Что такое форсаж двигателя
Безумное ускорение: секреты форсажного двигателя истребителей
Последнюю букву в слове «форсаж» ведущий произносит отчетливо. Это знак. Оба летчика одновременно ровным движением переводят ручки управления двигателями до упора вперед, в положение «полный форсаж».
Свист двигателей разрастается в рев и без пауз переходит в надрывный грохот. Из сопел вырастают длинные, почти с сам самолет, струи бело-розового форсажного пламени. Истребители начинают разбег под действием резко выросшей тяги. Большая продольная перегрузка делает рост скорости стремительным. Потому разбег и начинают синхронно, чтобы задний самолет не догнал передний и не отстал от него: здесь решают метры и доли секунды.
Задрав носы и лизнув длинными языками форсажного огня бетонку, пара отрывается от полосы и стремительно поднимается в ночное небо. Грохот удаляется, в небо уходят две звездочки с огненными хвостами. Внезапно они гаснут. Через пару секунд отдаленный грохот резко смолкает. Форсаж выключен. Истребители продолжают набор высоты на максимальном режиме двигателей.
Мгновенное усилие
Форсаж – усиленный режим работы двигателя. Слово происходит от французского forçage – «усиление, принуждение, форсирование». Форсаж дает большое, почти вдвое, увеличение тяги двигателя, уже работающего на максимальном режиме. Много тонн добавочной форсажной тяги, которая позволяет быстро разогнаться при взлете, поддерживать скорость в интенсивных маневрах, развивать сверхзвуковую скорость и догонять цель для атаки.
В форсажном двигателе между турбиной и реактивным соплом вставлена форсажная камера – большая труба с топливными форсунками спереди. На форсаже в камере сжигаются добавочные килограммы топлива. При их сгорании сильно нагревается газ перед входом в реактивное сопло. Скорость истечения из сопла вырастает вместе с реактивной силой, давая форсажный прирост тяги. При этом количество воздуха, проходящего через двигатель, не изменяется. Не увеличиваются обороты, и так максимальные. Но сильно, в несколько раз, возрастает расход топлива. А потому большинство самолетов способно двигаться в форсажном режиме лишь непродолжительное время. Если этот фактор не учесть, у пилота могут возникнуть большие проблемы.
Все ушло в струю
Час ночи. Летчик уже спустился из стратосферы, а форсаж все еще горит. Спустя время пилот докладывает: «Загорелась лампа аварийного остатка топлива». Руководитель полетов в ответ: «Продублируйте выключение форсажа». Только теперь летчик убрал форсаж и доложил второй раз о его выключении. Но топливо уже сгорело. Удаление до полосы сто сорок километров.
Мифы о форсаже
Форсаж работает в полном соответствии с законами физики, однако принцип его действия вовсе не очевиден, и зачастую предлагаемые трактовки оказываются ошибочными. Что же там происходит? Поток воздуха в воздухозаборник на форсаже не вырастает. Может быть, дело в том, что добавляется объем новых продуктов сгорания? Посчитаем. При сжигании 1 кг керосина расходуется 2,7 м 3 кислорода, возникает 2,6 м 3 углекислого газа и водяного пара. Баланс объема отрицательный. Сжигание форсажного керосина слегка сократит объем газов. Расход массы на входе в сопло вырастет за счет керосина лишь на несколько процентов. Двигатель всасывает больше центнера воздуха в секунду. Несколько килограммов форсажного керосина увеличат эту массу незначительно. Почему же так сильно растет скорость форсажной струи?
