Postbruciatori

[Maverick22]

come funzionano?dal nome immagino ke servono per bruciare qualcosa....ma cosa?(scusate l'ignoranza)

[argonauta]

viene iniettato del carburante nel gas di scarico (ch hanno una alta temperatura) e brucia e fornisce una spinta maggiore ma si consuma moltissimo carburante

[Maverick22]

capisco....ora ho capito...grazie tante.....

[ale92]

il carburante iniettato non passa da nessuna parte del motore, viene iniettato direttamente negli ugelli..

 

Cmq vorrei fare una domanda: è quella specie di fiamma che produce una spinta maggiore all'aereo?

Modificato 22 Ottobre 2005 da ale92

[dread]

si, il postbruciatore genera quel caratterstico colore rosso-arancio

[Ro60]

Si tratta di una ulteriore combustione di carburante iniettato e vaporizzato da appositi ugelli a valle della turbina del propulsore. Nei gas di scarico combusti in uscita dalla turbina alta pressione, è normalmente presente ancora una discreta quantità di ossigeno che non ha partecipato alla combustione nelle apposite camere. Vaporizzando quindi altro combustibile che viene acceso da opportune fiamme pilota fino a quando la completa combustione non avviene spontaneamente, pochi decimi di secondo, si ottiene un incremento di spinta anche fino ad oltre il 30% ma, ahimè, anche un notevole aumento del consumo di JP4.

 

Nei "vecchi" turbogas le limitazioni nell'uso di questo semplice quanto efficace dispositivo, erano il consumo e i limiti di costruzione del propulsore che in questa fase di utilizzo erano estremamente stressati, con rischi di rotture.

 

In quelli attuali resta pur sempre il consumo, ma non vi sono limitazioni di tempo nell'uso.

 

In alcuni aerei il dispositivo è regolabile su due o tre step che forniscono ovviamente diversi livelli prestazionali e consentono di ottimizzare il consumo, in altri invece è o sempre acceso alla spinta max. o spento in regime military.

 

Ti ricordo che il dispositivo non ha parti in movimento o rotazione.

 

Piccola curiosità: quando osservi filmati o foto che mostrano la fiamma in uscita dall'ugello con quei caratteristici rombi nel flusso, significa che il getto di gas in uscita ha velocità supersonica.

 

 

 

 

Ciao

[davide_volante]

Nella presa d'aria di una turbina entrano circa 60 parti di aria per ogni parte di combustibile, di queste solo 15 prendono parte alla combustione, le altre 45 servono per tenere sotto controllo la temperatura delle alette delle turbine.

 

Dopo gli ugelli queste 45 parti non sono più utili e possono essere usate per produrre ulteriore spinta.

 

Il postbruciatore non è nientaltro che un AEROREATTORE, cioè un motore a reazione senza turbina.

Gli aeroreattori funizonano sfruttando la sola pressione dinamica del flusso d'aria in entrata dalle prese d'aria senza nessun compressore, quindi possono funzionare solo se messi in serie ad un turbreattore o pulsoreattore, opuure solo dopo aver raggiunto una discreta velocità di traslazione.

 

Gli aeroreattori hanno un ottimo rendimento alle alte velocità supersoniche.

[davide_volante]

Purtroppo non conoswco il principio e quindi non ti so rispondere, a me sta benissimo la spiegazione che il post fa aumentare la velocità perchè è come se fosse un ulteriore motore

[Nicochan]

Si può dire che il postbruciatore fa aumentare la velocità di un aereo per il principio della conservazione della quantità di moto?

non c'entra niente mi sa..

[reynolds]

mmm cosa intendi per "principio di consevazione della quantità di moto" ( la conservazione di M*V??

cmq si se vedi il terzo principio della dinamica ( è il terzo?? bah memoria del ciula..) cioè quello dell'inerzia, ma non solo il postbruciatore , ma anche tutti i motori a reazione usano questo principio. Se no perchè si chaimano motori a reazione??

 

ciao ciao

[Nicochan]

il terzo è quello che dice che se una forza agisce in una direzione, ce n'è un'altra che (re)agisce nella direzione opposta?

 

il mio profe dice:

 

se io vi tiro una manata sulla guancia, voi contemporaneamente tirate una guanciata alla mia mano!

[Nicochan]

il terzo è quello che dice che se una forza agisce in una direzione, ce n'è un'altra che (re)agisce nella direzione opposta?

