Warum sollte ein Strahltriebwerk Kanülenbrenner verwenden, wenn das ringförmige Design überlegen ist?

Einzelbrennkammern sind einfacher zu entwickeln. Den Zünd- und Verbrennungsprozess in einer ringförmigen Brennkammer richtig hinzubekommen, ist eine ziemliche Herausforderung. Als die ersten Strahltriebwerke entwickelt wurden, entschied sich Junkers für getrennte Spaltrohre, während BMW eine theoretisch überlegene ringförmige Brennkammer konstruieren wollte. Am Ende führten die Probleme mit der Brennkammer dazu, dass Junkers ihr Triebwerk viel früher einsetzte, obwohl BMW mit der Entwicklung von Strahltriebwerken vor Junkers begonnen hatte.

Mit heutigen CFD-Werkzeugen ist das ringförmige Design nicht mehr so ​​eine Herausforderung.

Moderne Strahltriebwerke verwenden keine Rohr- oder Kanülenbrenner. GE hat spätestens beim J85, der in den 1950er Jahren einen ersten Motor zum Testen hatte, auf Ringbrenner umgestellt. Das Triebwerk TF39 (1964) bildete die Basis des CF6, das ebenfalls eine ringförmige Brennkammer verwendet. Ich kenne keinen GE-Motor seit dem TF39, der keine ringförmige Brennkammer verwendet hat.

Moderne Pratt-and-Rolls-Motoren verwenden auch eine Art Ringbrenner, aber ich bin mir nicht sicher, wann sie den Wechsel vorgenommen haben.

Der Auftrag für das erste betriebsbereite Strahltriebwerk ging an GE/Allison als J35 und wurde später auf J47 aufgerüstet. Als ich an der Tech School für die J47 war, wurde uns gesagt, dass GE den Auftrag erhalten hat, weil sie Dampfturbinen ähnlicher Größe hatten und die Dampfturbinen buchstäblich so modifizierten, dass sie Dosen hatten und Düsentreibstoff verwendeten! Die Umstellung war für das Kanülendesign ein Kinderspiel. Ich habe am J47 in nordamerikanischen F86-Sabra-Jets gearbeitet, und sie waren berüchtigt für Flammenausfälle und Heißstarts.

Die Verwendung von Kanülen in frühen Jets war auf mehrere Faktoren zurückzuführen. Einige Faktoren sind...

1) Die Metallurgie war nicht fortgeschritten und es war einfacher, durch eine Vielzahl kleiner Löcher eine kühle Luftschicht auf die Innenfläche der Dose zu injizieren. Die modernen Nickellegierungen von heute sind robuster und das ringförmige Design kann einer viel höheren Hitze standhalten.

2) Da die Dosenmetallurgie schlecht war, verbrannten sie schnell. Das Ersetzen von Dosen ist im Vergleich zu einem ringförmigen Ring relativ einfach. Wenn eine Dose brennt, ist der Rest des Motors ziemlich ahnungslos, Annualar-Motoren müssen alles richtig funktionieren, um die Hitze, den Druck und den Luftstrom sicher zu kontrollieren.

3) Infrarotwärme war ein großes Problem bei frühen Konstruktionen, die Dosen blockierten den Rest der Brennkammer effektiv vor der Infrarotflamme.

4) Frühe Dosenzünder hatten viele Probleme, also hatten sie nur ein paar Dosen dabei und benutzten dann ein Flammrohr zwischen den Dosen.