Ответ напрашивается сам собой: из-за роста давления перед входом в сопло! Сгорание топлива в камере нагревает газ, повышает его давление, из-за чего и возникает форсажный прирост тяги. Однако сколь ни распространено это доступное объяснение, оно в корне неверно. Все движение в авиационном турбореактивном двигателе создает его сердце – газовая турбина. Она вращает компрессор – легкие двигателя, выполняющие огромное, многократное сжатие центнера воздуха в секунду и дающее движение всем другим устройствам. Турбина выполняет колоссальную работу. Для этого ее с большой силой обтекает газ. На каждой ее лопатке он создает силу, слагающую мощность турбины. Течь газ заставляет перепад давлений. Перепад большой, в несколько атмосфер, или в два-три раза. Если разность давлений уменьшить, течение газа сквозь турбину ослабеет. Падение силы на лопатках вызовет потерю мощности. На снижение мощности сразу отзовется компрессор, уменьшит сжатие сотни кубов воздуха в секунду. Воздух сожмется слабее, меньше накачается в двигатель. Давление газа перед турбиной снизится. Так от компрессора отразится и придет к передней стороне турбины волна обвального падения мощности. Ослабеет сжатие в камерах сгорания перед турбиной. После неустойчивого горения они погаснут. Двигатель встанет.
Механика с гидравликой
К такому сценарию приведет снижение перепада давлений. Турбина выходит своим газодинамическим тылом прямо в форсажную камеру. Даже небольшое повышение давления в камере сразу подступит к лопаткам турбины. Перепад ослабнет, мощность турбины снизится.
Чтобы давление за турбиной не нарастало, применяется хитрая механика. Сброс добавочного температурного расширения газа достигается за счет расширения самой узкой проточной части сопла. Эта сужающаяся часть образована литыми подвижными трапециевидными створками. На двигателе Ал-31Ф от Су-27 таких створок 16. Похожие 16 створок образуют и расширяющуюся часть сопла. Створки меняют и критический диаметр сопла, и диаметр выходного среза. Управляют створками 16 гидроцилиндров, рабочим телом в которых служит топливо. При переходе на форсажный режим критическое сечение сопла расширяется и одновременно увеличивается выходное сечение. В расширение «сливается» начинающийся рост давления от форсажного нагрева.
Чтобы при розжиге форсажа не возникало случайных повышений давления в форсажной камере, сопло расширяется не синхронно с ростом форсажного горения, а заранее. Створки раскрываются с опережением форсажа. Создается ситуация, когда сопло расширилось, а форсаж еще не разгорелся. И тогда происходит классический провал тяги. Ведь в расширившееся сопло «сливается» обычное давление, пока без форсажа. На форсаже давление за пару секунд восстанавливается до прежнего, при раскрытых створках сопла.
В итоге давление в форсажной камере двигателя Ал-31Ф на форсаже не только не вырастает, но даже незначительно падает, на 0,1–0,2 атм. Перепад давления на турбине практически не меняется, и компрессор продолжает сжимать и закачивать в двигатель центнер воздуха в секунду, столь необходимого для горения топлива.
Откуда же возникает форсажный прирост тяги? Сопло – тепловой двигатель, который совершает работу, разгоняя газ с запасом энергии. Потенциальную энергию тепла и упругого сжатия газа сопло трансформирует в кинетическую энергию истекающей струи и силу тяги. В скорость истечения преобразуются и сжатие, и нагрев газа. Прибавка энергии любому из них приводит к увеличению скорости. Если добавить газу теплоты, сохраняя давление, скорость струи вырастет. Вырастет тяга и с ростом давления при неизменной температуре. В едином процессе сопло преобразует добавку любой из двух форм энергии. Поэтому нагрев газа перед соплом приводит к росту скорости струи и тяги. Так и возникает форсаж. Можно сказать, что форсажная камера – это большая керосиновая духовка. Она усиливает жар, раскаляя поток перед соплом до тысячи семисот градусов. В этом весь ее смысл. Сопло, как шляпа волшебника, прямым действием превращает жар в добавочную силу.
Остается взглянуть на форсажную струю. Цвет ее зависит от полноты сгорания. Голубой, белый, розоватый, желтый. Пыль в воздухе может менять оттенки огня. Сверхзвуковая струя, покидая сопло, тормозится до дозвуковой скорости. В струе возникает ряд сверхзвуковых скачков уплотнения. Они стоят друг за другом светлыми пятнами, делая струю визуально полосатой. С удалением от сопла пятен больше: струя тормозится, скачки сближаются, пока не исчезают. Как позже и сама струя, с грохотом уносящая самолет и затихающая в небе.
