Mi az utóégető és meddig repülhet egy sugárhajtómű az utóégőn?

Az utóégető egy másodlagos égési rendszer, amely további tüzelőanyagot éget el az égéstér után, hogy tovább növelje a tolóerőt a jóval magasabb üzemanyag-fogyasztás rovására.

Ez a Pratt & Whitney F100 utánégető turboventilátor, amelynek változatai működtetik az USAF 4. generációs F-15 és F-16 flottáját:

Az utolsó küllő megjelenésű dolog, közvetlenül a turbina uszonyain túl, plusz az összes szóköz utána a turbina magja és a kipufogó fúvóka. Ezen a területen az üzemanyagot közvetlenül a turbina mag kipufogógázába permetezik, ahol a magból kilépő levegő hője elég ahhoz, hogy meggyújtsa. Ez a további nyomás növeli a turbina által kifejtett tolóerőt.

Mint mondtam, a kompromisszum a megnövekedett üzemanyag-fogyasztás, néha általában drámai módon. Az F-16 teljes katonai erővel és alacsony magasságban óránként körülbelül 8000 font üzemanyagot éget el, ami teljes droptank konfigurációval körülbelül 2 óra repülési időt biztosít. Magasabb magasságokban közlekedve ez a repülési idő tovább meghosszabbítható, nagyobb magasság és az alacsonyabb fojtószelep beállítás (kb. 80%) akár 40% -kal is csökkenti az üzemanyag-áramlást az alacsony magasságú repülésekhez képest.

Teljes magasságú utóégőben az F-16 meghaladhatja a Óránként 64 000 font. Teljes gázzal az USA-ban gyártott F-16-os változat, amelynek maximális külső üzemanyag-tárolója van, körülbelül 20 percet vesz igénybe, amíg a vészhelyzeti tartalékra kerül (ami csak egy további percig tart majd teljes utánégésnél). A sebességnövekedés minimális; az F-16 450-550 csomópont között cirkál, míg a teljes utánégető ezt csak mintegy 700-800 csomóra növeli egy tipikus alulterhelés mellett. Tehát az üzemanyag 8-szorosának elégetésével 50% -os sebességnövekedést érhet el.

Megjegyzések

• Az F-22 egy szám miatt felülkerekedhet. a tervezési tényezők. A két nagy a repülőgép váz ‘ belső fegyverhelyei, amelyek lehetővé teszik a repülőgép számára, hogy küldetésre készen álljanak, ellenállást nem előállító külső lőszer-keménypontok nélkül, és növeli a motor teljesítményét a változtatható bypass (a motor alacsony áthidalású turboventilátorról tiszta turbórészre válthat nagyobb magasságokban és légsebességeken, ahol a tiszta sugár hatékonyabb). Az F-15 és az F-16 tiszta konfigurációban képes szupercukorozni – alig -, de ez kevéssé lenne hasznos a harcban, mivel az egyetlen belső fegyver a Vulcan 20mm.
• Az utóégető használata is gyakran eredményez a motorban ki kell kapcsolni és át kell építeni! Még mindig jobb, ha lelőttek!
• @Mark – Nos. bolond ‘ s megbízás bolondulni próbál; az AMRAAM 4.5 Mach sebességgel repül, és még a rövid hatótávolságú IR rakéták is könnyedén meghaladják a 3. Mach értéket. Ahol az utánégetők segítenek abban, hogy a pilótának elegendő energiát adjon a max-G fordulathoz a kritikus pillanatban ” forduljon ki ” a rakéta. Akkor sem ‘ nem akarja a sebességet önmagában (az F-16 ‘ legjobb fordulási sebessége 320 csomó körül van, és a legkisebb a fordulási sugár még alacsonyabb sebességgel), de az a lendület, hogy fenntartsd energiádat egy kanyarban a sebesség sebességén.
• @IanRingrose – Biztos vagy benne? A földi támadásokkal terhelt F-15E-knek és F-16-oknak nagyjából teljes utánégőt kell használniuk a levegőbe jutáshoz. Ha a motort minden olyan szétkapcsolás után le kellene szedni, hogy max. Utánégető felszállást alkalmaztak, a harci készültségi számok a WC-ben lennének.Megértettem, hogy a motornak nagyjavításra van szüksége hosszabb utóégető használat után, például kutyaharcban, de ha a repülőgép vázát ‘ egy max-G fordulatnak vetik alá egy furballban, akkor sok többet azon a gépen, amelyet le kell vetni.
• Várj, mi van? 50% kis növekedés? Vajon azért, mert én ‘ fizikus vagyok, nem pilóta, találom igazán nagynak? (Természetesen egy pilóta számára a SAM és a levegő-levegő rakéták maximális sebességéhez közeli tartományban van egy jelentős nemlineáris hasznosság, fizikailag kifejezve). Ez azt jelenti, hogy ha a növekedés nagyjából a az 5-ből, ez elég sok.

Az utóégető használatával üzemanyagot juttatnak a a turbina után. A kilépési sebesség nagyobb lesz -> nagyobb a tolóerő.

