He estado tratando de calcular la potencia que produce un motor P&W F100 en un F-16 utilizando algunos de los datos disponibles sobre empuje y velocidad y terminé con un número que quiero confirmar. Así es como hice los cálculos.
En primer lugar, no quiero que mis cálculos supongan ninguna complicación debido a la altitud y su efecto en el empuje del motor, así que opté por realizar mis cálculos al nivel del mar. Wikipedia establece que la velocidad máxima de un F-16 al nivel del mar es 1.470 que es ~ .
En segundo lugar, descubrí que los motores a reacción en general producen un empuje diferente a diferentes velocidades. Investigué un poco y descubrí que los turborreactores producen un empuje algo constante a velocidades subsónicas y obtienen un empuje adicional a velocidades supersónicas, mientras que los turboventiladores sufren una degradación del empuje con la velocidad en un grado que depende de la relación de derivación del turboventilador. Descubrí que los turboventiladores de alta relación de derivación sufren mucha más degradación del empuje a altas velocidades en comparación con los turboventiladores de baja relación de derivación. lo que significa que los turboventiladores de bajo BPR se encuentran en algún lugar entre el turborreactor y los turboventiladores de alto BPR según su BPR.
Descubrí que P&W F100 Wiki da una relación de derivación de Luego, mirando este gráfico de empuje frente a velocidad , que confirma lo que concluí anteriormente, pude determinar que el motor F100 con 0.36 BPR no puede tener más del 10% de degradación de empuje a mach 1.2. También creo que el uso del postquemador desplaza la curva más hacia arriba, ya que ahora entra más aire en el núcleo que antes sin aumentar el flujo del ventilador y, por lo tanto, el motor se comporta aún más como un turborreactor que como un turboventilador. En general, creo que sería seguro decir que el empuje del postcombustión a Mach 1,2 al nivel del mar no se degradará más del 10 %, por lo que el empuje del motor F100 se convertirá en 0,9 × 127 kN =
Ahora el poder es simplemente = = o sobre .
Entonces, mi pregunta ahora es: ¿Mis cálculos son aceptables hasta cierto punto o están completamente equivocados y no tomé en cuenta otro factor importante?
EDITAR: Tengo otra pregunta. Estoy asumiendo aquí que el motor está produciendo un empuje completo al nivel del mar para contrarrestar la resistencia del aire y alcanzar la velocidad citada. Pero, ¿es esta una suposición correcta? En otras palabras, ¿podría un F-16 volar a su velocidad máxima al nivel del mar sin usar el empuje máximo?
https://en.wikipedia.org/wiki/Pratt_%26_Whitney_F100 proporciona un empuje máximo de poscombustión para el F100-PW-220 de 105,7 kN, por lo que estuvo bastante cerca de allí. El poder no aparece en wikipedia, pero puede llegar allí. Enumera "Consumo específico de combustible: Empuje militar: (0,73 lb/(lbf·h))", por lo que todo lo que necesita saber es el poder calorífico inferior del combustible para aviones y puede calcular la potencia. En mi cabeza, 46 MW parece un poco alto para ese tamaño de motor, pero ciertamente está en ese orden de magnitud.
Sumner
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