Форсаж
Форс́аж — режим работы некоторых поршневых и реактивных двигателей, применяемый для временного увеличения тяги в случае необходимости (взлёт, разгон до сверхзвуковой скорости, манёвр воздушного боя). Применяется в основном на боевых самолётах, единственными гражданскими самолётами, на которых применялся форсаж, были пассажирские Ту-144 и Конкорд.
Форсажный режим работы воздушно-реактивного двигателя реализуется с помощью дополнительной (форсажной) камеры сгорания (далее ФКС), устанавливаемой за основной камерой сгорания и турбиной. При включении форсажа производится сжигание в ФКС дополнительного горючего, при этом происходит интенсивный подогрев рабочего тела, что, в свою очередь, приводит к увеличению его скорости истечения из сопла и росту тяги двигателя.
Температура газов за основной камерой сгорания лимитируется, в основном, жаростойкостью и жаропрочностью лопаток турбины. Установка за турбиной дополнительной камеры сгорания позволяет обойти это ограничение. Основным недостатком такого решения является резкое падение экономичности двигательной установки.
В силу означенных выше причин, переход на форсажный режим работы двигателя производится лишь в случае необходимости энергичного разгона летательного аппарата и/или его полета на высокой скорости (взлёт, набор высоты с целью занятия выгодной позиции для атаки, экстренный выход из боя, преодоление зоны действия ПВО противника и т. д.). Интересно, что на некоторых ЛА после отрыва от ВПП форсажный режим части двигателей выключается, для экономии топлива (хотя это и вызывает некоторые проблемы с устойчивостью — разворачивающий момент)
При работе двигателя на форсаже за реактивным соплом возникает видимая струя раскалённых газов, имеющая характерную полосатую окраску. При неполном сгорании керосина (из-за недостатка кислорода) струя будет иметь красный цвет с жёлтыми вертикальными кольцами. Если горение хорошо оптимизировано, то цвет пламени будет синий. Давление на срезе сопла значительно превышает давление окружающей среды, и по мере удаления от сопла давление уменьшается, а скорость истекающих газов возрастает. При этом поперечное сечение струи увеличивается и давление в наибольшем сечении становится менее атмосферного. После этого струя снова начинает сужаться, с увеличением давления. Такая цикличность приводит к тому, что сверхзвуковая струя выходящих газов периодически (циклично) становится дозвуковой, с возникновением скачков уплотнения — это как раз и есть видимые светлые кольца пламени. Из-за несовершенства топливной аппаратуры некоторых двигателей иногда наблюдается интересный эффект — на одном и том же самолёте у одного двигателя на форсаже выхлоп синий, у второго — красный или жёлтый.
Первым серийным самолётом, двигатель которого планово работал на форсаже в течение всего полёта, был SR-71 Blackbird (и на его предшественнике Lockheed A-12).
Форсажная камера истребителя
Все наверное слышали, знают или просто догадываются, что форсаж существует для того, чтобы придать дополнительное ускорение самолету, это если говорить простыми словами, но давайте углубимся в теорию.
Двигатель с форсажной камерой:
Двигатель без форсажной камеры:
Камера сгорания в разрезе:
В стандартной камере сгорания топливо подается через многочисленные форсунки, в форсажной камере подача топлива так же осуществляется через специальные форсунки, но немного другой конструкции. Розжиг производится специальными свечами зажигания.
Форсажная камера находится непосредственно за турбиной и именно в ней происходит дополнительное сжигание топлива с целью увеличения тяги. Например, в двигателе истребителя Су-27 (Ал-31Ф), увеличение тяги на форсаже происходит с 7 600 кгс до 12 500 кгс, согласитесь, довольно прилично. Существует еще особый форсажный режим, на котором тяга может достигать 13 000 кгс.
Форсажная камера сгорания в разрезе:
Воздух после камеры сгорания и после турбины все еще достаточно богат кислородом, ну и не нужно забывать о втором контуре, который так же обеспечивает дополнительную тягу и подачу воздуха в форсажную камеру. После включения форсажа, воздух молниеносно расширяется, за счет этого увеличивается тяга и можно увидеть красно-синее свечение из двигателей. Пилот может управлять мощностью форсажа за счет изменяемого сопла. Но к сожалению, форсаж не предназначен для постоянного применения, и если на режиме» максимал» двигатель может работать довольно долго, то форсажный режим помимо того, что увеличивает расход топлива, еще и уменьшает ресурс двигателя.
