飛行機を空中で動かすには、何らかの推進装置を用いて推力を発生させます。 現代の戦闘機の多くは、ローバイパスターボファンとターボジェットのどちらかにアフターバーナーを搭載しています。 このページでは、アフターバーニングターボジェットの基礎について説明します。
戦闘機が超音速で飛行するためには、音速を超える急激な上昇を克服しなければなりません。 そのために必要な推力を得るための簡単な方法は、コアターボジェットにアフターバーナーをつけることです。 ベースターボは、バーナーから出る排気のエネルギーの一部を利用してタービンを回しています。 アフターバーナーは、高温の排気に直接燃料を噴射してエネルギーを戻すために使われます。 回路図では、基本的なターボジェットのノズルが延長され、ノズル内に黄色く着色されたフレームホルダーのリングがあることに気づきます。 アフターバーナーをつけると、この輪っかからターボジェットの高温の排気の中に、さらに燃料が噴射されます。 このとき、燃料は燃焼して追加の推力を生み出しますが、ターボジェットの燃焼部ほど効率よくは燃えないのです。 推力は増えますが、燃料の消費量はかなり多くなります。 そのため、アフターバーニングノズルは形状を変えて設計する必要があり、単純なターボジェットノズルよりも重く、複雑な構造になっています。ターボジェットのノズルは通常、排気圧力を自由落下圧力に戻すように設計されており、アフターバーニングターボジェットの推力式は、圧力面積項をゼロにした一般推力式で与えられます。 このとき、推力Fは出口での質量流量m×速度Vから質量流量比×速度を引いたものに等しい。 空力学者はしばしば第1項(m dot * V)eを総推力と呼ぶが、これはこの項がノズルの状態に大きく関連しているためである。 第2項(m dot * V)0はラムドラッグと呼ばれ、通常は吸込口の状態に関連します。 わかりやすくするために、エンジン推力のことを正味推力と呼ぶことにする。
アフターバーナーは戦闘機と超音速旅客機コンコルドにのみ使用されている。 コンコルドは巡航に入るとアフターバーナーをオフにします。 そうしないと、ヨーロッパに到着する前に燃料が切れてしまうからです。
インタラクティブなEngineSimJavaアプレットを使用すると、アフターバーニングターボジェットエンジンの設計と動作を調べることができます。 EngineTypeを “Jet with Afterburner “に設定すると、推力や燃料流量に影響を与えるパラメータを変化させることができます。
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