Bringt das P&W F100 Turbofan-Triebwerk der F-16 wirklich so viel Leistung?

Ich habe versucht, die Leistung zu berechnen, die ein P & W F100-Motor auf einer F-16 erzeugt, indem ich einige der verfügbaren Daten zu Schub und Geschwindigkeit verwendet habe, und bin am Ende zu einer Zahl gekommen, die ich bestätigen möchte. Hier ist, wie ich die Berechnungen gemacht habe.

Erstens möchte ich nicht, dass meine Berechnungen aufgrund der Höhe und ihrer Auswirkung auf den Triebwerksschub kompliziert werden, also habe ich mich entschieden, meine Berechnungen auf Meereshöhe durchzuführen. Wikipedia gibt an, dass die Höchstgeschwindigkeit einer F-16 auf Meereshöhe 1.470 beträgt k M / H das ist ~ 408 M / S .

Zweitens habe ich herausgefunden, dass Strahltriebwerke im Allgemeinen bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten unterschiedlichen Schub erzeugen. Ich habe einige Nachforschungen angestellt und festgestellt, dass Turbojets bei Unterschallgeschwindigkeiten einen etwas konstanten Schub erzeugen und bei Überschallgeschwindigkeiten zusätzlichen Schub gewinnen, während Turbofans einen abnehmenden Schub mit einer Geschwindigkeit erleiden, die vom Bypass-Verhältnis des Turbofans abhängt. Ich fand heraus, dass Turbofans mit hohem Bypass-Verhältnis bei hohen Geschwindigkeiten im Vergleich zu Turbofans mit niedrigem Bypass-Verhältnis eine viel stärkere Schubverschlechterung erleiden. was bedeutet, dass Turbofans mit niedrigem BPR gemäß ihrem BPR irgendwo zwischen den Turbojet-Turbofans und Turbofans mit hohem BPR liegen.

Ich habe festgestellt, dass P & W F100 Wiki ein Bypass-Verhältnis von angibt 0,36 : 1 Wenn ich mir dann dieses Schub-Geschwindigkeits-Diagramm ansehe , das bestätigt, was ich oben geschlussfolgert habe, konnte ich feststellen, dass das F100-Triebwerk mit 0,36 BPR bei Mach 1,2 nicht mehr als 10 % Schubabbau aufweisen kann. Ich denke auch, dass die Verwendung des Nachbrenners die Kurve weiter nach oben verschiebt, da jetzt mehr Luft in den Kern eintritt als zuvor, ohne den Lüfterstrom zu erhöhen, und sich das Triebwerk daher noch mehr wie ein Turbojet als wie ein Turbofan verhält. Insgesamt denke ich, dass man mit Sicherheit sagen kann, dass der Nachbrennerschub bei Mach 1,2 auf Meereshöhe nicht um mehr als 10% abnimmt und der Schub des F100-Triebwerks 0,9 × 127 kN = wird 114.3 k N

Jetzt ist die Macht einfach P = F . v = ( 114.3 × 10 3 ) × 408 = 46.6 × 10 6 W oder ungefähr 62 , 000 H P .

Meine Frage nun also: Sind meine Berechnungen bis zu einem gewissen Grad akzeptabel oder stimmen sie völlig daneben und ich habe einen weiteren wesentlichen Faktor nicht berücksichtigt?

EDIT: Ich habe noch eine Frage. Ich gehe hier davon aus, dass der Motor auf Meereshöhe den vollen Schub erzeugt, um dem Luftwiderstand entgegenzuwirken und die angegebene Geschwindigkeit zu erreichen. Aber ist das eine richtige Annahme? Mit anderen Worten, könnte eine F-16 auf Meereshöhe mit ihrer Höchstgeschwindigkeit fliegen, ohne den maximalen Schub zu nutzen?

Als Antwort auf Ihre Bearbeitung ist es möglich, dass ein Flugzeug seine Höchstgeschwindigkeit (z. B. eine Grenzgeschwindigkeit - Vmo / Mmo) überschreitet, ohne den maximalen Schub zu verwenden. In einem Flugzeug, das für Überschallflüge ausgelegt ist, wie der F-16, liegt die theoretische Höchstgeschwindigkeit wahrscheinlich viel näher an der Auslegungsgrenzgeschwindigkeit als in einem Verkehrsflugzeug, aber es wird einen Unterschied geben
Außerdem ist die erste Frage eher eine Physikfrage als eine Luftfahrtfrage, während die bearbeitete eher luftfahrtbezogen ist

Antworten (1)

https://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_F100 gibt einen maximalen Nachbrennschub für den F100-PW-220 von 105,7 kN an, also waren Sie dort ziemlich nah dran. Power ist nicht auf Wikipedia aufgeführt, aber Sie können dorthin gelangen. Es listet "Spezifischer Kraftstoffverbrauch: Militärischer Schub: (0,73 lb/(lbf·h))" auf, sodass Sie nur den unteren Heizwert von Düsentreibstoff kennen müssen, und Sie können die Leistung berechnen. Auf den ersten Blick scheinen 46 MW für einen Motor dieser Größe etwas hoch zu sein, aber es liegt sicherlich in dieser Größenordnung.

Ich denke, die Daten auf der F-16-Wikipedia beziehen sich auf die F100-PW-229. Das Motor-WP sagt, dass es für späte F-16-Modelle verwendet wird: en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_F100#F100-PW-229 . Oder es könnte der F110-GE-129 sein: en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_F110#F-16 Auf jeden Fall denke ich, dass 127 kN für einen F-16 im möglichen Bereich liegen und ihn bei den genannten Geschwindigkeiten verwenden würden nicht falsch sein.
Wenn ich Sie richtig verstanden habe, habe ich festgestellt, dass der untere Heizwert von Kerosin 43,1 MJ/kg beträgt. Für den F100-PW-229 beträgt der Nachbrenner-SFC 1,94 lb/(lbf·h), was für 127 kN (29.000 Pfund-Kraft) 6,56 kg/Sekunde wäre. Dies würde eine Leistung von 282 MW erzeugen, was viel mehr ist als der von mir berechnete Wert und was zeigt, dass nicht die gesamte chemische Energie des Brennstoffs als mechanische Arbeit genutzt wird. Bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege oder wenn ich etwas falsch verstanden habe, was Sie gesagt haben.
@AbanobEbrahim: Das deutet auf einen thermischen Wirkungsgrad von fast 17 % hin, was absolut glaubwürdig ist.
Bringt das P&W F100 Turbofan-Triebwerk der F-16 wirklich so viel Leistung?
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