on irrotettava.
• Odota, mitä? 50% on pieni lisäys? Onko se, että olen ’ fyysikko, en lentäjä, mielestäni todella suuri? (Tietysti lentäjälle on olemassa huomattava epälineaarisuus hyötysuhteella, joka on lähellä SAM: n ja ilma-ilma-ohjusten enimmäisnopeutta, sanoten sen fysiikan kannalta.) Sanotaan, että jos kasvu on suunnilleen tehoa / 5, se on melko paljon.

Jälkipolttimella ruiskutetaan polttoainetta turbiinin alavirtaan. Poistumisnopeus nousee -> lisää työntövoimaa.

Vertailu F / A-18C Hornetissa syntyvän työntövoiman suhteen:

• Suurin työntövoima ilman jälkipolttinta 10,440 daN (kukin 5 ”220 daN )
• Suurin työntövoima jälkipolttimella 15660 daN (kukin 7 ”830 daN)

(F / A-18C Hornet käyttää 2 General Electric F404-GE-402 -tuulettinta)

Jotkut lentokoneet tarvitsevat jälkipolttimen saavuttaakseen yliäänenopeuden, koska suihkuturbiinin ”normaali” käyttö ei tuota tarpeeksi työntövoimaa. Turbiinin käyttöä ”normaalissa” tilassa (ilman jälkipolttinta) kutsutaan myös ”sotavoimaksi” ”tai” kuiva ”. Turbiinin käyttöä jälkipolttimen kanssa kutsutaan myös” täydeksi tehoksi ”tai” märäksi ”.

Tästä tästä wikipedia-artikkelista :

Suuren polttoaineenkulutuksen vuoksi n, jälkipolttimia käytetään yleensä mahdollisimman vähän; merkittävä poikkeus on Pratt & Whitney J58 -moottori, jota käytetään SR-71 Blackbirdissä. Jälkipolttimia käytetään yleensä vain, kun on tärkeää, että työntövoima on mahdollisimman suuri. Tähän sisältyvät lentoonlähdöt lyhyiltä kiitoteiltä, avustaminen katapulttilähdöiltä lentotukialuksilta ja ilmataistelutilanteissa.

On totta, että hävittäjä kytkeytyy harvoin jälkipolttimella, koska se käyttää suuria määriä polttoainetta. Joskus jopa kerroin 10 normaaliin polttoaineenkäyttöön asti. Siksi myös siksi, etteivät ne käytä sitä koko ajan: Hävittäjäsuihkun toiminta-aluetta pienennetään huomattavasti jälkipolttimen avulla .

Ohjaaja voi käyttää jälkipolttimia eri vaiheissa löytääksesi täydellisen polttoaineenkulutuksen / nopeuden / alueen suhteen.

Lähde (englanniksi): http://www.lw.admin.ch/internet/luftwaffe/en/home/dokumentation/assets/aircraft/fa18.html

kommentit

• Pidin etsiä mikä on daN. Kaikille muille hämmentyneille ” da ” on lyhenne metrisen etuliitteen ” deka ” (myös ” deka ”), mikä tarkoittaa kerrointa 10. (Kiitos Wikipedia !) Joten 1 daN on 10 N. 1 N (N on Newtonin lyhenne) on metrinen voimayksikkö, joka kiihdyttää 1 kg massa tietysti nopeudella 1 m / s ^ 2.

On mahdollista suunnitella lentokone joka pystyy risteilemään yliäänenopeudella ilman jälkipolttimia (esimerkiksi Concorde, brittiläinen TSR-2-isku- / tiedustelulentokone ja Tu-144). Aerodynaaminen vastavoima on suurempi transonic-nopeuksilla kuin yliäänellä, ja jälkipolttimien käyttö kiihdytykseen transonic-nopeusalueella voi todella vähentää polttoaineen kokonaispolttoa. Näin oli ehdottomasti Concordessa. Jälkipolttimia käytettiin myös lyhentämään Concorden lentoonlähtöä.

