Vad är en efterbrännare och hur länge kan en jet flyga på efterbrännare?

En efterbrännare är ett sekundärt förbränningssystem som bränner ytterligare bränsle nedströms förbränningskammaren, för att ytterligare öka kraften på bekostnad av mycket högre bränsleförbrukning.

Detta är Pratt & Whitney F100 afterburning turbofan, varianter av vilka driver USAF: s 4: e generationens flotta F-15s och F-16s:

Den slutgiltiga snygga saken strax bortom turbinfinnarna, plus hela utrymmet mellan turbinkärnan och avgasmunstycket, är efterbrännaren. I detta område sprutas bränsle direkt i avgasflödet från turbinkärnan, där värmen från luften lämnar kärnan är tillräcklig för att antända den. Detta extra tryck lägger till den kraft som turbinen producerar.

Som sagt, men skillnaden är ökad bränsleförbrukning, ibland vanligtvis dramatiskt så. F-16 vid full militär kraft och låga höjder bränner cirka 8000 pund bränsle en timme, som med en fullständig droptankkonfiguration ger det cirka 2 timmars flygtid. Kryssning vid högre höjder kan flygtiden förlängas, eftersom både högre höjd och nedre gasreglering (cirka 80%) minskar bränsleflödet med upp till 40% jämfört med lågt flyg.

I full efterbrännare vid låga höjder kan F-16 bränna över 64 000 pund i timmen. Vid full gas har en US-variant F-16 med maximala externa bränsleförråd cirka 20 minuter tills det finns akutreserver (vilket bara skulle hålla en extra minut eller så vid full efterbrännare). Hastighetsförstärkningen är minimal; F-16 kryssningar på mellan 450-550 knop, medan full efterbrännare bara ökar det till ca 700-800 knop med en typisk underbelastning. Så, brinner 8 gånger bränslet, du får en 50% hastighetsökning.

Genom att använda efterbrännaren injiceras bränsle i turbinens nedströms. Utgångshastigheten blir högre - > Mer dragkraft.

Jämförelse av den genererade drivkraften i en F / A-18C Hornet:

• Maximalt tryck utan efterbrännare 10.440 daN (varje 5'220 daN)
• Maximalt tryck med efterbrännare 15.660 daN (var 7'830 daN)

(F / A-18C Hornet använder 2 General Electric F404-GE-402 turbofans)

Vissa flygplan behöver efterbrännaren att nå supersonisk hastighet, eftersom den "normala" användningen av jetturbinen inte genererar tillräckligt starkt tryck. Användning av turbinen i "normal" läge (utan efterbrännare) kallas också "militär kraft" eller "torr". Användning av turbinen med efterbrännare kallas också "full power" eller "wet".

Från denna wikipediaartikel:

Due to their high fuel consumption, afterburners are usually used as little as possible; a notable exception is the Pratt & Whitney J58 engine used in the SR-71 Blackbird. Afterburners are generally used only when it is important to have as much thrust as possible. This includes during takeoffs from short runways, assisting catapult launches from aircraft carriers and during air combat situations.

Det är sant att en stridsflygning sällan engagerar efterbrännaren, eftersom den använder extrema mängder bränsle. Ibland upp till faktor 10 till normal bränsleanvändning. Det är också varför de inte använder det hela tiden: Fighter-jetens rörelseområde minskas drastiskt med hjälp av efterbrännaren.

Piloten kan använda efterbrännaren i olika steg för att hitta det perfekta förhållandet mellan bränsleanvändning / hastighet / intervall ..

Källa (på engelska): länk

Det är möjligt att designa ett flygplan som kan kryssa med supersoniska hastigheter utan att använda efterbrännare (till exempel Concorde, det brittiska TSR-2 strejk / rekognoseringsflygplanet och Tu-144). Den aerodynamiska dragkraften är högre vid transoniska hastigheter än vid supersonisk användning, och efterbrännare som accelererar genom det transoniska hastighetsintervallet kan faktiskt minska den totala bränsleförbränningen. Det var definitivt fallet för Concorde. Efterbrännarna användes också för att förkorta startrullen på Concorde.

De flesta jetfighters är inte konstruerade för "effektiv supersonisk kryssning i rak linje med konstant fart", så supersonisk flygning utan efterbrännare är inte den viktigaste designhänsynen.

Svaret är det beror på din höjd. Mycket.
Till exempel tar jag en F16 sedan jag frågade detta till någon som identifierade sig som en tidigare F16-besättningshuvud online.
En F16 flygande vid full militär kraft på havsnivå förbrukar ungefär lika mycket bränsle som full efter brännare på FL400 (40000ft).
Vid F16 service taket på FL500 kommer helt efter brännaren att använda ganska lite bränsle än militärt tryck på havsnivå.
Så långt upp, full efter brännare kan vara användbar under 30 minuter om klättringen görs effektivt och den stora mittlinjetanken användes.
Så kan F16 faktiskt nå Mach 2. Det tar ett tag efter efterbrännaren att accelerera så mycket.
Det betyder också att full efterbrännare inte kommer att producera så mycket extra dragkraft, men eftersom luften är så tunn, kommer den att ha en ganska stor effekt i realt flyghastighet som erhållits.