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推力专用燃料消耗量 编辑

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推力专用燃料消耗量

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推力专用燃料消耗量(TSFC)是指发动机设计中与推力输出有关的燃料效率。推力专用燃料消耗量也可以被认为是每单位推力(千牛顿)的燃料消耗量(克/秒)。因此,它是针对推力的,也就是说,燃料消耗量除以推力。推力发动机(如涡轮喷气机、涡轮风扇、冲压式喷气机、火箭发动机等)的TSFC或SFC是指在一定时期内提供净推力所需的燃料质量,如lb/(h-lbf)(每小时燃料磅数-磅推力)或g/(s-kN)(每秒钟燃料克数-千牛顿)。使用燃料的质量,而不是体积(加仑或升)来衡量燃料,因为它与温度无关。喷气式发动机在其xxx效率下的具体燃料消耗量或多或少与排气速度成正比。每英里或每公里的燃料消耗量对于以非常不同的速度飞行的飞机来说是更合适的比较。还存在特定功率的燃料消耗,它等于特定推力的燃料消耗除以速度。它的单位可以是每小时每马力的磅数。这个数字比冲成反比。

推力专用燃料消耗量的意义

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推力专用燃料消耗量取决于发动机的设计,但使用相同基础技术的不同发动机之间的SFC差异往往相当小。增加喷气发动机的总压比往往会减少SFC。在实际应用中,其他因素通常在决定一个特定的发动机设计在该特定应用中的燃料效率方面具有高度重要性。例如,在飞机上,涡轮(喷气式和涡轮螺旋桨)发动机通常比同等功率的活塞式发动机设计要小得多、轻得多,这两种特性都减少了飞机上的阻力水平,并减少了移动飞机所需的功率。因此,涡轮机在飞机推进方面的效率比简单地看下表所显示的要高。SFC随油门设置、海拔高度、气候而变化。对于喷气式发动机来说,空气飞行速度也是一个重要的因素。空气飞行速度抵消了喷气式发动机的排气速度。(在一个人为的极端情况下,飞机正好以排气速度飞行,我们可以很容易想象为什么喷气机的净推力会接近零)。此外,由于功是力(即推力)乘以距离,机械功率是力乘以速度。

推力专用燃料消耗量

因此,尽管名义上的SFC是衡量燃油效率的一个有用指标,但在比较不同速度的发动机时,它应该被速度除以。例如,协和飞机以1354英里/小时,即715万英尺/小时的速度巡航,其发动机的SFC为1.195磅/(磅/小时);这意味着发动机每磅燃料传输5.98万英尺磅(17.9兆焦耳/公斤),相当于亚音速飞机以570英里/小时的速度飞行时,SFC为0.50磅/(lbf-h),这甚至比现代发动机还要好;协和飞机上使用的奥林巴斯593是世界上最高效的喷气发动机。然而,协和飞机最终有一个更重的机身,由于是超音速,空气动力学效率较低,即升阻比远远低于。一般来说,对于客户来说,整架飞机的总燃料消耗要重要得多。单位推力发动机SFC的典型值下表给出了几种发动机在80%油门下运行时的效率,这大约是巡航时的效率,给出了最小的SFC。效率是推动飞机的功率除以能量消耗率。


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