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航空器為求提升某些特殊的飛行性能,例如戰機與轟炸機,必須針對發動機進行推力增益(Thrust Augmentation)的設計,其中決定發動機推力大小的兩項重要因素,一為進入發動機的流體質量流率,及發動機高溫燃氣的排氣噴射速度。

以渦輪噴射和低旁通渦輪扇兩種發動機而言,後燃器(Afterburner)是最常見的推力增益方法,因其可在不須採用尺寸較大的引擎,在增加引擎前視面積及重量之雙重限制下,以相對經濟的燃油消耗,來獲得大量的推力增量。後燃器應用在渦輪噴射發動機時,是將燃油加入經過渦輪段的高溫燃氣,繼續燃燒增加熱能,使排氣噴射速度增大,而達到增加推力的目的;就渦輪扇發動機而言,燃油所加入燃燒的後燃氣體,包括經過渦輪段的熱燃氣和旁通冷氣流的混合氣。

後燃器在設計上須具備以下幾項需求:
(1)大幅的溫度增高
(2)於未使用後燃器時,具有較低的推力損失
(3)有較寬廣的溫度調節範圍
(4)燃燒效率高
(5)尾管應具備較短的長度及較輕的重量
(6)不會發生因聲波所造成的燃燒不穩定現象
(7)使用壽命長

配備有後燃器的發動機,都裝設有一個可變(喉部)面積排氣噴嘴(Variable-area Exhaust Nozzle),以便在使用及未使用後燃器的不同情形下進行適當的操作。在進入後燃器的高溫燃氣中,有許多未完全燃燒的空氣,故在後燃器中的燃燒過程,將具有較高的進氣溫度和接近完全燃燒的燃油/空氣比之雙重條件,而可使溫度大幅升高,並增加排氣噴射速度,使發動機的推力大量提升。大多數後燃器均有增加50%以上推力的能力,但付出的代價是消耗二至三倍以上的燃油量。

在後燃器的構造中,除可變面積噴嘴和駐焰器(Flame Holder)及燃油噴灑器外,還有由渦輪驅動的後燃燃油幫浦、後燃燃油控制器、需多級操作的加壓閥、點火系統、抗震襯套(Antihowl Liner),以及串聯主燃油控制器、油門控制桿與發動機之間的連接器等。

因使用後燃器所需的指定和實際燃油消耗,要比未使用後燃器者高出許多,故後燃器的使用操作是有時間限制的,通常是在起飛、爬升和最大加速等飛行階段才使用。而後燃器之所以會廣泛地被採用在戰機之上,就是因為其能夠比注水技術(Water Injection)提供更高的推力增益比。
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    liu08222000 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()