Lentokoneen liikuttamiseksi ilmassa työntövoimaa tuotetaan jonkinlaisella työntövoimajärjestelmällä. Useimmissa nykyaikaisissa hävittäjälentokoneissa käytetään jälkipolttoa joko matalan ohivirtauksen turbofanissa tai suihkuturbiinimoottorissa. Tällä sivulla käsitellään jälkipolttoisen suihkuturbiinimoottorin perusteita.
Hävittäjälentokoneiden on ylitettävä jyrkkä nousu äänennopeuden yläpuolella, jotta ne voivat lentää yliäänellä. Yksinkertainen tapa saada tarvittava työntövoima on lisätä jälkipoltto ydinturbiinimoottoriin. Perusturbojetissä osa polttimen pakokaasun energiasta käytetään turbiinin pyörittämiseen. Jälkipolttimella saadaan energiaa takaisin ruiskuttamalla polttoainetta suoraan kuumaan pakokaasuun. Kaaviossa näkyy, että perusturbosuihkukoneen suutinta on pidennetty, ja suuttimessa on nyt liekinpidinten rengas, joka on väriltään keltainen. Kun jälkipoltto kytketään päälle, lisäpolttoainetta ruiskutetaan renkaiden läpi ja turbojetin kuumaan pakokaasuvirtaan. Polttoaine palaa ja tuottaa lisävoimaa, mutta se ei pala yhtä tehokkaasti kuin turbojetin palamisosassa. Työntövoimaa saadaan lisää, mutta polttoainetta palaa paljon enemmän. Kun pakokaasun lämpötila nousee, suuttimen virtauspinta-alaa on kasvatettava saman massavirran läpäisemiseksi.Siksi jälkipolttosuuttimet on suunniteltava vaihtelevan geometrian omaaviksi, ja ne ovat painavampia ja monimutkaisempia kuin yksinkertaiset suihkuturbiinisuuttimet.Kun jälkipoltto sammutetaan, moottori toimii kuten tavallinen suihkuturbiini.Voit tutkia suuttimien toimintaa interaktiivisella suutinsimulaattorillamme.
Turbojetin suutin suunnitellaan yleensä siten, että pakokaasun paine palautuu vapaan virtauksen paineeseen.Jälkipolttoa käyttävän turbojetin työntövoimayhtälö saadaan tällöin yleisestä työntövoimayhtälöstä, jossa paine-aluetermi on nolla. Jos vapaan virtauksen olosuhteita merkitään alaindeksillä ”0” ja ulostulo-olosuhteita alaindeksillä ”e”, työntövoima F on yhtä suuri kuin massavirta m kertaa nopeus V ulostulossa miinus vapaan virtauksen massavirta kertaa nopeus.
F = e – 0
Tämässä yhtälössä on kaksi termiä. Aerodynamistit kutsuvat usein ensimmäistä termiä (m dot * V)e bruttotyöntövoimaksi, koska tämä termi liittyy suurelta osin suuttimen olosuhteisiin. Toista termiä (m piste * V)0 kutsutaan syöksyvastukseksi, ja se liittyy yleensä suuttimen sisääntulon olosuhteisiin. Selkeyden vuoksi moottorin työntövoimaa kutsutaan tällöin nettotyöntövoimaksi. Työntövoimayhtälömme osoittaa, että nettotyöntövoima on yhtä suuri kuin bruttotyöntövoima vähennettynä törmäysvastuksella.
Jälkipolttimia käytetään vain hävittäjäkoneissa ja yliäänilentokone Concordessa. Concorde kytkee jälkipolttimet pois päältä, kun se siirtyy matkalentoon. Muuten polttoaine loppuisi ennen Eurooppaan saapumista. Jälkipolttimet tarjoavat mekaanisesti yksinkertaisen tavan lisätä työntövoimaa, ja niitä käytetään sekä suihkukoneissa että suihkukoneissa.
Voit tutkia jälkipolttoa käyttävän suihkumoottorin suunnittelua ja toimintaa interaktiivisen EngineSimJava-sovelluksen avulla. Aseta EngineType arvoksi ”Jet with Afterburner” ja voit muuttaa kaikkia parametreja, jotka vaikuttavat työntövoimaan ja polttoaineen virtaukseen.
Activities:
Guided Tours
-
Afterburning Turbojets: 
Navigointi ..
Aloittelijan oppaan etusivu