Wikipédia

„Utánégető” változatai közötti eltérés

Laptörténet interaktív böngészése
[nem ellenőrzött változat][nem ellenőrzött változat]
← Régebbi szerkesztésÚjabb szerkesztés →
Tartalom törölve Tartalom hozzáadva
VizuálisWikiszöveges
aNincs szerkesztési összefoglaló
átfogalmazás és bővítés
1. sor:
[[Kép:FA-18-Decollage.jpg|right|thumb|260px|Egy [[F/A–18]] utánégetős felszállása utánégetővel[[repülőgép-hordozó]]ról. Jól megfigyelhetőek a gép hajtóműfúvókái után keletkező gázsugarak háromdimenziós lökéshullámai.]]
 
Az '''utánégető''' (más nevei: '''fáklya''', vagy angolorosz neve után '''forszázs''') egyes [[repülőgép]]ek [[Gázturbinás sugárhajtóműGázturbinás_sugárhajtómű|sugárhajtóművébensugárhajtóműveiben]] alkalmazott rendszer, amely lehetővé teszi a teljesítmény átmeneti megnövelését.
 
== Működése ==
[[Kép:F-16 Fighting Falcon engine.jpg|thumb|left|260px|Egy [[F–16]] hajtóművének gázkiáramlás sebesség-fokozó lamellái. Látható a perforált palástú utánégető tér, valamint a középen elhelyezett ''lángstabilizátor''. Ebben helyezik el tüzelőanyag-befecskendező szelepeket.]]
Az utánégetés lényege, hogy a sugárhajtómű meghosszabbított fúvócsövébe üzemanyagot fecskendeznek. Ez az üzemanyag összekeveredik a hajtómű kitóduló gázsugarával, és annak magas hőmérséklete és felhasználatlan [[oxigén]]tartalma miatt lángra lobban, ezzel többlet tolóerőt szolgáltat. A tolóerő megnövelése aránytalanul nagy üzemanyag-fogyasztással jár.
 
Az utánégetés lényege, hogy a gázturbinás sugárhajtómű utánégető kamrájába többlet-üzemanyagot porlasztanak, ami a nagy nyomású és hőmérsékletű gázban elégve megnöveli a hajtómű tolóerejét. Ez az elv hasonlít a [[belsőégésű_motor|belsőégésű robbanómotorok]] „szivatós” többlet-üzemanyag befecskendezésére, csak némileg összetettebb rendszerű. Ezek az utánégetős hajtóművek az ''utánégető tüzelőtér'' miatt hosszabb kivitelűek.
 
Részletesebben: A hajtómű [[turbina|turbinája]] után található ''propulziós fúvócsőbe'' <ref>Propulziós fúvócső áll: ''fúvócsőből'' (benne a terelőkúppal), ''hosszabbítóból'' és ''gázkiáramlás sebességfokozóból''.</ref> perforált palástú ''utánégető tüzelőtéret'' építenek. A hajtóműturbinából kitóduló nagy sebességű, folyamatosan égő gázsugár a kifelé táguló ''fúvócsőben'' – benne található a ''terelőkúp'', diffúzorként (lassítóként) funkcionál – lelassul, nyomása és hőmérsékltete viszont megnő és a fúvócső végén elhelyezett ''lángstabilizátorhoz'' jut (második diffúzor). A szintén kifelé táguló stabilizátor kialakítása miatt mégtovább lassítja azt, ami így az ''utánégető kamrába'' érkezik. A jelentősen lelassult és még nagyobb hőmérsékletű égő gázkeverékbe a stabilizátorban elhelyezett üzemanyag-befecskendező szelepek újabb üzemanyagmennyiséget porlasztanak az utánégető kamra felé (ez az utánégetési folyamat). A nagy hőmérsékletű gázkeverék öngyúlladás révén ismét meggyullad (innen jön az angol ''reburnt'', magyarul ''újragyulladt'' kifejezés) és az égéssel képződő hőfejlődés hatására többlet-tolóerőt szolgáltat. A tüzelőtér a benne égő gázkeverék azonos nyomáson tartása és ebből fakadóan az utánégetés minél nagyobb hatásfoka érdekében állandó keresztmetszetű. ún. Hogy a kilépő gázsugár sebességét fokozni tudják ún. ''gázkiáramlás sebesség-fokozó lamellarendszert'' építenek az utánégető tér kiömlőnyílása köré, melynek átmérőjét az utánégető térnél nagyobbra növelik. A szerkezet és az eljárás célja továbbá, hogy a sugár minél később lassuljon le (ld. [[Bernoulli törvénye]] és [[Laval-fúvóka]]). A sebesség-fokozó szerkezet ''konfúzorként'' (gyorsítóként) funkcionál. A kilépő keresztmetszetig [[hangsebbesség]] feletti sebességű gázsugár jellegzetes, három dimenziós kompresszós-expanziós [[örvény]]rendszerben hagyja el a fúvókát.
 
