Почему реактивным двигателям требуется много времени, чтобы сбросить газ?

По-видимому, реактивным двигателям может потребоваться несколько секунд, до десяти или пятнадцати секунд, чтобы перейти от полной мощности к режиму холостого хода.

Почему это? Разве простой топливный клапан не может перекрыть подачу топлива? Или уменьшить его до того, что расход соответствует холостому ходу? Насколько я могу судить, любое из этих действий, если оно сделано с клапаном, должно произойти почти мгновенно.

Это наверняка снизит тягу, даже если двигатель еще какое-то время будет вращаться. Есть ли что-то опасное в этой идее? Мне кажется, что топливный клапан может закрываться и открываться столько раз, сколько захочет.

Примечание: меня интересуют турбореактивные и турбовентиляторные двигатели. И меня волнует только дросселирование .

Для предотвращения помпажа компрессора. См. (может быть, дубликат): Почему газотурбинные двигатели так долго раскручиваются? .
Инерция. Но тяга сразу упадет, если перекроют подачу топлива. Нет нагрева, нет тяги.
@mins Я читал это, но не понимаю, как может произойти всплеск при внезапном дросселировании. Может быть, может случиться и наоборот, внезапное падение давления, но это не звучит так опасно, как скачок давления.
См. 8.2.6 Аварийное отключение производительности газовой турбины .
Может просто инерция вращающейся турбины, дисков компрессора
Если резко снизить подачу топлива, скажем, от 100% тяги до холостого хода, то вы рискуете, что остаточный поток воздуха через горелки будет слишком большим для устойчивого горения при более низком расходе топлива, что приведет к обеднению двигателя. смесь вытекает и двигатель глохнет. Вы не можете затормозить вентилятор или сердцевину, поэтому уменьшение воздушного потока должно происходить естественным образом за счет потери инерции в этих движущихся компонентах.
@PeterKämpf Можете ли вы объяснить «инерцию» лучше? Примечание. Я заинтересован в немедленном сокращении тяги, а не скорости резания. Я знаю, что инерция самолета некоторое время будет удерживать его в полете. Я уверен, что двигатель все еще будет вращаться из-за инерции вращения. Но ваши последние предложения, кажется, согласны с тем, что, несмотря на все это, мы можем сразу уменьшить тягу.
@Moo Все в порядке. Погасшее пламя также сократит тягу. Меня волнует только снижение тяги либо до холостого хода, либо до нуля. Конечно, было бы хорошо, если бы двигатель не был поврежден и его можно было перезапустить обычным способом, даже если обычные процедуры перезапуска могут занять некоторое время. Однако, как любопытно, я не понимаю, почему это могло бы загореться в вашем сценарии. Переизбыток кислорода, смешанного с топливом, даже небольшой, не должен вызывать затухание пожара. Как вы, наверное, догадались, я мало что знаю о газовой динамике двигателей, поэтому, надеюсь, кто-нибудь сможет объяснить, почему пламя гаснет.
@ DrZ214 горение прекратится, потому что реакции между топливом и кислородом станут слишком рассредоточенными, а это означает, что вам либо нужен постоянный источник воспламенения, либо горение прекратится, потому что оно не может распространяться. Пламя — это, по сути, цепная реакция, при которой энергия, выделяемая одной реакцией топливо-окислитель, запускает реакцию в соседней паре топливо-окислитель, но если раздвинуть эти пары достаточно далеко друг от друга, энергии уже недостаточно для запуска реакции. Вот почему огонь распространяется там, где есть и источник топлива, и окислитель.
@ DrZ214, конечно, все это игнорирует тот факт, что в современных двигателях с большим байпасом основная часть тяги (например, 80% или более) создается движением воздуха передним вентилятором - чтобы немедленно сократить эту тягу до нуля, вам нужно остановить этот вентилятор или зацепить лопасти вентилятора, чтобы их можно было флюгировать. Остановка вентилятора означает здоровенный тормоз (эти вентиляторы весят тонны и имеют высокую скорость вращения), а флюгирование вентиляторов означает больший вес и сложность. Авиакомпании не хотят ни того, ни другого, так что это никогда не было проблемой, которую нужно было решать.
@Moo Хорошо, тогда это звучит так, как будто я хочу реверсор тяги или, может быть, дефлектор тяги для направления воздуха в двух противоположных боковых направлениях, или даже какое-то отверстие для выпуска воздуха. PS Ваш комментарий станет отличным ответом.
@DrZ214 DrZ214 большинство реактивных двигателей уже имеют реверсоры тяги :) Часто они используются для повышения эффективности торможения при посадке, но они также используются для отклонения тяги вниз при посадке, а также при работе двигателя на холостом ходу.
Я предполагаю, что отключение должно быть выполнено контролируемым образом, чтобы приспособиться к различным схемам охлаждения каждого компонента. Лопасти охлаждаются со скоростью, отличной от скорости гондолы и корпуса двигателя.
@PeterKämpf: В то время как инерция будет удерживать вал и все, что к нему прикреплено, вращаться в течение короткого времени, воздух, проходящий через двигатель, действительно служит массивным тормозом. Очевидно, с энергетической точки зрения: вращающийся двигатель содержит только фиксированное количество энергии, и ускорение воздуха через двигатель истощает эту энергию. Высокие обороты означают много энергии, но также и много ускоряемого воздуха, доверие, производимое, когда двигатель раскручивается, и, таким образом, уносится энергия.
@Moo Другой способ быстро остановить вентилятор - использовать электрогенератор в обратном направлении. Большие коммерческие реактивные двигатели имеют генератор, который подает электроэнергию в кабину. Если не ошибаюсь, механически просто обратить этот процесс вспять (взять электроэнергию для торможения вращающейся турбины). Но тогда единственный вопрос, откуда вы возьмете для этого силы (ведь мы просто глушим двигатели)?
@ DrZ214 DrZ214 даже более важным, чем источник энергии, является то, могут ли генераторы поддерживать нагрузку - вы не можете просто превратить генератор в двигатель, поскольку они рассчитаны на разные нагрузки, и поскольку он уже будет производить электроэнергию. тогда рекуперативное торможение отключается, так как оно ничего к нему не добавит. Также имейте в виду, что не все двигатели могут иметь генераторы.