Но в условиях боя или каких-то военных операций форсаж просто жизненно необходим, так же его часто используют наши пилотажные группы на выступлениях. Еще форсаж используется для укороченного взлета в палубной и обычной авиации.
> Камера сгорания в разрезе
Взял бы что-нибудь современное, зачем трубчатая? Они вымерли давно.
> Пилот может управлять мощностью форсажа за счет изменяемого сопла.
но давайте углубимся в теорию.
подумал, ну наконец-то, аннет, оказалось очередной школьник узнал что форсаж и Вин Дизель не одно и тоже.
Кэп, спасибо! Третий курс института вспомнил.
Господи, придумал же кто-то такое. Сверхлюди.
На фото Миг-31 с прифотошопленным пламенем из двигателей. я за два года службы ни разу не видел такого факела за ним. Обычно при форсаже за самолетом образуются три-четыре красивых кольца. Даже покрасивее будут чем на этом фото
Сука, я до сих пор не понимаю, как (теоретически) накачивать топливо в камеру сгорания когда там дикое давление. Где для этого брать мощность?
Напишите про винтовентмляторный двигатель, пожалуйста.
А про самое главное, что форкамера зачастую используется для достижения скорости выше одного маха и ни словп. Мда.
Кстати этой херней можно очень хорошо охлаждать компьютер с процессором от AMD.
Ходили бы пешком, проблем бы меньше было.
Авиация
Не только Негода делает ТРД из овна и палок
Если вы шарите в немецком, то подробнее можно почитать в треде: https://www.rc-network.de/threads/turbine-mit-135-mm-verdich.
Тест компактного реактивного двигателя
Развитие ситуации с двигателями PW-1500 на Airbus A220
Канадский авиационный регулятор выпустил чрезвычайную директиву по летной годности (Emergency AD), согласно которой ограничиваются определенные параметры мощности двигателя на самолете Airbus A220 после недавних проблем с двигателями Pratt & Whitney.
В течение трех последних месяцев произошли [три инцидента] с остановками двигателя в полете с последующим разрушением двигателя: 25 июля 2019 года, 16 сентября 2019 года и 15 октября 2019 года. Во всех случаях проблемы случались с самолетами Swiss International Airlines Airbus A220-300 (ранее назывался Bombardier CSeries 300), оснащенные двигателями Pratt & Whitney PW1524G-3.
Отказы были вызваны отказом ротора ступени 1 компрессора низкого давления (LPC), в результате чего диск ротора отрывался и повреждал двигатель.
В настоящий момент расследования инцидентов продолжаются, но предварительные результаты указывают на то, что одним из факторов может быть «набор высоты при высоких установках тяги двигателей с определенными значениями тяги». При таких условиях, если их не изменять, это может привести к неконтролируемому разрушению двигателя и повреждению самолета.
Департамент правительства Канады (страны, где производится A220) Transport Canada выпустил директиву 26 октября, введя новое ограничение в «Руководство по эксплуатации самолёта» по установке режима двигателя N1 до 94% при высоте более 29000 футов.
Эта директива имеет временное действие и ожидается, что регулятор может предпринять дополнительные шаги.
Значение слова «форсаж»
Форсажный режим работы воздушно-реактивного двигателя реализуется с помощью дополнительной (форсажной) камеры сгорания (далее ФКС), располагающейся за основной камерой сгорания и турбиной. При включении форсажа в ФКС сжигается дополнительное горючее, при этом происходит интенсивный подогрев рабочего тела, что, в свою очередь, приводит к увеличению его скорости истечения из сопла и росту тяги двигателя.
