Каков нормальный диапазон выхлопных газов реактивного двигателя?

ТРД без форсажной камеры

В двигателях без форсажа температура на выходе из сопла составляет около 600°C при полной постоянной тяге. Если температура окружающей среды низкая, для той же тяги требуется меньший нагрев, и температура на выходе ниже. Однако максимальная температура для данного двигателя не зависит от высоты над уровнем моря и определяется материалами внутри двигателя. В полете непрерывный максимум может быть выше, чем на земле, когда охлаждение внешним потоком менее эффективно.

Температурный профиль на расстоянии

В этом отчете приведены результаты наземных измерений на Pratt & Whitney JT8D самолета Douglas DC-9 и показано, как быстро температура падает за самолетом из-за перемешивания и излучения.

^{Температура струи за DC-9 на взлетной мощности. Источник изображения .}

^{Температура струи за DC-9 на холостом ходу. Источник изображения .}

С форсажной камерой

При полном форсаже двигатель потребляет примерно в пять раз больше топлива, чем при работе всухую, и это проявляется в температуре выхлопных газов. В этом отчете подробно описаны измерения давления и температуры в сопле одного из двигателей General Electric F-404 , используемых в программе X-29 . График ниже взят из отчета и показывает сводку температуры выхлопных струй по горизонтальной центральной линии для различных настроек мощности (PLA = угол уровня мощности; 120 ° - полный форсаж и 87 ° - военная тяга).

^{Исследование температуры сопла форсажного двигателя GE F-404. Источник .}

Условиями испытаний были высота 30 000 футов и скорость 0,3 Маха, смоделированные в барокамере. Температуры измерялись гребенкой всего в нескольких дюймах от сопла двигателя. Обратите внимание, что температуры даны в системе Ренкина ; максимум 3800°R составляет 1838°C. След центрального корпуса двигателя вызывает более низкие температуры в центре струи при XSRL = 0. Край сопла находится на расстоянии 12,7 дюйма от центра; из-за симметрии показана только половина профиля температуры струи.

Температура выхлопных газов реактивного двигателя зависит от ряда параметров, таких как:

• Условия эксплуатации
• Используется ли форсаж или нет
• Состояние двигателя
• Тип двигателя (ТРДД с малой или высокой степенью двухконтурности и т. д.)

Без дожигателя температура выхлопных газов составляет около 600-650°С.$^{\circ}$C, который достигает 1500$^{\circ}$C с дожигателем. На рисунке ниже показаны данные для ТРДД General Electric J79 с малой степенью двухконтурности.

Источник: www.aircraftenginedesign.com

В случае ТРДД с большой степенью двухконтурности температура выхлопных газов несколько ниже, обычно около 500-600°С.$^{\circ}$C. Например, на рисунке показано изменение температуры двигателя PW 4000.

Источник: web.mit.edu

Температура двигателя определяется используемыми материалами, особенно температурой турбины (и методом охлаждения), а не внешними условиями. Таким образом, температура газа турбины является самой высокой температурой в реактивных двигателях и ограничивающим фактором.

Температура выхлопных газов является параметром для измерения состояния двигателя. Высокий уровень выхлопных газов для заданной тяги (двигателя) является признаком того, что двигателю требуется больше топлива для той же тяги из-за износа вращающихся компонентов и т. д., и может потребоваться проверка двигателя.