Wann spart der Einsatz von Nachbrennern Kraftstoff?

Wenn ein solches Zustandspaar existiert, sollte es eine Mach-Grenze überspannen (glaube ich).

zB A subsonic & B trans-sonic. Oder A Trans-Sonic & B Überschall usw.

Begründung: Von jedem Punkt A nach B im Parameterraum zu gelangen, sollte normalerweise eine Zustandsfunktion sein, dh pfadunabhängig.

dh Sie können viele kleine Schritte oder einen großen Schritt geben.

In unserem Zusammenhang bedeutet ein Parameterraum meistens ein {velocity(v), altitude(h)}Paar. Um von A{v1,h1}nach zu gehen, B{v2,h2}benötigen Sie ein bestimmtes Schubprofil. Das erforderliche Schubprofil ist nicht eindeutig.

Nun gilt die obige Pfadunabhängigkeitsaussage im Allgemeinen, außer wenn eine dissipative Kraft existiert. Jetzt haben Sie keine staatliche Funktion mehr.

Da der Luftwiderstand, eine dissipative Kraft, tatsächlich eine starke Funktion der Geschwindigkeit ist, hilft es, nicht in dem Bereich mit hohem Luftwiderstand zu verweilen, dh dem transsonischen Bereich mit Wellenwiderstand. In dieser Zone steigt der Widerstandsbeiwert schnell an und Sie haben einen viel höheren Gesamtwiderstand als sowohl bei Unterschall- als auch bei Überschallgeschwindigkeit.

Und das würde einem Nachbrenner mit hohem Schub den Vorteil geben, der gegenüber einem trockenen Motor benötigt wird: Mit dem Nachbrenner können Sie schnell durch den Überschallbereich zoomen, als mit trockenem Schub schrittweise durch ihn zu stapfen. Dadurch werden Schleppverluste eingespart. Sie verbrauchen immer noch mehr Kraftstoff pro Zeiteinheit, aber der Zeitaufwand wird so stark reduziert, dass sich der höhere spezifische Verbrauch lohnt.

Vorbehalt: Dies ist nur ein qualitatives Argument. Ein mathematischeres Argument ist erforderlich, um der Analyse Genauigkeit zu verleihen.

Bearbeiten: Vielleicht helfen diese schematischen Diagramme, meine Argumentation zu verdeutlichen.

Praktisch nie in den meisten Flugzeugen. Nachbrenner erhöhen den Kraftstoffverbrauch normalerweise um einen Faktor zwischen fünf und zehn von maximaler Drosselklappe ohne Nachverbrennung ("volle militärische Leistung"), während die Geschwindigkeitssteigerung oft weniger als doppelt so hoch ist.

Es gab ein einzigartiges Flugzeug, das für den effizienten Einsatz von Nachbrennern ausgelegt war, die SR-71. Im Wesentlichen wurde es mit einem "Entlüftungsbypass" entworfen; Bei Geschwindigkeiten über etwa Mach 1,5 wurde die Luft in der ersten Kompressorstufe mithilfe einer Reihe von Kanälen hinter die Brennkammer umgeleitet, wo der Nachbrenner dann sauberere Luft zum Verbrennen hätte. Dies verbesserte die Effizienz des Nachbrenners des Triebwerks drastisch und machte es effektiv zu einem Staustrahldesign. Ich kann nicht sagen, ob die Reichweite durch die Verwendung von Nachbrennern verbessert wurde, aber die Geschwindigkeit vor dem Bypass war auf etwa Mach 1,8 begrenzt, während die Nachverbrennungsgeschwindigkeit größer als Mach 3,3 war, eine Geschwindigkeitssteigerung von fast 100% und von keiner Luft erreicht. Atemgerät, das seitdem geflogen ist.