[[Kép:J58 AfterburnerT.jpeg|thumb|right|260px|Egy [[Pratt & Whittney J58]] típusú hajtómű lángcsóvájának háromdimenziós lökéshullámai.]]
Az utánégetés hatásfoka annál nagyobb, minél nagyobb a hajtómű utánégető terének nyomásviszonya, azaz arra kell törekedni, hogy az utánégetés minél nagyobb nyomáson történjen. Ennek elérése érdekében lassítják le a gáz sebességét a turbina utáni ''fúvócsőben'', ill. tovább lassítják és szabályozzák irányát a ''lángstabilizátorral''. A stabilizátor utáni tér kibővülése a gáz sebességének további csökkenéséhez vezet, nyomása viszont nő és ezáltal nő a hőmérséklete is, a gáz expandál (kiterjed). Ahhoz, hogy a nyomás ne csökkenjen, változtatható keresztmetszetű fúvócsövet kell kialakítani a hajtómű végén és ezzel ebben az esetben növelni kell az átmérőt / kiáramló keresztmetszetet. Ezzel elérhető a nyomásállandóságon túlmenően az állandó levegőmennyiség (légtömeg) is, amely a hajtómű elején levő kompresszorok (kis- és nagynyomású légsűrítők) instabil üzemének ([[pompázs]]) elkerülését is lehetővé teszi. Stabil égés az utánégető kamrában csak akkor érhető el, ha az égési sebesség nagyobb a gáz áramlási sebességénél (ellenkező esetben az égés és a gázturbina leáll). Mivel a turbinából kilépő gázsebesség a terelőkúp (első diffúzor) után is ennél lényegesen nagyobb, ezért kell alkalmazni a lángstabilizálót, amely nagyban lecsökkenti a helyi gázsebességet és ezzel biztosítja a stabil égés feltételeit. Az ezzel elért nyomásveszteséget viszont pótolni kell, úgy hogy a gázkiáramlás sebesség-fokozó átmérőjét növeljük, mellyel a turbinafokozatok üzemviszonyai is változatlanok maradhatnak. Értelemszerűen a lángstabilizátor akkor is nyomásveszteséget okoz, ha az utánégetés nincs bekapcsolva. Ezt a nyomásvesztést is szabályozni lehet - ezáltal az állandó nyomást és légtömegáramot is - a sebesség-fokozó átmérőjének csökkentésével.
 
Nagyobb tolóerő esetén nő a beáramló levegősebesség is (és a repülőgép sebessége is), ezáltal nő a tüzelőanyag-fogyasztás is. Nagyobb magasság elérése esetén változik a kompresszorok, a turbina és a fúvócső nyomásviszonya is (nő), mely által a tüzelőanyag-felhasználás is csökkenhet.
 
Ilyen összetett rendszerű hajtóművek legnagyobb hatásfoka optimális szabályozással érhető el, amelyet számítógépek alkalmazása nélkül nagyon komplikáltan - gyakorlatilag nem - oldható meg.
 
== Hatása ==
[[Kép:MiG-23 afterburner exhaust airbrakes.jpg|right|thumb|260px|[[MiG–23]] hátulnézetben, a hajtómű fúvócsövében zöldes színű koncentrikus körök formájában láthatóak aza utánégetőlángstabilizáló üzemanyagbefecskendező gyűrűigyűrűk.]]
A hajtómű teljesítményének mérésekor „száraz” (''dry'') tolóerőnek nevezik az utánégető nélküli tolóerőt, szemben az „utánégetővel” mért (''wet'') tolóerővel. A katonai repülőgépeken a maximális utánégetővel elérhető tolóerő körülbelül 150%-a a szárazon mért tolóerőnek. Bár a [[Concorde]] utánégetőjeutánégetői csak 127%-ra növeltenövelték a négy hajtómű tolóerejét, így is olyan volt, mintha egy plusz hajtóműve lett volna.
 
== Korlátok ==
Katonai repülőgépeken az utánégetőt általában csak 10–15 percig lehet használni, nem csak a 4–5-szörösére ugró üzemanyagfogyasztás miatt, dehanem az általa okozott szerkezeti és hőterhelés miatt, továbbá jelentősen csökkentheti a hajtómű javításközi üzemidejét és élettartamát is. Ennek ellenére vannak repülőgépek, melyeket eleve úgy terveztek, hogy huzamosabb ideig elviseljék az utánégetőtutánégetést, ilyen például a Lockheed [[SR–71 Blackbird]]. Az utánégetés hatalmas lángnyelvet hoz létre a repülőgép mögött, ez infravörös eszközzel könnyen érzékelhető.
 
== Alkalmazása ==
Utánégetőt először a [[II. világháború]] alatt a [[Jumo 004|Junkers Jumo 004]] gázturbinás sugárhajtómű C változatán terveztek alkalmazni, de a terv nem valósult meg. Az utánégetőt az [[1950-es évek]] óta alkalmazzák, és hosszú ideig az egyetlen módszer volt arra, hogy a [[szuperszonikus]] sebesség eléréséhez szükséges tolóerőt biztosítsa. Kezdetben kizárólag katonai repülőgépeken használták. Csak két olyan polgári célú repülőgép készült, amely utánégetőt használt, ezek a [[Concorde]] és a [[Tu–144]].
 
Napjainkban a legújabb harci repülőgépek, mint az [[F–22 Raptor]], képesek a hangsebességet utánégető nélkül is átlépni – ún. ''szupercirkálásra'', de ez az eszköz továbbra is hasznos légi harc közben, nagy felszállótömeg esetén, vagy [[repülőgép-hordozó]]ról való felszálláskor, amikor rendkívüli gyorsulásra, sebességre van szükség.
 
== Lábjegyzetek ==
<references/>
 
== Forrás ==
* Vass Balázs: Repülőgép-hajtómű szerkezettan III. (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1991) ISBN 963 10 7620 2, ISBN 963 10 92989 4 85-90. o.
* Dr. Pokorádi László: Aerodinamika II. (Magyar Honvédség Szolnoki Repülőtiszti Főiskola, 1993), 115. o.
* Rolls-Royce: The Jet Engine, 169-179. o.
 
[[Kategória:Repülőgépek szerkezeti elemei]]
A lap eredeti címe: „https://hu.wikipedia.org/wiki/Utánégető”