Algum motor a jato usado na água dos aviões de combate é resfriado?

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Algum motor a jato usado na água dos aviões de combate é resfriado?

Se não estiverem e, em vez disso, forem refrigerados a ar, como o motor pode garantir um arrefecimento consistente? O fluxo de ar que passava por qualquer implementação de radiador seria afetado pela velocidade do ar? Considere baixos números subsônicos com manobras pesadas em uma briga de cães, em comparação com o voo sustentado mach 2?

Embora eu possa imaginar que a entrada de ar variável para o radiador alterasse o fluxo de ar, eu realmente não tenho idéia de como isso funcionaria.

Também estou ciente de que certos motores de foguete, como o F-1, permitem que o combustível circule pela câmara de impulso para esfriá-lo. Talvez um sistema semelhante seja usado em motores a jato.

por AlphaCentauri 09.08.2019 / 17:56

5 respostas

Os motores a jato são resfriados e a temperatura é gerenciada pelo próprio fluxo de ar de massa que é usado para cercar e limitar os limites da chama, mantendo-o afastado das paredes da lata do queimador e diluindo o calor da chama quando passa para a turbina (somente uma minoria do oxigênio do fluxo de ar em massa é realmente queimada - e é por isso que os pós-queimadores funcionam; há muito oxigênio para trabalhar).

Se você está falando sobre o uso de um sistema de refrigeração líquido fechado com trocadores de calor que retiram o calor da lata do queimador e da turbina de alguma forma, bem, eu nunca ouvi falar de uma lata do queimador com camisa de água e como você poderia usar líquido em um sistema fechado para esfriar uma turbina, quem sabe.

O resfriamento líquido foi usado no passado como resfriamento suplementar para aumentar a potência disponível, pulverizando água diretamente no fluxo de massa, como mencionado aqui, mas nesse caso a água é consumível.

09.08.2019 / 19:09

A coisa que mais precisa de refrigeração dentro de um motor a jato são geralmente as pás das turbinas de alta pressão. O ar que entra no primeiro estágio da turbina fica no bairro de 2500F (https://en.wikipedia.org/wiki/Turbine_blade) Isso geralmente é mais alto do que a temperatura de fusão das próprias lâminas. Essas pás são resfriadas usando o ar purgado do compressor de alta pressão, que normalmente está a uma temperatura "fria" de 1000F. A água não ajudaria muito no resfriamento aqui, pois vaporizaria instantaneamente.

EDITAR: @hobbes Eu estava prestes a dizer a mesma coisa. Além disso, de onde vem toda a água? Você terá que trazê-lo com você no avião. Com base nos dados daqui (https://leehamnews.com/2017/01/27/bjorns-corner-aircraft-engines-operation-part-2/) um núcleo CFM56 possui uma taxa de fluxo de massa em cruzeiro de cerca de 50 libras / s. 1-3% disso é usado no resfriamento de turbinas, então vamos chamá-lo de 1 libras / s. Portanto, durante um voo de duas horas, você está usando cerca de um quilo de ar 7200 para resfriamento. Digamos que a água seja eficiente no 10x no resfriamento; portanto, se você substituir o resfriamento por ar, você precisará transportar quilos de água 720 junto com você para cada motor, além de um tanque para armazená-lo, uma bomba e um tubo. No geral, pelo menos, as libras 1500 aumentam o peso total da aeronave. Isso significa que você pode transportar menos passageiros (menos receita) ou ter que transportar mais combustível (mais despesa). Esse é um grande sucesso em relação ao resfriamento a ar, que é basicamente gratuito em termos de peso.

09.08.2019 / 22:53

O mais próximo que eu pude encontrar para o resfriamento de fluido em ciclo fechado foi uma NASA 1975 estude para aeronaves supersônicas, mas isso não usava radiadores e não era para o motor. Em vez disso, o refrigerante em circulação transferia o calor da asa e da fuselagem para o tanque de combustível contendo hidrogênio líquido, na esperança de que as peles de titânio pudessem ser substituídas por alumínio mais barato. A conclusão foi que isso ajudaria apenas em velocidades muito maiores que o Mach 3.

Mesmo para aeronaves movidas a pistão (e também para automóveis da NASCAR), o atrito causado pelo fluxo de ar através de um radiador pode ser enorme. Algumas aeronaves de corrida da 1930 usavam radiadores embutidos nas asas por esse motivo.

Pode ser que o fluxo de ar em massa do motor a jato seja suficiente, então não há justificativa para a complexidade e o peso extra de um trocador de calor dedicado.

09.08.2019 / 19:22

O KC-135 costumava ter resfriamento de água durante a decolagem para aumentar o empuxo durante uma fase crítica do voo (diminuição da pista necessária e aumento do peso máximo). Quando o KC-135 passou para o modelo R, os novos motores de alto desvio não precisavam mais de resfriamento a água.

O MQ-9 é um avião de combate e possui um turboélice e, portanto, é tecnicamente um jato. A variante de faixa estendida usa um sistema de injeção de álcool e água para decolagens com alto peso bruto em determinadas condições ambientais, a fim de fornecer resfriamento para o empuxo máximo na decolagem.

10.08.2019 / 03:09

Se você quer dizer resfriamento líquido como o motor a pistão do seu carro, então não, conforme indicado acima, o resfriamento a ar da camada limite é usado para manter as palhetas frias, modele a chama na câmara de combustão para impedir que ela toque em algo. Existe uma grande quantidade de ar disponível e meios para controlá-lo. O motor Pegasus no Harrier usa o metanol da água como um sistema de aumento de impulso, resfriando o ar do compressor, tornando-o mais denso, produzindo mais potência.

Veja aqui :- Como funciona a injeção de água do motor a jato?

22.08.2019 / 10:09