¿Es posible crear un flujo de aire supersónico directo al postquemador de un turboventilador para mejorar el rendimiento o reducir el consumo de combustible?

así que descubrí que el SR-71 Blackbird está usando lo que se llama "turborreactor" y encuentro la idea un poco atractiva ya que dicen que con tal motor, el Blackbird es más eficiente en combustible a su velocidad máxima. Sé que el mecanismo para dicho motor es extremadamente complicado, pero lo que tengo en mente no es hacer un motor como el Blackbird, sino más bien tener un flujo de aire fresco supersónico directo al postquemador para mantener el consumo de combustible ligeramente más bajo gracias a más oxígeno. para mantener el posquemador quemado de manera efectiva (porque escuché en algún lugar que los posquemadores queman 3 veces más combustible que el empuje seco, espero que esto pueda reducirlo a solo el doble o incluso 1.5 veces el consumo original de combustible de empuje seco y tener el mismo rendimiento). ¿Es posible hacer tal cosa? ¿Cuál sería el principal problema de tal motor/diseño? ¿Puede producir más empuje/más eficiente en el consumo de combustible? y por el bien de los cálculos, digamos que el motor turboventilador en cuestión es GE F-414-EPE, en postcombustión, a velocidad supersónica.

¿Está preguntando si el turboventilador que menciona podría modificarse para convertirse en un ramjet (o bien, ram-fan)? Hay mucha pelusa en su pregunta, lo que dificulta condensar su punto principal.
no necesariamente un estatorreactor, más bien para hacer un flujo de aire fresco directo para mejorar el proceso de combustión en el postquemador, el motor a reacción sigue funcionando durante ese tiempo a diferencia del turborreactor de Blackbird
Un turboventilador ya tiene aire de derivación, que podría considerarse aire "fresco" para el dispositivo de poscombustión. Así que no estoy seguro de qué más estás buscando.
tiene razón, es posible que tenga que editar mucho la pregunta ... Estaba buscando una manera de poner un flujo de aire supersónico directo en el postquemador, ya que el aire de derivación del turboventilador no es realmente supersónico, me gustaría ver si Puedo agregar más aire para eso
Quemar combustible en un flujo supersónico es difícil. Está en investigación activa, pero aún no se ha convertido en ningún avión de servicio. Además, su pregunta lo hace mucho más difícil porque implícitamente requiere que el escape de la turbina sea supersónico y potencialmente también supersónico en la cámara de combustión principal. La mayoría de los motores a reacción, incluido el turboventilador, el turborreactor o el motor de cohete, no tienen ningún flujo supersónico hasta la boquilla. Si desea un flujo supersónico desde la admisión, a través del compresor, la cámara de combustión, la turbina, hacia el postquemador, más el bypass supersónico. Creo que dentro de 20 años de I+D es bastante optimista.

Respuestas (1)

El J-58 tomó aire comprimido del compresor en la etapa 4 y lo condujo directamente al flujo detrás de la turbina. Esto enfrió la corriente de escape que ingresaba al posquemador, por lo que la temperatura inicial allí era más baja y la densidad más alta, lo que aumenta la eficiencia y el empuje. Tenga en cuenta que la entrada del SR-71 redujo la velocidad del flujo a Mach 0,4, por lo que todo el flujo interno fue subsónico. Solo cuando los gases de escape calientes en el dispositivo de poscombustión se expandieran nuevamente, la velocidad del flujo aumentaría nuevamente a velocidades supersónicas.

Esto solo es posible porque la admisión ya comprimiría el aire en un factor de casi 40 al volar a Mach 3.2. Esta precompresión escala con

pag 0 = pag ∞ ⋅ ( 1.2 ⋅ METRO a 2 ) 3.5 ( 1 + 5 6 ⋅ ( METRO a 2 − 1 ) ) 2.5
por lo que la precompresión es mucho más baja (menos de 6) para una velocidad máxima típica de F-414 de Mach 1.8 .

( METRO a = número de Mach, pag 0 = presión del ariete, pag ∞ = presión atmosférica).

Las ganancias en la escala de eficiencia con la relación de las temperaturas de arranque y de escape (medidas desde el cero absoluto), por lo que el aumento de la eficiencia es mucho menor de lo que parece esperar.

Asegúrese de que la velocidad de flujo en la entrada del dispositivo de poscombustión sea decididamente subsónica. El flujo supersónico al comienzo de la sección del postquemador solo retrasará el encendido hasta que el flujo salga por la boquilla. Todos los posquemadores tienen anillos en el interior, llamados soportes de llama, que provocan un flujo separado local, por lo que siempre hay algo de gas encendido para encender la mezcla de aire y combustible recién llegada.

hm, así que incluso si teóricamente el motor va a Mach 2, solo llega a 3... bueno, fue una idea genial, ¡gracias por responder a Peter! espera... la Ma es para los números de Mach, ¿verdad?
@AlbertG.: ¡Correcto!
¿Es posible crear un flujo de aire supersónico directo al postquemador de un turboventilador para mejorar el rendimiento o reducir el consumo de combustible?
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