Ответы (3)

Простой ответ - инерция вращения , как только вы получите тяжелую массу, быстро вращающуюся, эта тяжелая масса будет иметь тенденцию продолжать быстро вращаться, если на объект не будет воздействовать что-то еще. Поршневые двигатели имеют большое трение между стенками поршня и поршнями (как они удерживают взрыв), это помогает им замедляться быстрее, чем реактивный двигатель, в котором турбина легко справляется с этим, поэтому соединения очень хорошо сделаны и очень свободное перемещение. В то время как сокращение подачи топлива будет препятствовать тому, чтобы двигатель продолжал генерировать тягу, турбина будет продолжать вращаться до тех пор, пока сила не заставит ее остановиться (действительно сопротивление и трение).

Реактивные двигатели имеют небольшой механический запас и работают при высоких температурах. Это означает, что все компоненты расширяются при нагревании больше, чем механические пределы. Это не проблема, когда все вместе расширяется и сжимается контролируемым образом. Это может показаться нелогичным, но это легко продемонстрировать. Вырежьте круглое отверстие в металлической пластине и нагрейте пластину. Отверстие будет расти с той же скоростью расширения, что и окружающий материал.

Что произойдет, если мы внезапно прекратим подачу топлива? Компрессионный нагрев воздуха, поступающего в двигатель, не прекращается внезапно, но весь воздух, проходящий через двигатель, охлаждает его. Это означает, что турбина сзади действительно охлаждается, поскольку через нее проходит относительно холодный воздух. Это не только вызывает термические напряжения, но и дает усадку турбины.

Вы хотите сказать, что даже если дроссельную заслонку перевести в режим холостого хода, какой-то ЭБУ будет продолжать подавать топливо в двигатель, чтобы избежать быстрого охлаждения?

Суть в том, что чем больший вес имеет движущийся объект (в данном случае турбина), тем больше времени требуется для замедления из-за энергии, запасенной в движущемся объекте. Это одинаково для всех объектов, которые имеют большую массу. В автомобиле есть маховик, который накапливает часть энергии, вырабатываемой двигателем, так что небольшой сбой в поршнях не прерывает вращение. В реактивном двигателе большая масса турбины также поддерживает увеличение или уменьшение скорости с постоянной скоростью, чтобы двигатель не производил «рывков» мощности при изменении дроссельной заслонки.

Это начало ответа; Вы можете расширить это?
Почему реактивным двигателям требуется много времени, чтобы сбросить газ?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v