A generált tolóerő összehasonlítása egy F / A-18C Hornet-ben:

• maximális tolóerő utánégető nélkül 10 440 daN (mindegyik 5 “220 daN )
• Maximális tolóerő utánégővel 15,660 daN (mindegyik 7 “830 daN)

(Az F / A-18C Hornet 2 General Electric F404-GE-402 turboventilátort használ)

Néhány repülőgépnek szüksége van az utóégőre a szuperszonikus sebesség eléréséhez, mert a sugár turbina “normál” használata nem generál elegendő tolóerőt. A turbina “normál” üzemmódban (utánégető nélkül) történő használatát “katonai erőnek” is nevezik. “vagy” száraz “. A turbina utóégetővel történő használatát” teljes teljesítménynek “vagy” nedvesnek “is nevezik.

ebből a wikipedia cikkből :

Magas üzemanyag-fogyasztásuk miatt n, az utóégőket általában a lehető legkevésbé használják; figyelemre méltó kivétel a Pratt & Whitney J58 motor, amelyet az SR-71 Blackbird-ben használtak. Az utóégőket általában csak akkor használják, ha fontos a lehető legnagyobb tolóerő. Ez magában foglalja a rövid kifutópályákról történő felszállás, a katapult indítás segítését a repülőgép-hordozóktól és a légi harci helyzetekben.

Igaz, hogy egy vadászrepülőgép ritkán kapcsolja be a utánégető, mert rendkívül sok üzemanyagot használ fel. Néha a szokásos üzemanyag-felhasználásig akár a 10-es tényezőig is. Ezért is nem használják folyamatosan: A vadászgép működési tartományát drasztikusan csökkentik az utóégető használata .

A pilóta különböző szakaszokban használhatja az utánégetőt az üzemanyag-felhasználás / sebesség / tartomány tökéletes arányának megtalálásához.

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

Megjegyzések

• Fel kellett néznem mi a daN. Bárki más számára, aki zavart, a ” da ” a metrikus előtag rövidítése a ” deka ” (szintén ” deka “), ami 10-es tényezőt jelent. (Köszönet Wikipédia !) Tehát 1 daN 10 N. 1 N (N a Newton rövidítése) az a metrikus erőegység, amely felgyorsítja 1 kg-ot tömeg természetesen 1 m / s ^ 2-nél.

Lehetséges repülőgép tervezése amelyek szuperszonikus sebességgel tudnak cirkálni anélkül, hogy utánégetőket használnának (például Concorde, a brit TSR-2 sztrájk / felderítő repülőgép és a Tu-144). Az aerodinamikai ellenállási erő nagyobb a transzkonikus sebességnél, mint a szuperszonikus sebességnél, és az utóégők használatával gyorsíthatjuk át a transzkonikus sebességtartományban lévő kverkert, így valóban csökkenhet a teljes üzemanyag-égés. Ez a Concorde esetében mindenképpen így volt. Az utóégőket a Concorde felszállási menetének rövidítésére is használták.

A legtöbb sugárhajtású vadászgépet nem “hatékony szuperszonikus, állandó sebességgel történő egyenes vonalú cirkálásra” tervezték, tehát nem az utóégetők nélküli szuperszonikus repülés megfontolás.

Hozzászólások

• Van még egy híres SR-71 Blackbird, amely a Mach 3-nál és gyorsabban hajózik … A 2 Pratt utánégetője & A Whitney J58 turbinákat nagyon gyakran és hosszú ideig használják. De ezt a repülőgépet úgy tervezték, hogy nagy magasságban és nagy sebességgel (3,36 Machig) működhessen.
• ” A legtöbb sugárhajtású vadászgépet nem hatékonyan tervezték szuperszonikus cirkálás egyenes vonalban állandó sebességgel, így a szuperszonikus repülés utólagos égők nélkül nem a fő tervezési szempont. ” Ez a vadászgép 4.5 és 5. generációja között volt igaz. tervezés. A szupercruise az elmúlt tíz év legmodernebb vadászgépeinek többségének tervezési követelménye, köztük a Raptor, az Eurofighter, a Rafale, a PAK FA és a Chengdu J-20, még akkor is, ha a radar lopakodása nem elsődleges követelmény.

7 évig repültem B-1B-vel. F-ben is voltak járataim -15s és F-16s. A B-1-nek 4 utóégője van, de sokkal több gáz van, mint a vadászgépeknél, így az üzemanyag miatt ritkán kellett kimaradnom az égőtől. Ennek ellenére sok oka van az égők használatának minimalizálására:

1. Működési szempontból az AB mindenki számára jól láthatóvá tesz. Éjjel reflektorfénybe helyezi önmagát. Nappal mindenki a földön Az infravörös érzékelők gyorsan és egyszerűen megtalálják Önt, és még az alacsonyabb tech-IR rakéták is jobban kedvelik az égőt, mint a fellángolásokat.