Useimpia suihkuhävittäjiä ei ole suunniteltu ”tehokkaaseen yliäänen risteilyyn suoralla linjalla tasaisella nopeudella”, joten yliääninen lento ilman jälkipolttimia ei ole tärkein muoto huomio.

Kommentit

• Siellä on myös kuuluisa SR-71 Blackbird, joka risteilee Mach 3: lla ja nopeammin … 2 Prattin jälkipoltin & Whitney J58 -turbiineja käytetään hyvin usein ja pitkään. Mutta tämä lentokone on suunniteltu toimimaan suurilla korkeuksilla ja suurilla nopeuksilla (jopa Mach 3,36).
• ” Useimpia suihkuhävittäjiä ei ole suunniteltu tehokkaaksi yliääninen risteily suoralla linjalla tasaisella nopeudella, joten yliääninen lento ilman jälkipolttimia ei ole suunnittelun pääkohde. ” Näin oli tosi taistelijan sukupolven 4.5 ja 5 välillä. design. Supercruise on suunnitteluvaatimus useimmille viimeisen kymmenen vuoden huippuluokan taistelijoille, mukaan lukien Raptor, Eurofighter, Rafale, PAK FA ja Chengdu J-20, vaikka tutkan varkain ei olisikaan ensisijainen vaatimus.

Olen lentänyt B-1B: tä 7 vuoden ajan. Minulla on myös ollut lentoja F -15 ja F-16. B-1: ssä on 4 jälkipolttinta, mutta paljon enemmän kaasua kuin hävittäjissä, joten minun piti harvoin pysyä polttimen ulkopuolella polttoaineen takia. Polttimien käytön minimoimiseksi on kuitenkin monia syitä:

1. Operatiivisesti AB tekee sinusta erittäin näkyvän kaikille. Yöllä asetat itsellesi valokeilan. Päivällä kaikki maassa olevat voivat IR-anturit löytävät sinut nopeasti ja helposti, ja jopa matalat tech-IR-ohjukset suosivat polttimesi soihdut.

2. Tuo ylimääräinen 50% miljoonan tehon ylittämisestä on todella kamalaa. Kun poltinta käytetään, sitä ei tarvita kauan. B-1 voisi kiihtyä täydellä AB: llä 0,8: sta 0,95 mach: iin muutamassa sekunnissa. Operatiivisesti et vain tarvitse AB: tä niin paljon tai usein. Jos yrität voittaa ohjuksen, aiot käyttää ylimääräistä nopeutta ensin hidastamaan kaarenopeutta. B-1 pystyy ylläpitämään kaarenopeutta ilman polttimia, koska se on suhteellisen pienellä g: llä. Hävittäjä, jonka paino on yli 7 g, tarvitsee polttimen energian ylläpitämiseksi etenkin kaarenopeudella, mutta koska se voi kääntyä yli 90 astetta muutamassa sekunnissa, se ei tarvitse paljon tai mitään poltinta. Riippumatta vuorostaan voittaa tutkaohjus, koska IR-ohjukset havaitsevat ”passiivisesti”, mikä tarkoittaa, että varoituksia on vähän tai ei ollenkaan, ohjaaja olettaa usein, että lämmönhakija on ilmassa käännyttyään tutkan ohjuksen voittamiseksi ja välttää joka tapauksessa polttimia.

3. Läheinen ilmassa ilmassa tapahtuva taistelu on yksi harvoista tilanteista, jolloin taistelulentokone tarvitsee laajennettua poltinta. Hävittäjätaistelussa energianhallinta on erittäin tärkeää. Kukaan ei halua olla häviössä. Hanki liian alhainen nopeus, ja suihkukoneesi kääntyy liian hitaasti ja menetät, joten hävittäjälentäjät käyttävät mitä tahansa tarvitsemaansa polttinta pitääkseen uhan hännästä ja voittaakseen taistelun. Myös B-1: ssä hävittäjien sieppausharjoituksissa silloin käytimme enemmän polttimia. Meillä oli tapana käyttää sitä nopeuttamaan nopeasti taistelijan sieppauksen vaikeuttamiseksi ja joissakin tapauksissa vikailmaksi taistelijan kanssa hännässämme.

