Drivstoffspesifikt drivstofforbruk - Thrust-specific fuel consumption

Drivspesifikt drivstofforbruk ( TSFC ) er drivstoffeffektiviteten til en motordesign med hensyn til trykkraft . TSFC kan også betraktes som drivstofforbruk (gram / sekund) per skyveenhet (kilonewtons, eller kN). Det er altså skyvespesifikt, noe som betyr at drivstofforbruket deles med skyvet.

TSFC eller SFC for trykk motorer (f.eks turbojets , turbofans , ramjet , rakettmotorer , etc.) er massen av brennstoffet som trengs for å tilveiebringe den netto skyvekraft for en gitt periode eksempel lb / (h-lbf) (pounds drivstoff per time- pund skyvekraft) eller g / (s · kN) (gram drivstoff per sekund kilonewton). Masse drivstoff brukes i stedet for volum (liter eller liter) til drivstoffmålingen, siden det er uavhengig av temperatur.

Spesifikt drivstofforbruk for luftpustende jetmotorer med maksimal effektivitet er mer eller mindre proporsjonalt med eksoshastigheten. Drivstofforbruket per kilometer eller per kilometer er en mer passende sammenligning for fly som reiser med svært forskjellige hastigheter. Det eksisterer også kraft-spesifikt drivstofforbruk , som tilsvarer det drivkraft-spesifikke drivstofforbruket delt på hastighet. Den kan ha enheter av pounds per time per hestekrefter.

Denne figuren er omvendt proporsjonal med spesifikk impuls .

Betydningen av SFC

SFC er avhengig av motordesign, men forskjeller i SFC mellom forskjellige motorer som bruker samme underliggende teknologi, har en tendens til å være ganske små. Økende samlet trykkforhold på jetmotorer har en tendens til å redusere SFC.

I praktiske anvendelser er andre faktorer vanligvis svært viktige for å bestemme drivstoffeffektiviteten til en bestemt motordesign i den aktuelle applikasjonen. For eksempel er turbinmotorer (jet og turboprop) i fly vanligvis mye mindre og lettere enn ekvivalent kraftige stempelmotordesigner, begge egenskaper reduserer nivået på luftmotstand og reduserer mengden kraft som trengs for å flytte flyet. Derfor er turbiner mer effektive for fremdrift av fly enn det som kan antydes av et forenklet blikk på tabellen nedenfor.

SFC varierer med gassinnstilling, høyde, klima. For jetmotorer er flyhastighet også en viktig faktor. Luftfart hastighet motvirker jetens eksos hastighet. (I et kunstig og ekstremt tilfelle med flyet som flyr nøyaktig i eksoshastigheten, kan man lett forestille seg hvorfor jetens nettkraft skal være nær null.) Siden arbeid er kraft ( dvs. trykk) ganger avstand, er mekanisk kraft kraft ganger hastighet. Dermed, selv om den nominelle SFC er et nyttig mål på drivstoffeffektivitet, bør den deles med hastighet når man sammenligner motorer med forskjellige hastigheter.

For eksempel kjørte Concorde med 1354 km / t, eller 7,15 millioner fot i timen, med motorene som ga en SFC på 1,195 lb / (lbf · h) (se nedenfor); Dette betyr at motorene overførte 5,98 millioner fotpund per pund drivstoff (17,9 MJ / kg), tilsvarende en SFC på 0,50 lb / (lbf · h) for et subsonisk fly som flyr med 570 mph, noe som ville være bedre enn til og med moderne motorer ; den Olympus 593 brukes i Concorde var verdens mest effektive jetmotor. Imidlertid har Concorde til slutt en tyngre flyramme, og på grunn av at den er lydlyd, er den mindre aerodynamisk effektiv, dvs. at forholdet mellom heis og drag er langt lavere. Generelt er den totale drivstoffforbrenningen til et komplett fly av mye større betydning for kunden.

Enheter

Typiske verdier av SFC for trykkmotorer

Følgende tabell gir effektiviteten for flere motorer når de kjører på 80% gass, som er omtrent det som brukes i cruising, noe som gir et minimum SFC. Effektiviteten er mengden kraft som driver flyet delt på frekvensen av energiforbruk . Siden kraften er lik trykkhastighet, er effektiviteten gitt av

${\ displaystyle \ eta = V / (SFC \ ganger h)}$

hvor V er hastighet og h er energiinnholdet per enhet masse drivstoff (den høyere oppvarmingsverdien brukes her, og ved høyere hastigheter blir den kinetiske energien til drivstoffet eller drivstoffet betydelig og må inkluderes).

Se også

• Bremsespesifikt drivstofforbruk
• Energier per masseenhet
• Spesifikk impuls
• Kjøretøymålinger

Referanser

Eksterne linker

• GE CF6 nettsted
• NASA Cruise SFC vs. år
• SFC av motor / produsent