Почему удельный расход топлива по тяге намного хуже у ТРДД с большой степенью двухконтурности на крейсерском режиме?

General Electric GE90 Взлетная: 0,278 фунта/фунт-сила/ч (28,3 кг/кН/ч) Крейсерская: 0,545 фунт/фунт-сила/ч (55,6 кг/кН/ч) Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/General_Electric_GE90 #Технические характеристики

Я предполагаю, что это типично для современного турбовентиляторного двигателя HBPR.

Но почему?

Конечно, по мере увеличения высоты плотность воздуха уменьшается, а это означает, что вентилятор имеет меньший поток воздуха, что приводит к созданию меньшей тяги. Но опять же, коэффициент байпаса не меняется, поэтому поток воздуха в ядре также уменьшается на ту же величину, что и поток воздуха от вентилятора. Так что расход топлива тоже должен уменьшаться! Так почему же TSFC TWICE так же плох для круиза, как и для взлета? Это из-за потерь в канале вентилятора, быстро увеличивающихся со скоростью?

(Между прочим, я знаю, что более высокая скорость помогает снизить расход сидячих миль, но все же.)

РЕДАКТИРОВАТЬ: Подождите, что? RB211, еще один ТРДД HBPR, почти не имеет разницы между круизом и "уровнем моря" https://en.wikipedia.org/wiki/Thrust-specific_fuel_consumption

Так вы говорите, что процент раздражающих вещей, таких как трение, быстро увеличивается из-за более низкой крейсерской тяги?

Ответы (1)

Да, это типично для турбовентиляторных двигателей с высокой степенью двухконтурности (HBPR).

Но почему?

Потому что импульс входа повышается, а импульс выхода остается примерно постоянным. Тяга - это разница между ними , полученная с течением времени. Движущийся двигатель должен замедлить поток воздуха, чтобы произошло сгорание, а затем должен ускорить воздух больше, чем он был замедлен, чтобы иметь положительную тягу. Следовательно, SFC растет параллельно скорости.

В то время как внутренние процессы внутри двигателя в полете очень похожи на таковые в состоянии покоя (только уровни давления увеличиваются за счет тарана движущегося двигателя, а плотность падает с увеличением высоты), тяга уменьшается из-за меньшей разности импульсов в полете. . Поскольку двигатель HBPR лишь немного ускоряет большую часть проходящего через него объема воздуха, средняя скорость на выходе относительно низка по сравнению с реактивным двигателем без перепускного потока. Это похоже (но менее серьезно) на пропеллер, где тяга падает обратно пропорционально скорости .

SFC становится еще хуже в сверхзвуковом полете. Для значимого сравнения SFC скорость должна быть одинаковой.

СФК ТРДД с БПР 3

Удельный расход топлива в г/кН·с ТРДД со степенью двухконтурности 3. По оси Y отложена высота в метрах. Изолинии были сделаны с помощью функции контура R и в действительности должны быть более округлыми.

Но почему скорость на выходе остается постоянной? может показаться, что по мере увеличения скорости энергия, добавляемая к воздуху, остается постоянной, поэтому скорость на выходе относительно земли должна быть статической скоростью истечения + воздушная скорость.
Если расход топлива остается прежним, энергия, выделяемая в двигателе, должна быть такой же, но, как вы говорите, воздушный поток меньше ускоряется на крейсерском режиме, поэтому энергия, потребляемая этим процессом, кажется, уменьшается, что дает большую мощность двигателя. , что, как мне кажется, заставляет двигатель хотеть увеличить обороты
Или, другими словами, в состоянии покоя угол атаки на лопасти вентилятора максимален. В крейсерском режиме она уменьшается при постоянных оборотах.
И если вы сохраните число оборотов в минуту и ​​еще больше увеличите скорость, вентилятор превратится в турбину! И при этом двигатель продолжает сжигать взлетное количество топлива?
@ABJX: воздухозаборник гарантирует , что угол атаки лопастей вентилятора не сильно изменится. Влияет только уровень давления. Выходная скорость ограничена максимальной температурой турбины. Предварительное сжатие нагревает воздух, поступающий в камеру сгорания, и повышение температуры до максимума требует немного меньшего количества топлива, но сохраняет постоянную скорость на выходе.
Ах да, я забыл. Вентилятор имеет напорный впуск.
Но тем не менее, вы говорите, что расход топлива "немного" уменьшается. Но скорость на поверхности вентилятора остается постоянной, поэтому ускорение вентилятора ......... лишь немного уменьшается. И это ускорение добавляется к скорости, которую воздух приобретает за счет сброса напорного давления, когда он расширяется через сопло вентилятора на крейсерском режиме.
@ABJX: скорость потока в диффузоре снижается почти до нуля . Компрессор не разгоняет воздух, а только сжимает его, отсюда и название. Чтобы произошло возгорание, топливу и воздуху нужно время для смешивания, а более высокая скорость просто задует пламя. Помните, что типичная скорость фронта пламени для воздушно-углеводородных смесей составляет всего несколько метров в секунду.
Я думаю, вы перепутали основной компрессор с вентилятором, о чем я и говорил. Хотя я должен сказать, что ядро, похоже, тоже испытывает тот же эффект.
@ABJX: Ах, ты имеешь в виду внешний поток. Предкомпрессия – это сопротивление – то, что унесено, возвращается потоку в сопле. Увеличение скорости от вентилятора примерно постоянно в зависимости от скорости полета.
Почему удельный расход топлива по тяге намного хуже у ТРДД с большой степенью двухконтурности на крейсерском режиме?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 5v