 

il mio profe dice:

 

se io vi tiro una manata sulla guancia, voi contemporaneamente tirate una guanciata alla mia mano!

[speedyGRUNF]

In un filmato ho visto un F-15 praticamente fermo a mezz'aria in assetto molto cabrato,quasi perpendicolare al mare(Infatti era sul mare),dai cui motori uscivano fiammate più lunghe dell'aereo stesso( )...Che si sia trattato di post-bruciatori a tutta palla?Oppure di un guasto ai motori?

Comunque FANNO PAURA!

[davide_volante]

No quello era il pilota che si divertiva a bruciarsi le scoregge.

[phoenix]

Si può dire che il postbruciatore fa aumentare la velocità di un aereo per il principio della conservazione della quantità di moto?

 

certo!

 

 

Il principio di conservazione della quantità di moto è il principio fondamentale su cui si basa il volo di un aereo e non solo (anche razzi, fucili, cannoni, le ciminiere di un fabbrica etc...), ma di tutto ciò che fuzione "a reazione". Non a caso si parla di spinta del motore in termini di massa!

 

(per intepretare questo principio, dovremo trascurare il mezzo in cui l'aero è immerso, ovvero l'aria, e gli effetti da essa prodotti, cioè la resistenza aerodinamica)

 

Azioniamo il motore del nostro caccia: ho una massa d'aria m2 che fuoriesce dal motore ad una certa velocità v2, la cui quantità di moto è dunque v2m2.

Per il principio di conservazione della quantità di moto (che altro non è che il principio di conservazione dell'energia) il prodotto m2v2 deve essere uguale al prodotto tra la massa del mio velivolo m1 (che riteniamo costante) e la sua velocità v1: cioè uguale alla sua quantità di moto m1v1. Il mio aereo, per reazione, non può che muoversi!

 

m1v1=m2v2

 

 

se la massa d'aria calda (o spinta) m2<m1, allora non può che essere v2>v1, e infatti la velocità dell'aria espulsa è maggiore della velocità del velivolo.

 

m2 : spinta motore (...forza del rinculo di un fucile).

m1 : massa del velivolo (...massa nel proiettile)

v1 : velocità del velivolo (...velocità del proiettile)

v2 : velocità dell'aria espulsa (...velocità del rinculo)

 

A questo punto il problema è: come posso aumentare la v1 del mio velivolo?

 

Non posso che giocare sui valori v2 e m2 (la massa m1 del velivolo possiamo ritenerla costante):

 

I ventilatori posti all'ingresso di un turboreattore, circuitando l'aria all'esterno, mi aumentano la m2. La post-combustione, invece, mi aumenta la v2. Così come la variazione della sezione degli ugelli.

 

Dunque, a parità di m1, se v2 e m2 aumentano, la velocità del mio velivolo non può che aumentare.

 

 

Analogalmente, se vogliamo che un cannone non si muova al momento dello sparo dovremo, in principio, aumentarne la massa. Tanto più, se voglio sparare un proiettile più pesante quanto più veloce.

Modificato 4 Dicembre 2005 da phoenix

[Nicochan]

Per il principio di conservazione della quantità di moto (che altro non è che il principio di conservazione dell'energia) il prodotto m2v2 deve essere uguale al prodotto tra la massa del mio velivolo m1 (che riteniamo costante) e la sua velocità v1: cioè uguale alla sua quantità di moto m1v1.

ma sei sicuro...mi sa che ti sbagli..

 

l'affermazione che ho citato sec me non è giusta..

[admin]

Ottima spiegazione phoenix, sei stato molto più chiaro del mio libro di fisica!!!

 

@Nicochan, cosa c'è di sbagliato in quella frase? A me sembra tutto ok!

[Nicochan]

uhm..no niente..stavo pensando a tutte le altre forze che però non producono spostamento, quindi forse si possono trascurare.

[phoenix]

Ottima spiegazione phoenix, sei stato molto più chiaro del mio libro di fisica!!!

grazie!

[phoenix]

Si esatto però io, phoenix, l'avevo spiegato così:

 

m1v1 = (m1-m2)v + m2v2

 

dove m1 = massa aereo; v1= velocità aereo; m2 = massa dell'aria ( quella che crea la combustione); v2 = velocità dell'aria; v = la velocità finale dell' aereo che dovrebbe risultare maggiore di v1.