2. Ez az extra 50% -kal meghaladja a mil teljesítményt, valójában borzasztóan sok. Ha égőt használ, akkor sokáig nincs szüksége rá. A B-1 teljes AB sebességgel, néhány másodperc alatt 0,8-ról 0,95 mach-ra gyorsulhat fel. Működési szempontból egyszerűen nincs szüksége annyira vagy gyakran AB-re. Ha egy rakétát próbál meg legyőzni, akkor először a felesleges sebességet használja, hogy lassítsa a kanyarodási sebességet. A B-1 képes fenntartani a kanyarodási sebességet égő nélkül, mivel viszonylag alacsony g-n van. Egy 7+ g-os harcosnak szüksége lesz égőre, hogy fenntartsa az energiát, különösen a kanyarodási sebességnél, de mivel néhány másodperc alatt 90 + fokot képes megfordulni, nincs szüksége sok égőre vagy égőre. Függetlenül attól, hogy legyőz-e egy radarrakéta, mivel az IR-rakéták “passzívan” érzékelik, vagyis alig vagy egyáltalán nincs figyelmeztetés, a pilóta gyakran feltételezi, hogy hőkereső van a levegőben, amikor egy radarrakéta legyőzéséhez fordul, és így is elkerüli az égőt.

3. A közvetlen levegőtől a levegőig tartó kutyavesztés egyike annak a néhány esetnek, amikor egy harci repülőgépnek hosszabb égőre van szüksége. A vadászharcban az energiagazdálkodás nagyon fontos. Senki sem akar a vesztes végén lenni. Túl alacsony legyen a sebesség, és a repülőgépe túl lassan fordul meg, és veszít, ezért a vadászpilóták minden szükséges égőt használni fognak, hogy a fenyegetést ne tartsák a farkukon, és megnyerjék a harcot. A B-1-ben is, a vadászgépek elfogási gyakorlataiban, akkor hajlamosak voltunk több égőt használni. Hajlamosak voltunk arra, hogy gyorsan felgyorsítsuk a harcos elfogásának bonyolítását, és egyes esetekben egy harcossal a farkunkon hibáztunk.

4. A másik rezsim, ahol égőt használnak gyakori a felszállás. Ez statisztikailag az egyik legveszélyesebb repülési szakasz, és a repülési sebesség elérése gyorsan minimalizálja a veszélyt. Amikor repültem, a B-1 mindig égőben szállt fel – most nem biztos. A harcosok bizonyos körülmények között képesek felszállás mil teljesítményben, de ezt ritkán láttam. Az a poszter, aki említette, hogy láthatott valamit a MIG-25-en, ami nagy sebességű repülés közben tönkreteszi annak motorjait. Feltehetően más szovjet vadászgépeknek van néhány karbantartási problémája az égők használatával kapcsolatban, de az amerikai harci repülőgépeket úgy építik, hogy szükség esetén égőket alkalmazzanak, anélkül, hogy károsítanák a motorokat.

5. A magasság nagyon fontos szempont, mivel az égő üzemanyag-áramlása a magasságtól függően csökken. Vékony levegőn kevesebb oxigén áll rendelkezésre az égéshez, ezért az üzemanyag-szabályozóknak ennek megfelelően kell beállítaniuk. Mint az előző poszter írta, a vékonyabb levegő kevesebb húzóerőt eredményez, megkönnyítve a gyors haladást. De … mint kereskedelmi pilóta ma sok korábbi vadászpilótával repültem, és amikor csak erről beszélünk, kevesen töltöttünk 40 000 láb feletti időt. A magasabb szolgáltatási plafon jó statisztika a vállalkozónak értékesítési csapatok, de ennek ritkán van működési oka, és sok rossz dolog történhet (például a motor leállása és a fiziológiás vészhelyzetek) a 40-es években.

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

Görgessen lefelé néhány hasznos grafikont, amely ötletet adhat Önnek. Az AB növeli a kipufogógáz hőmérsékletét, és így lehetővé teszi a kipufogógáz sebességének növelését. A működtető lemez elmélete szerint ez azt jelenti, hogy a repülés tolóereje MAX-nál közelebb áll a statikus számhoz, mint a repülés tolóereje a MIL-nél bármely adott sebességnél. Éppen ezért az F-15 40K lábon csak M0,95-nél repülhet MIL-nél, de M2,5-et MAX-on csak 63% -kal növelheti a statikus tolóerő

A válasz az Ön magasságától függ. Sokat.

Például F-et veszek -16, mióta ezt megkérdeztem valakitől, aki online magát az F-16-os legénység vezetőjeként azonosította: A tengerszinten teljes katonai erővel repülő F-16 körülbelül annyi üzemanyagot fogyaszt, mint a teljes utánégető az FL400-nál (40000 ft). Az FL500 F-16 szervizplafonjánál a teljes utánégető jóval kevesebb üzemanyagot fog fogyasztani, mint a tengerszint katonai lökése.

Tehát a magasba érve a teljes utóégető akár 30 percig is használható lehet, ha a a mászást hatékonyan hajtják végre, és a nagy középvonalú csepptartályt használták. Így érheti el az F-16 valójában a Mach 2-et. Az enyhüléshez egy kis idő kell az utánégetőn.

Ez azt is jelenti, hogy a teljes utánégető nem fog ekkora extra nyomást produkálni, de mivel a levegő annyira vékony, elég jelentős hatással lesz a valós valós sebességre.