Quando o uso de pós-combustores economiza combustível?

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Um pós-combustor usa muito mais combustível para um pouco mais de empuxo (regra geral: 50% a mais de empuxo por 5 vezes o fluxo de combustível com potência total a seco). Uma manobra de voo é possível quando o uso do pós-combustor resultar em menos uso de combustível do que a mesma manobra com empuxo a seco?

Para ser preciso: Estou procurando uma situação em que a aeronave transite do estado A para o estado desejado B. A transição é possível com empuxo seco e úmido. Por favor descreva um par de A e B onde menos combustível é usado na transição quando o pós-combustor estiver aceso!

    
por Peter Kämpf 27.07.2015 / 14:44

2 respostas

Se tal par de estados existir, ele deve estar entre um limite Mach (eu acho)

por exemplo. Um subsônico & B trans-sonic. Ou um trans-sonic & B supersônico etc.

Raciocínio: Para ir de qualquer ponto A para B no espaço de parâmetro, geralmente deve ser uma função de estado, ou seja, independente do caminho.

i.e. Você pode dar muitos pequenos incrementos ou um grande incremento.

Em nosso contexto, um espaço de parâmetro significa principalmente um par {velocity(v), altitude(h)} . Para ir de A{v1,h1} a B{v2,h2} , você precisa de um determinado perfil de empuxo. O perfil de impulso requerido não é exclusivo.

Agora, a declaração de independência de caminho acima é verdadeira em geral, exceto quando existe uma força dissipativa. Agora você não tem mais uma função de estado.

Uma vez que o arrasto, uma força dissipativa, é de fato uma função strong de velocidade, ajudará a não permanecer na região de arraste alto, ou seja, na região transsonica com arrasto de onda. Nesta zona, o coeficiente de arrasto aumenta rapidamente e você terá um arrasto total muito maior do que nas velocidades sub-sônica e super-sônica.

E isso daria uma alta potência de pós-combustão, a vantagem necessária sobre um motor seco: Pós-combustão, você pode aproximar a região transônica rapidamente, a fim de reduzir as perdas de arrasto. . Você ainda está consumindo mais combustível por unidade de tempo, mas o tempo gasto é reduzido tanto que faz com que o consumo específico mais alto valha a pena.

Advertência: Este é apenas um argumento qualitativo. Um argumento mais matemático é necessário para adicionar rigor à análise.

Edit: Talvez essas tramas esquemáticas ajudem a esclarecer meu argumento.

    
29.07.2015 / 05:56

Praticamente nunca na maioria das aeronaves. Os pós-combustores geralmente aumentam o consumo de combustível por um fator entre cinco e dez do acelerador máximo sem pós-combustão ("potência militar total"), enquanto o aumento da velocidade é muitas vezes menor que o dobro.

Havia uma aeronave singular projetada para usar eficientemente pós-combustores, o SR-71. Essencialmente foi projetado com um "desvio de sangramento"; a velocidades superiores a Mach 1,5, o ar no primeiro estágio do compressor foi desviado para trás da câmara de combustão usando uma série de dutos, onde o pós-combustor teria então ar mais limpo para queimar. Isso melhorou drasticamente a eficiência do pós-combustor do motor, tornando-o efetivamente um projeto de ramjet. Eu não posso dizer se seu alcance foi melhorado pelo uso de pós-combustão, mas a velocidade pré-bypass foi limitada a Mach 1.8 enquanto a velocidade de pós-combustão foi maior que Mach 3.3, quase 100% de aumento de velocidade e incomparável ofício de respiração que voou desde.

    
27.07.2015 / 18:51