 

Perchè:

 

per il principio della conservazione della quantità di moto

 

Q iniz. = Q fin.

 

quinidi, analizzando la situazione

 

in Q iniz. mettiamo la Q dell'aereo ( m1v1 ) più la Q dell'aria ( che pero sta inizialmente ferma)

 

in Q fin. mettiamo la Q dell'aereo, il quale ora si muove con una velocità v ed ha una massa uguale a m1 - m2 perchè ora appunto il carburante (l'aria) ora non appesantisce più la aereo, più la Q dell'aria ( m2v2 )

 

quindi

 

Q iniz. = Q fin.

 

m1v1 = ( m1 - m2 ) v + m2v2

 

Che te ne sembra?

 

Comunque si potrebbe fare la prova sostituendo dati verosimili e verificare quanto porta v ...io però non so la massa del carburante....

non ho capito se stai considerando la massa d'aria o la massa del combustibile:

 

perchè se fosse m2 la massa dell'aria questa non si sottrae al peso del velivolo, come hai corretto.

 

appunto il carburante (l'aria)

 

l'aria è comburente

 

 

mentre invece è corretto affinare il calcolo considerando la variazione della massa del velivolo (che io per semplicità avevo supposto costante) dovuta al consumo di combustibile, e ciò lo si considera ponendo che la massa del velivolo totale

 

mt = me + (mci - mc)

 

dove me è la massa a vuoto

il termine (mci - mc) è il combustibile stivato o incombusto:

 

mci = massa combustibile iniziale

mc = massa di combustibile... combusto (scusate il gioco di parole)

 

 

quindi la mt=f(mc), cioè varia in funzione di mc, come è giusto che sia.

 

inoltre dobbiamo considerare la massa d'aria in gioco che si trova tra i prodotti espulsi:

 

massa espulsa: mex = ma + mc

 

dove

 

ma = massa aria

mc = come sopra

 

alla massa del velivolo sarà inoltre sommata la massa d'aria che sta elaborando il motore, dunque

 

mvel = mt + ma = me + mci - mc + ma

 

dunque poniamo tutto nella formula:

 

v(me + (mci - mc) + ma) = vex(mc + ma)

 

in modo più compatto

 

v mvel = vex mex (siamo ritornati nella forma v1m1=v2m2, solo che ora m1=f(m2) che diminuisce all'aumentare di m2. Velocità velivolo per massa velivolo = velocità "aria" espulsa (intesa come prodotto espulso) per la massa "aria" esplusa)

 

per cui

 

v = (vex mex)/mvel = (vex mex)/(mt + mci - mc)

 

al variare di mc, che aumenta, continuamente aumenta la velocità v del velivolo !!!

 

chiaramente al tempo t0, tutto è fermo, 0 = 0!

 

mentre al tempo t1 avrò

 

v1(mt + (mci - nmc) + ma) = vex (nmc + ma) (n è un coefficiente > 0)

 

al tempo tk > t1 avrò, ad esempio

 

vk(mt + (mci - knmc) + ma) = vex (knmc + ma); (kn significa che rispetto al tempo t1 ho consumato il k-volte n di combustibile), dunque la velocità vk > v1, come hai detto giustamente!

 

 

E chiaro poi che se aumento vex tramite la post combustione ed ma con un ventilatore, la mia v aumenta ancora di più!!

Modificato 5 Dicembre 2005 da phoenix

[davide_volante]

Ma non era più semplice partire subito da

 

S=m*(U-V)

 

 

S: Spinta

m: portata massica

U: velocità di uscita dei gas

V: velocità d'entrata, o di traslazione dell' a/m.

[phoenix]

La domanda riguardava il ruolo della post-combustione nel principio di conservazione della quantità di moto. Ed io ho risposto applicando al sistema aereo tale principio, non capisco cosa c'è di difficile!

 

 

domanda:

 

portata massica Q è in Kg/s ?

Modificato 8 Dicembre 2005 da phoenix

[davide_volante]

Si, perchè?

[phoenix]

avevo un dubbio ripensando ai miei studi giovanili di idrodinamica ... ..non centra con la formula.

[Kometone]

domandina: sulla copertina di una rivista (take off) vista anni addietro, c'era un Tomcat in decollo da una portaerei con i motori in "full military". il fatto strano è che una fiamma era gialla (il carburante utilizzato è gasolio che produce appunto questo colore, scusate ma sono bruciatorista), mentre l'altra era azzurra...