Температура газов за основной камерой сгорания ограничивается в основном жаростойкостью и жаропрочностью лопаток турбины. Установка за турбиной дополнительной камеры сгорания позволяет обойти это ограничение. Основным недостатком такого решения является резкое падение экономичности двигателя, обусловленное низким содержанием свободного кислорода в продуктах сгорания, истекающих из основной камеры сгорания и подающихся сначала на турбину, а затем в форсажную камеру. Работа в таком режиме сопряжена со значительными тепловыми и механическими нагрузками на конструкцию практически всех узлов и агрегатов двигателя, поэтому время работы на форсаже для большинства типов самолётов ограничено минутами. Исключение составляют высотные сверхзвуковые самолёты наподобие истребителей-перехватчиков МиГ-25/МиГ-31 или самолёта-разведчика Lockheed SR-71, двигатели которых специально приспособлены для длительной работы в форсажном режиме.
В силу означенных выше причин переход на форсажный режим работы двигателя производится лишь в случае необходимости энергичного разгона летательного аппарата и/или его полета на высокой скорости (взлёт, набор высоты с целью занятия выгодной позиции для атаки, экстренный выход из боя, преодоление зоны действия ПВО противника и т. д.), а также если дополнительный расход топлива окупается соответствующим приростом дальности полета. Интересно, что на некоторых самолётах после отрыва от ВПП форсажный режим части двигателей выключается для экономии топлива, хотя это и вызывает некоторые проблемы с устойчивостью.
При работе двигателя на форсаже за реактивным соплом возникает видимая струя раскалённых газов, имеющая характерную «полосатую» структуру. Дело в том, что давление на срезе сопла значительно превышает давление окружающей среды, и по мере удаления от сопла давление уменьшается, а скорость истекающих газов возрастает. При этом поперечное сечение струи увеличивается и давление в наибольшем сечении становится меньше атмосферного. После этого струя снова начинает сужаться с увеличением давления. Такая цикличность приводит к тому, что сверхзвуковая струя выходящих газов периодически становится дозвуковой, с возникновением скачков уплотнения (так называемых дисков Маха) — это как раз и есть видимые светлые кольца пламени.
При неполном сгорании керосина (из-за недостатка кислорода) струя будет иметь красный цвет с жёлтыми вертикальными кольцами. Если горение хорошо оптимизировано, то цвет пламени будет синий. Из-за несовершенства топливной аппаратуры некоторых двигателей иногда наблюдается интересный эффект — на одном и том же самолёте у одного двигателя на форсаже выхлоп синий, у второго — красный или жёлтый.
Первым серийным самолётом, двигатель которого планово работал на форсаже в течение всего полёта, был SR-71 Blackbird (а также его несерийный предшественник Lockheed A-12).
форса́ж
1. разг. то же что и форсирование; резкое кратковременное усиление мощности какого-либо процесса ◆ Нужен рывок — нужен форсаж. ◆ Он дал форсаж и потянул на себя рычаг штурвала.
Турбореактивный двигатель с форсажной камерой (ТРДФ).
Привет, друзья!
Старт F-18A с палубы авианосца. Форсаж включен.
Вспомним значение этого слова с точки зрения русского языка. К нам оно попало из французского ( forsage – принуждать) и означает усиленный режим работы какого-либо механизма или устройства с целью получения от него наибольшей мощности. Обычно этот режим подразумевает кратковременность работы, так как нагрузки при этом сильно увеличены и механизм быстро изнашивается.
Такое определение вполне подходит и для авиационных двигателей. Однако здесь, на мой взгляд, существует некоторое различие в понятиях. Например, для поршневых двигателей форсаж означает увеличение мощности за счет увеличения оборотов, наддува, дополнительного впрыска топлива либо специальных компонентов (метанол, вода). Для простого турбореактивного двигателя – это чаще всего дополнительная подача топлива в камеру сгорания. При этом растет температура и далее, как следствие, скорость истечения газов из сопла и увеличение мощности ТРД.
Во всех этих случаях такие режимы работы обычно бывают высоконагруженными и применяются в особых обстоятельствах и кратковременно. На многих самолетах они так и называются (назывались :-)) – чрезвычайный режим (ЧР). Условия и время работы на этом режиме всегда строго определены.
Однако есть класс авиационных двигателей, конструкция которых (как впрочем и теория :-)) предопределяет возможность работы на специальном форсажном режиме. Это турбореактивные двигатели с форсажем (или форсажом :-)), или ТРДФ.
