喷气推进/力学

发动机评级

发动机经过认证可在标准大气条件下提供标准推力。推力通常以 kN 或 lbs 为单位测量。

这是发动机在标准海平面大气中可持续提供 5 分钟的最大推力。峰值推力通常在发动机静止时达到。

这是发动机在标准海平面大气中可持续提供 5 分钟的最大推力。

在设计高度下允许无限飞行持续时间的推力。

也称为最大机动推力。有时与最大巡航推力相同。

通常以 mg/Ns 表示发动机。在巡航时通常远高于静止时。

典型的绕流发动机在最大起飞时将消耗大约 8mg/Ns，在最大巡航推力时将消耗 15mg/Ns。

下图显示了现代涡扇发动机的典型行为。橙色曲线显示了最大巡航推力。TO 推力在海平面上的巡航推力要高得多，因为它只允许短时间使用。

如今典型的大型发动机 TO 推力接近 480kN。典型的巡航 SFC 约为 15mg/Ns。低涵道比军用发动机将具有约 18mg/Ns 的 TO sfc，如果使用加力燃烧器，它将上升到 50mg/Ns。

比冲定义为推力 (N) 除以燃料重量流量 (N/s)。所得测量通常以秒为单位，并定义了为火箭提供特定 delta V 或为具有给定升阻比的飞机提供航程所需的重量分数。

对于喷气发动机，比冲可以通过比油耗确定。例如，SFC 为 15mg/N-s 的发动机将具有 6800s 的比冲。目前的涡扇发动机巡航 SFC 低于 15。

对于化学火箭，比冲范围约为 500s。

喷气发动机的推力由流入和流出发动机的流体动量的差值决定。如果添加的燃料质量可以忽略不计，那么推力为

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

该布雷盖航程方程给出了车辆达到的航程。对于飞机的恒定 L/D 比

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

其中

R = 飞行的距离 (m)

u = 速度 (m/s)

I_sp = 比冲 (s)

L/D = 升阻比 (无量纲)

W_initial = 巡航开始时的飞机总重量 (kg)

W_final = 巡航结束时的总重量 (kg)

对于一架燃料占 50%，速度为 600 m/s，L/d 为 10 且发动机比冲为 3000 的飞机，航程为

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