噴氣推進/力學

發動機評級

發動機經過認證可在標準大氣條件下提供標準推力。推力通常以 kN 或 lbs 為單位測量。

這是發動機在標準海平面大氣中可持續提供 5 分鐘的最大推力。峰值推力通常在發動機靜止時達到。

這是發動機在標準海平面大氣中可持續提供 5 分鐘的最大推力。

在設計高度下允許無限飛行持續時間的推力。

也稱為最大機動推力。有時與最大巡航推力相同。

通常以 mg/Ns 表示發動機。在巡航時通常遠高於靜止時。

典型的繞流發動機在最大起飛時將消耗大約 8mg/Ns，在最大巡航推力時將消耗 15mg/Ns。

下圖顯示了現代渦扇發動機的典型行為。橙色曲線顯示了最大巡航推力。TO 推力在海平面上的巡航推力要高得多，因為它只允許短時間使用。

如今典型的大型發動機 TO 推力接近 480kN。典型的巡航 SFC 約為 15mg/Ns。低涵道比軍用發動機將具有約 18mg/Ns 的 TO sfc，如果使用加力燃燒器，它將上升到 50mg/Ns。

比衝定義為推力 (N) 除以燃料重量流量 (N/s)。所得測量通常以秒為單位，並定義了為火箭提供特定 delta V 或為具有給定升阻比的飛機提供航程所需的重量分數。

對於噴氣發動機，比衝可以透過比油耗確定。例如，SFC 為 15mg/N-s 的發動機將具有 6800s 的比衝。目前的渦扇發動機巡航 SFC 低於 15。

對於化學火箭，比衝範圍約為 500s。

噴氣發動機的推力由流入和流出發動機的流體動量的差值決定。如果新增的燃料質量可以忽略不計，那麼推力為

T={\dot {m}}(u_{exit}-u_{inlet})

該佈雷蓋航程方程給出了車輛達到的航程。對於飛機的恆定 L/D 比

$Range=uI_{sp}\left({\frac {L}{D}}\right)\ln \left({\frac {W_{initial}}{W_{final}}}\right)$

其中

R = 飛行的距離 (m)

u = 速度 (m/s)

I_sp = 比衝 (s)

L/D = 升阻比 (無量綱)

W_initial = 巡航開始時的飛機總重量 (kg)

W_final = 巡航結束時的總重量 (kg)

對於一架燃料佔 50%，速度為 600 m/s，L/d 為 10 且發動機比衝為 3000 的飛機，航程為

$R=(600m/s)(3000s)(10)\ln(2)=12,477km$