Для чего вообще нужен форсаж современному самолету? Думаю, понятно, что для резкого и ощутимого увеличения тяги двигателя и, соответственно, быстрого роста скорости летательного аппарата. Бывает так, что обычный ТРД даже на максимальном режиме работы не может выполнить такую задачу. В этом случае как раз и используется форсаж.
Фронтовой бомбардировщик СУ-24М с ТРДФ АЛ-21Ф3 (2 шт.).
СУ-17М4 с двигателем АЛ-21Ф3
Схема форсажной камеры ТРД.
Форсажные камеры и сопла двигателей АЛ-21Ф3 на самолете СУ-24М.
Взлет СУ-17М4 на форсаже.
Перевозка двигателя АЛ-21Ф3. Впереди двигатель, сзади форсажная камера с реактивным соплом.
Взлет МИГ-25РБ. Форсаж двигателей включен.
Разведчик Lockheed A12.
Разведчик Lockheed SR-71.
Форсаж двигателя J58 (на стенде). Видны кольца скачков уплотнения.
Сфера применения ТРДФ такова, что используется он в основном (а в настоящее время и полностью :-)) только на военных самолетах. Цель в этом случае — выполнение экстренных маневров с набором скорости. Это может быть атака воздушной цели, преодоление ПВО, перехват, занятие выгодной позиции, ну и, конечно, взлет и набор высоты.
На гражданских самолетах ТРДФ применялись только в двух случаях, на самолетах ТУ-144 и « Конкорд ». На первом двигатели были рассчитаны на длительную работу, а на втором включались кратковременно для взлета и преодоления звукового барьера с достижением определенной скорости. В этом случае большой расход топлива компенсировался возросшими скоростью и, соответственно, дальностью полета.
Сверхзвуковой пассажирский лайнер ТУ-144.
Сверхзвуковой пассажирский лайнер «Конкорд».
Ну, вот пожалуй и все. Для принципиального ознакомления с форсажем для ТРД вполне достаточно :-). Хочу только обратить ваше внимание на эффектность зрелища работающего форсажа. Особенно здорово это выглядит, когда самолет взлетает вечером или ночью. Многие это наверняка видели. Если не вживую, так в кино или по телевизору. Но лучше, конечно, смотреть вживую :-).
МИг-31. Взлет. Полный форсаж.
Старт истребителя FA-18A с авианосца.
Все тот же F-18. Ну разве не красиво? 🙂
Но это тот случай, когда после увиденного суть явления отступает на второй план. Уж больно это красиво выглядит. Особенно, если смотришь на все это вблизи. Впрочем, как и все в авиации :-)…
Напоследок предлагаю вам посмотреть два ролика. Один, короткий, показывает включение форсажа на стендовом двигателе. Во втором вы сможете увидеть пилотаж СУ-27 с длительным включением форсажа.
35 Комментариев: Турбореактивный двигатель с форсажной камерой (ТРДФ).
Форсаж 51 секунда высота 600 скорость 600 400 литров в минуту Так обходится красота
Здравствуйте! Ваши статьи очень интересны. Хотелось бы поподробнее узнатььпро двигатель Р 15 б 300. Историю разработки, особенности и т. д. В интернете не много информации.Вообще с интересом читаю ваши статьи, увлекся авиационными двигателями. Жаль, что вы сейчас очень редко пишете.
Читать было приятно и интересно. Спасибо!
(за исключением натыкания на места со смайликами — аж передергивало. Это же не переписка смс’ками а статья — отучайтесь от этой друной привычки)
У нас с приятелем возник спор по поводу «форсажа». Он утверждает будто форсаж применялся на винтовой авиации, в частности на Мессершмитт BF109. Так вот, мне интересно само происхождение(годы и страна) слова «Форсаж». С годами теряется первоначальный смысл и лет через 10 слово могут применить куда угодно.
