題:
什麼是加力燃燒室,噴氣飛機可以在加力燃燒室飛行多長時間?
TBBT
2015-07-27 15:14:23 UTC
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我在軍用紀錄片中多次聽到這個詞,這是關於噴氣機,特別是戰鬥機的,但是我不完全了解它是什麼或它是如何工作的。在發現頻道的紀錄片中,除一名戰鬥機外,所有戰鬥機都需要加力燃燒器以達到超音速。您能告訴我為什麼嗎?

紀錄片還指出,戰鬥機很少與該系統接觸。如果加力燃燒器系統可以使噴氣機飛行更快,為什麼他們不一直使用噴氣機?是因為機身無法長時間處理超音速氣流嗎?

[這篇Wikipeadia文章告訴您所有您需要知道的內容](https://en.wikipedia.org/wiki/Afterburner)
這裡有很多獨立的問題,我認為應該將其分解為多個問題。另外,我很驚訝這不是重複的,但是我找不到任何東西。
由於極高的燃料消耗,加力燃燒室通常用於快速加速或空對空接合,而不用於持續飛行。
*噴氣式飛機能在加力燃燒器上飛行多長時間?”直到燃料用完
六 答案:
KeithS
2015-07-27 20:55:41 UTC
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後燃器是二次燃燒系統,它在燃燒室的下游燃燒額外的燃料,以進一步增加推力,但以更高的燃料消耗為代價。

這是Pratt & Whitney F100後燃渦輪風扇,美國空軍第四代F-15和F-16機隊的變種:

enter image description here

再燃器是除渦輪葉片之外,再加上渦輪機芯和排氣噴嘴之間的所有空間。在該區域中,燃料直接從渦輪機芯噴入排氣流中,在那裡離開芯的空氣中的熱量足以點燃它。這種額外的壓力會增加渦輪機產生的推力。

正如我所說,折衷方案是增加油耗,有時 strike>通常如此。 F-16在完全的軍事力量和低空飛行時,每小時可燃燒約8000磅燃料,而全副油箱配置的飛行時間約為2小時。在較高的高度巡航時,與較低高度的飛行相比,較高的高度和較低的油門設置(約80%)可將燃油流量最多降低40%,從而可以進一步延長飛行時間。

在F-16可以在低海拔完全燃燒,每小時可燃燒64,000磅以上。在全油門下,具有最大外部燃料存儲量的美式F-16大約需要20分鐘才能到達緊急備用狀態(在加力燃燒室中僅持續一分鐘左右)。速度增益極小; F-16的巡航速度為450至550節,而在典型的機翼下負荷情況下,全加力燃燒室僅將其提高至約700至800節。因此,燃燒8倍的燃料,您可以獲得大約50%的速度提升。

感謝您的詳細解釋。我知道這是不可能的,但是F-22在沒有加力燃燒器的情況下如何能達到1.5倍的聲速?
由於許多設計因素,F-22可以超航。這兩個最大的是機身的內部武器艙,使飛機可以執行任務,而不會產生產生阻力的外部彈藥,並且通過使用可變旁路增加了發動機性能範圍(發動機可以從低旁路渦輪風扇切換在更高的高度和空速下使用純渦輪噴氣發動機,在這種情況下,純噴氣發動機效率更高。 F-15和F-16幾乎可以在乾淨的配置下進行超級巡航,但這在戰鬥中幾乎沒有用,因為唯一的內部武器是Vulcan 20mm。
哦!儘管F-22可以做到這一點,主要是因為強大的引擎,僅此而已。因此,通過製造隱形飛機,我們可以得到較少吃水的好處,從而減少油耗和提高速度。很高興知道。
同樣,使用加力燃燒室通常會導致發動機需要跳閘並進行重建!那就更好了,然後被擊落!
“速度增益極小” <=除非您試圖超越導彈。
@Mark-好。試圖超越一個人是愚人的事; AMRAAM的飛行速度為4.5馬赫,甚至短程IR導彈也輕鬆超過3馬赫。加力燃燒器的幫助是在關鍵時刻為飛行員提供足夠的能量,使其最大G轉彎,從而“彈開”導彈。即使那樣,您也不會自己想要速度(F-16的最佳轉彎速度約為320節,其最小轉彎半徑甚至更低的速度),而是通過轉彎空速保持能量的推力。
@IanRingrose-您確定嗎?具有地面攻擊負荷的F-15E和F-16幾乎必須使用完整的加力燃燒器才能進入空中。如果每次使用最大加力燃燒器起飛後都必須將發動機拆掉,那麼戰備狀態就會出現在馬桶上。我可以理解,長時間使用加力燃燒器(例如纏鬥)後,發動機需要進行大修,但是如果機身在最大的G形彎道中發呆,那麼飛機上還有很多東西需要拆除。
@KeithS您只是在考慮A-A導彈,但即使是定時也很重要。如果導彈處於主動制導狀態,並且您有反擊裝置(或在空中),那麼額外的速度可能足以讓導彈捕獲並擊中目標。此外,還有許多SAM電池(某些長期處於獨裁狀態的國家仍在使用),這些電池可能已耗盡,或者至少已被淘汰。但是在滿載的噴氣式飛機(例如F-16CJ)中,額外的AB速度將為您帶來幾秒鐘的壽命,這在許多情況下可能就足夠了。
@KeithS,我對F15 / 15並不了解,但是在某些飛機上曾經如此,即使使用全功率噴氣式飛機也需要大量維護。
@IanRingrose無論如何,軍用飛機通常都需要大量維護。一架F-16飛機每起飛一小時,其平均燃料和維護費用就高達22英鎊。 F-15的價格為45架,F-22的價格為每飛行小時$ 70,000。按照每飛行小時的工時數,F-22顯然需要每飛行一小時進行30小時的地面維護。
死線和少量的修腳,但實際上排氣溫度通常不足以點燃加力燃燒室,因此使用火花點火器-黑鳥除外,在黑鳥上甚至不能依靠低揮發性燃料,因此TEB被使用了,
錯過了編輯超時,但是來源是YouTube上的[AgentJayZ](https://youtu.be/3SH5953iQ6w?t=4m29s),他主要在較舊的渦輪噴氣飛機上工作,但我想情況仍然如此。
等一下50%是小幅增長嗎?是因為我是物理學家而不是飛行員,所以我發現它真的很大嗎? (當然,對於飛行員來說,在接近SAM和空空導彈最大速度的範圍內,效用存在很大的非線性,用物理學術語來說)。 5,這是很多。
jklingler
2015-07-27 16:36:19 UTC
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通過使用加力燃燒器,將燃料噴射到渦輪機的下游。出口速度變得更高->更多推力。