4. Toinen järjestelmä, jossa poltinta käytetään Tämä on tilastollisesti yksi vaarallisimmista lentovaiheista, ja lentävän nopeuden saavuttaminen minimoi vaaran nopeasti. Kun lennin, B-1 nousi aina polttimessa – ei ole varma nyt. Taistelijat voivat tietyissä olosuhteissa lentoonlähtö millilitralla, mutta olen harvoin nähnyt sitä.

5. Polttimien käyttö amerikkalaisissa suihkukoneissa EI TÄYDELLISESTI LISÄÄ MERKITTÄVÄSTI VAADITTUA KUNNOSSAPITOA JA EI VAHINGOA MOOTTORIA. Juliste, joka mainitsi, on saattanut nähdä jotain MIG-25: ssä, joka tuhoaa sen moottorit suurnopeuslennolla. Oletettavasti muilla Neuvostoliiton hävittäjillä on joitakin huoltokysymyksiä polttimien käytössä, mutta amerikkalaiset taistelulentokoneet on rakennettu käyttämään polttimia aina tarvittaessa vahingoittamatta moottoreita.

6. Korkeus on erittäin tärkeä asia, kuten polttimen polttoaineen virtaus vähenee korkeuden mukaan. Ohussa ilmassa polttamiseen on käytettävissä vähemmän happea, joten polttoaineen säätimien on säädettävä vastaavasti. Kuten edellinen juliste kirjoitti, ohuempi ilma luo vähemmän vastusta, mikä helpottaa nopeaa kulkemista. Mutta … tänään kaupallisena ohjaajana olen lentänyt monien entisten hävittäjälentäjien kanssa, ja aina kun pääsemme siitä puhumaan, harvat meistä ovat viettäneet aikaa yli 40 000 jalan. Korkeampi palvelukatto on hieno tilasto urakoitsijalle myyntitiimit, mutta toiminnallisista syistä on harvoin, ja 40 ”: n aikana voi tapahtua paljon huonoja asioita (kuten moottorin pysähtyminen ja fysiologiset hätätilanteet).

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

Vieritä alas joitain hyödyllisiä kaavioita, jotka voivat antaa sinulle käsityksen. AB nostaa pakokaasun lämpötilaa ja mahdollistaa siten pakokaasunopeuden kasvun. Toimilaitekiekoteorialla tämä tarkoittaa, että lennon työntövoima MAX: lla on lähempänä staattista lukua kuin MIL: n lennon työntövoima millä tahansa nopeudella. Siksi F-15 40K jalalla voi lentää vain M0.95 MIL: llä, mutta voi M2.5 MAX: lla vain 63%: n lisäyksellä staattinen työntövoima.

Vastaus riippuu korkeudestasi. Paljon.

Esimerkiksi otan F -16, koska kysyin tätä jollekulle, joka ilmoitti olevansa entinen F-16-miehistön päällikkö verkossa: F-16, joka lentää täydellä sotilaallisella työntövoimalla merenpinnalla, kuluttaa suunnilleen yhtä paljon polttoainetta kuin täysi jälkipoltin FL400: ssa. FL500: n F-16-huoltokatossa täysi jälkipoltin kuluttaa melko vähän polttoainetta kuin sotilaallinen työntövoima merenpinnalla.

Joten korkealle, täysi jälkipoltin saattaa olla käyttökelpoinen jopa 30 minuutin ajan, jos nousu tapahtuu tehokkaasti ja käytettiin isoa keskilinjan pudotussäiliötä. Näin F-16 voi todella saavuttaa Mach 2: n. Jälkipolttimella kestää jonkin aikaa kiihtyä niin paljon.

>