К сожалению, не знаю точного происхождения этого слова. Однако подозреваю, что произошло оно от слова «сила» (force), во французском оно же означает «интенсивность». И само слово «форсаж» означает для техники ускорение темпа и увеличение мощности. Оно не является принадлежностью именно реактивного двигателя. Форсируют в том числе и поршневые двигатели автомобилей. У Bf109 была система форсирования двигателя, заключавшаяся во впрыскивании в цилиндре смеси воды с метанолом, повышающая мощность двигателя на 10-15%. Это был кратковременный режим. Слово форсаж означает также и работу с перегрузкой (что соответствует режиму форсажа на ТРДФ) и применяется даже в медицине для описания определенных процессов. Интересно, что только в русском языке форсажный режим работы ТРДФ обозначается этим словом (форсаж). В других языках используется слово, аналогичное английскому afterburner (afterburning) — т.е. «после основной камеры сгорания — burner»….
Здравствуйте. Я не пойму такую вещь. Если на форсажном режиме после турбины начинает сгорать топливо, значит давление за турбиной возрастает. Если это так, то степень понижения давления уменьшается? И мощность уменьшается. Или это не так?
Все так :-)… Однако двигатель проектируется с учетом такого режима. Сопло перед включением форсажа открывается, кроме того автоматика работает на сохранение заданной частоты вращения (обычно увеличением подачи топлива), а значит и сохранения мощности. При включении форсажа конечно возможны колебания оборотов и температуры (забросы, падения), так называемые провалы тяги, но автоматика все стабилизирует…
когда служил в ЦГВ не раз видел полёты МИГ-27 И часто по ночам летали… заметил,что форсаж чаще включали на взлёте.Красота! фиолетово-голубые кольца пламени!
У самолетов семейства МиГ-23 (в т.ч. Миг-27) форсажное пламя действительно очень красиво… сам факел длинный и изумительные кольца… Еще вариации цвета бывают разные. Кстати, касаясь теории, чем пламя больше в красные оттенки, тем качество сгорания топлива хуже. Чем ближе в фиолетовые, тем лучше. И чем длиннее факел после двигателя, тем хуже КПД двигателя. Но это конечно на красоту не влияет :-)… А использование форсажа в наземных условиях только при взлете… Еще может при наземном опробовании после выполнения специальных работ….
просто и доходчиво!так держать!
Спасибо за статью!
А можете рассказать от чего зависит изменение размера сопла форсажной камеры?
Перед включением форсажа сопло раскрывается. Величина и момент раскрытия определяется автоматикой и происходит по специальному закону, в этой автоматике заложенному. Диаметр сопла рассчитывается из соображения обеспечения максимальной тяги при сохранении устойчивости работы двигателя без забросов или провалов (или с минимальными) температуры и оборотов, а также из соображений прочности элементов сопла, турбины и камеры сгорания. примерно так :-)…
Я бы ответил несколько по-другому. Для дожигания остаточного кислорода, а в ТРДДФ к газам из-за турбины добавляется воздух второго контура, добавляется такое количество топлива, которое близко к стехиометрическому соотношению (полное сгорание — голубое пламя). Площадь сопла регулирует параметры турбины ротора низкого давления таким образом, чтобы изменение форсажного режима не сказывалось на режиме работы двигателя, так как при форсаже частота вращения роторов максимальные. А есть ещё «глубокое дросселирование форсажа» (ГДФ), когда при работающей форсажной камере можно снижать частоту вращения газогенератора. Это другая история…
Еще в конце 80-х гг. я слышал, что у МиГ-25 форсажный режим не просто длительного использования, он у него основной и даже крейсерский (при крейсерской сверхзвуковой скорости). И фактически он работает почти как прямоточный, а ГТД-часть дает существенный вклад в основном на малых скоростях и на земле. Интересно, насколько это соответствует действительности? И насколько в этом смысле отличается его потомок — МиГ-31?