在F / A-18C大黃蜂中產生推力的比較:

  • 最大推力加力燃燒室 10,440達因(每個5'220達因)
  • 加力燃燒室具有15 660 daN (每個7'830達因)的最大推力

(F / A-18C大黃蜂使用2台通用電氣F404-GE-402渦輪風扇)

某些飛機需要加力燃燒器才能達到超音速,因為“正常使用”不會產生足夠的推力。在“正常”模式(沒有加力燃燒器)下使用渦輪機也稱為“軍用功率”或“乾式”。將渦輪與加力燃燒器一起使用也稱為“全功率”或“濕式”。

摘自維基百科文章:

燃油消耗,通常盡量少使用加力燃燒室;值得注意的例外是SR-71 Blackbird中使用的Pratt & Whitney J58發動機。通常僅在重要的是要有盡可能大的推力時才使用加力燃燒室。這包括在短跑道起飛期間,在從航空母艦上彈射彈射的過程中以及在空戰中進行。有時是正常燃料使用量的10倍。這就是為什麼他們不一直使用它的原因:使用加力燃燒室會大大降低噴氣式戰鬥機的工作範圍。

飛行員可以在不同階段使用加力燃燒室來找到理想的解決方案燃料使用率/速度/範圍的比率。

來源(英語): http://www.lw.admin.ch/internet/luftwaffe/zh/home/dokumentation/assets/ aircraft / fa18.html

我必須查一下“ daN”是什麼。對於其他感到困惑的人,“ da”是度量標準前綴“ deca”(也稱為“ deka”)的縮寫,表示10的因子。(謝謝[Wikipedia](https://en.wikipedia.org/ wiki / Deca-)!)所以1 daN是10N。1N(N是牛頓的縮寫)是公制力單位,當然,它將以1 m / s ^ 2的速度加速1千克質量。
alephzero
2015-07-27 21:19:50 UTC
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有可能設計出一種能夠以超音速航行而不使用加力燃燒室的飛機(例如協和飛機,英國的TSR-2打擊/偵察飛機和Tu-144)。跨音速時的氣動阻力比超音速時高,並且使用加力燃燒器在跨音速範圍內加速可克實際上可以減少總燃料消耗。協和式飛機絕對是這樣。

大多數噴氣式戰鬥機的設計並不是為了“以恆定速度在直線上進行有效的超音速巡航”,因此沒有加力的超音速飛行不是主要設計考慮。

還有著名的SR-71黑鳥,它可以以3馬赫的速度航行,並且速度更快... 2台普惠J58渦輪機的加力燃燒器經常使用很長時間。但是這架飛機的設計目的是在高海拔和高速度下運行(最高3.36馬赫)
“ *大多數噴氣式戰鬥機的設計並不是為了以恆定速度在直線上進行有效的超音速巡航,因此沒有加力燃燒室的超音速飛行不是主要的設計考慮。即使在雷達隱身不是主要要求的情況下,超巡航也是過去十年左右的大多數尖端戰鬥機的設計要求,其中包括猛禽,歐洲戰鬥機,陣風,PAK FA和成都J-20。
Richard Maurer
2019-03-28 20:18:34 UTC
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我駕駛B-1B戰鬥了7年。我也有F-15和F-16的飛行B-1有4個加力燃燒室,但比戰鬥機多得多的汽油,因此我很少因加油而不得不離開燃燒室。但是,有很多原因可以最大限度地減少燃燒器的使用量:

1)從操作上講,AB使您對所有人都可見。到了晚上,您便成為了焦點。白天,地面上的每個人都能聽到您的聲音。紅外傳感器可以快速,輕鬆地找到您,即使是技術含量較低的紅外導彈也會更喜歡燃燒器而不是火炬。

2)軍事力量之外的50%實際上是非常糟糕的。當您使用燃燒器時,不需要很長時間。 B-1可以在幾秒鐘內將完整的AB從0.8馬赫加速到0.95馬赫。在操作上,您只是不需要太多或經常使用AB。如果要擊敗導彈,將首先使用過剩的空速來降低轉彎速度。 B-1的相對g較低,因此無需燃燒器即可保持轉彎速度。 7克以上的戰鬥機將需要一些燃燒器來維持能量,尤其是在轉彎速度時,但由於它可以在短短幾秒鐘內旋轉90+度,因此不需要太多或任何燃燒器。無論如何,在擊敗雷達導彈的過程中,由於紅外導彈會“被動地”檢測到,這意味著很少或沒有警告,因此飛行員在擊敗雷達導彈時會經常假定空中有一個熱導器,並且無論如何都要避免燃燒器。

3)近距離空戰是戰鬥機需要加長燃燒器的幾次之一。在戰鬥機戰鬥中,能量管理非常重要。沒有人想成為失敗者。空速太低,您的噴氣機轉得太慢,您就會迷失方向,因此戰鬥機飛行員將使用他們需要的任何燃燒器來將威脅擋在機尾,並贏得戰鬥。在B-1戰鬥機攔截演習中,也就是我們傾向於使用更多燃燒器的時候。我們傾向於使用它來快速加速,以使戰鬥機的攔截更加複雜,在某些情況下,還可以在戰鬥機的尾巴上打架。

4)經常使用燃燒器的另一種情況是起飛。從統計上講,這是飛行中最危險的階段之一,並且達到飛行空速可以將危險最小化。當我飛行時,B-1總是在燃燒器中起飛-現在還不確定。戰鬥機可以在一定條件下起飛,但我很少見到。

5)在美國噴氣式飛機上使用燃燒器絕對不會顯著增加所需的維護,並且不會損害發動機。提到該海報的發貼人可能會在MIG-25上看到某些東西,這將在高速飛行中毀壞其發動機。據推測,其他蘇聯戰鬥機在使用燃燒器時也會遇到一些維護問題,但是美國戰機的製造目的是在需要時使用燃燒器而不會損壞發動機。

6)海拔高度是非常重要的一點,因為燃燒器的燃油流量會隨著海拔的升高而降低。在稀薄的空氣中,可用於燃燒的氧氣較少,因此燃料控制必須相應地進行調整。如前一幅海報所述,稀薄的空氣產生的阻力較小,因此更容易快速行駛。但是...作為今天的商業飛行員,我和許多前戰鬥機飛行員一起飛行,每當我們談論它時,很少有人在40,000英尺以上度過。較高的服務上限對於承包商的銷售團隊來說是一個不錯的統計數字,但是很少有操作上的原因,而且在40年代可能會發生很多壞事(例如發動機失速和生理緊急情況)。

Bill
2020-06-04 08:30:12 UTC
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https://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/88117main_H-1449.pdf

向下滾動有一些有用的圖形,可以使您有所了解。 AB增加排氣溫度,因此允許增加排氣速度。根據執行器盤理論,這意味著在任何給定速度下,MAX的飛行推力都比MIL的飛行推力更接近靜態數。這就是為什麼一架F-15在40K英尺時只能在MIL達到M0.95的情況下飛行,而在MAX卻可以做到M2.5,而對 static 推力僅增加63%。

Marcelo Pacheco
2018-02-27 02:20:56 UTC
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答案是,這取決於您的海拔高度。
例如,我要乘坐F16,因為我向某個自認是F16前機長的人問過這個問題。
F16在海平面全力飛行時消耗的燃油量差不多在FL400(40000英尺)處的後燃燒器已滿。
在FL500的F16服務天花板上,後燃燒器將比海平面上的軍用推力少得多的燃料。如果有效地完成爬升並使用大的中心線下降箱,則可能甚至可以使用30分鐘。
F16才能達到2馬赫的速度。在燃燒器加速之後,它需要一段時間才能加速。
>這也意味著燃燒器充滿後不會產生太大的推力,但是由於空氣太稀薄,因此對獲得的實際空速會產生相當大的影響。



該問答將自動從英語翻譯而來。原始內容可在stackexchange上找到,我們感謝它分發的cc by-sa 3.0許可。
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