К сожалению, в последнее время не успеваю отвечать вовремя, прошу прощения за это…
Двигатель, стоявший на МИГ-25 (Р-15Б-300), — один из немногих ТРДФ, время работы которого на форсажном режиме в полете неограничено. Уникальный движок, первоначально созданный для установки на стратегической крылатой ракете, он гораздо лучше чувствовал себя на больших скоростях. В теории авиационных реактивных двигателей есть такое понятие, как «вырождение компрессора». То есть с ростом скорости полета поступающий воздух получает достаточное сжатие во входном устройстве и необходимость в компрессоре как бы отпадает. А если нет компрессора, значит двигатель прямоточный. На ТРД (ТРДФ), предназначенных для полета на больших сверхзвуковых скоростях (как основной режим) обычно короткий, то есть «малоступенчатый» компрессор, нужный в большей степени для того, чтобы приемлемо обеспечить работу на малых скоростях-высотах, а далее ему помогает скорость. Например, ТРДФ АЛ-21Ф-3 (СУ-24) имеет 14-ступенчатый компрессор, а Р-15Б-300 — 5-ступенчатый, поэтому у них и предназначение разное. Движки самолета SR-71 имеют вообще 4 ступени компрессора. Так что, в общем, все верно :-)…
Что касается МИГ-31, то на нем стоят двухконтурные двигатели с форсажем (ТРДДФ) Д-30Ф6 (в компрессоре 5 ступеней КНД и 10 — КВД), являющиеся глубокой переработкой движков Д-30, установленных на ТУ-134 (Д-30КУ — ТУ-154, Д-30-КП — ИЛ-76). Они вполне справляются со своей задачей, хотя форсажный режим — это уже не есть их основная стихия. Однако ведь здесь и концепция изменилась. МИГ-31 — это барражирующий перехватчик (это ему позволяют экономичные двухконтурные двигатели). Скорость его и разгонные характеристики, скажем так :-), на уровне МИГ-25 (или чуть меньше), конструкторы постарались :-), а дальность (или длительность нахождения в воздухе) позволяет ему конкретно «давить» на нарушителей. Не секрет, что благодаря МИГ-31 прекратились полеты SR-71 к нашим границам. МИГ-25, к сожалению, при всех его отличных качествах не хватало дальности для того, чтобы их отвадить. Кроме того МИГ-31 — очень «умная» машина. РЛС и все такое — как говорится, очень-очень :-). По крайней мере так было… Вот как-то так…
Правда, еще хочу заметить, что Р-15Б-300 — истинно скоростной движок. И достижение еще больших скоростей ограничивалось только прочностью планера и особенностями аэродинамики самолета МИГ-25. После М=2,83 возможно было лавинообразное увеличение скорости, и летчику предписывалось принимать меры к недопущению этого…
Классный самолет был :-)… И очень красивый. Здорово, что мне довелось с ним пообщаться «вживую».
Форсаж — знатное зрелище! и для меня это в первую очередь авиационный термин, а не для гонок уличных, как в этих фильмах, которые смотрел краем глаза и ничего интересного не нашел.
Больше всего с детства меня впечатляли скоростные перехватчики МиГ-25 и МиГ-31, форсаж — это их стихия!
Насчет амер.разведчиков знаю о SR-71, а вот про А-12 не слыхал — это его предшественник?? Очень похож! Скорость тоже небось 3М развивал??
Наш МиГ-25 «форсажнее» все равно! ))
Совершенно с вами согласен! Отличные слова «Гимн мощности»… Кто, как говорится, в теме, тот именно так все это воспринимает. Только восхищение….
Спасибо за статью! Я сама работаю на предприятии производящем эти двигатели. Очень интересно и доступно написано, кое-что узнала нового. С удовольствием посмотрела фото и видео….
Не за что :-)… Заходите еще, буду рад. Судя по Вашему адресу Вы работаете на Омском моторостроительном. Я на этом заводе весной 1985-го месяц переучивался на изд.89 (двигатель АЛ-21Ф3). Неужели его там еще делают? Или только ремонтируют?… Вобщем впечатления и воспоминания самые хорошие и о заводе и об Омске. Отличное было время :-)…
Да, действительно я там и работаю. И мы только ремонтируем «89» изделие, новых не производим. Я как раз в сборочном цехе работаю технологом. Очень интересная, творческая работа, каждый день разные вопросы по «лечению» изделий.
Да, работа действительно интересная. Я в армии работал в группе диагностики и ремонта двигателей (в том числе и 89), а потом после армии на ремонтном предприятии по ремонту этих же 89, в Риге, испытателем на стенде. Очень нравилась такая работа. Так что мы с Вами коллеги в определенном смысле :-)…
Статья просто супер.Мощная техника. Красивая. Большое спасибо. Удачи и процветания.