В лексикон автолюбителей слово «форсаж» попало из военной авиации. В применении к воздушным двигателям под ним понимают специальный режим работы, используемый для краткосрочного увеличения силы тяги.
Как правило, в авиации форсаж применяется при взлете, разгоне или маневрах самолета и реализуется посредством монтажа дополнительной камеры сгорания. Но что понимают под этим термином в автомобильной сфере? Что такое форсаж и в чем его суть?
Термин «форсаж» происходит от французского forcage, что означает «вынуждать, напрягать». В отношении любого двигателя, будь то реактивный или поршневой, слово подразумевает повышение мощности мотора, то есть его принуждение к работе сверх установленных параметров.
В традиционном понимании этого слова, то есть в авиации, форсаж применяется, в основном, на боевой технике, требующей набора сверхзвуковых скоростей и хорошей маневренности при воздушных боях. В гражданской авиации подобный режим устанавливался только на самолетах Concorde и Ту-144.
Применительно к автомобилям форсаж является разновидностью тюнинга и часто используется в контексте с форсированием двигателя, то есть с повышением его мощности путем увеличения рабочего объема мотора и прочих технических приемов.
Если в авиации суть форсажа заключается в увеличении тяги двигателя, то в автомобильной среде подобная модернизация предполагает повышение показателей крутящего момента.
Как и тяга в реактивных моторах, крутящий момент в автомобилях возникает преимущественно за счет рабочей смеси. При сгорании она начинает расширяться и толкать поршень, который, в свою очередь, осуществляет механическое давление на коленчатый вал. В связи с этим сам собой напрашивается вывод: чем больше объем двигателя, тем больше сгорает рабочей смеси и тем выше мощность мотора.
Таким образом, увеличение рабочего объема позволяет увеличить крутящий момент и добиться возможностей, аналогичных форсажу в авиации – лучшего разгона и лучшей скорости.
Для форсирования пригодны практически все дизельные и бензиновые двигатели. Наиболее эффективным способом увеличения мощности мотора является расточка блока цилиндров, которая выполняется посредством специального станка.
Этим методом можно расточить детали под гораздо больший диаметр поршня, чем изначально установлен в машине, и тем самым повысить крутящий момент. Другой прием – смена жиклеров в карбюраторе. Этот подход поможет повысить мощность, однако существенно увеличит расход топлива.
Некоторые автомобилисты прибегают к замене распределительного вала, устанавливая механизм с кулачками с более острым профилем. Процедура улучшает газообмен, но одновременно приводит к повышению нагрузок на механизмы распределения газа, поэтому дополнительно приходится менять клапанные пружины.
В отдельных случаях целесообразно прибегнуть к монтажу турбокомпрессора, но такой вариант возможен только в том случае, если на моторе не увеличивалась степень сжатия.
В большинстве случаев форсирование мотора автомобиля приносит владельцу транспорта неоспоримые преимущества. Прежде всего, автолюбителю удается значительно обогатить топливную смесь, что не только повысит мощность, но и увеличит срок эксплуатации двигателя, а также будет способствовать его более стабильному функционированию. За счет баланса в работе мотора на холостом ходу динамика разгона становится значительно лучше.
Если сделать форсаж правильно, то можно сразу заметить, насколько стремительно автомобиль начинает набирать ход. При всех достоинствах форсировки очень важно правильно подойти к данной процедуре, поскольку при увеличении мощности значительно возрастает нагрузка на трансмиссию. Другими словами, помимо самого мотора, дорабатывать приходится и ее.
www.mnogo-otvetov.ru
Старт F-18A с палубы авианосца. Форсаж включен.
Сегодняшний разговор начинаем со всем и каждому известного слова «форсаж«. Однако, сегодня наиболее частая ассоциация в этом случае проводится с серией известных фильмов «Форсаж». Я смотрел только первых три, далее счет уже потерял, стало скучно . Поэтому говорить мы о них сегодня не будем :-). Поговорим о форсаже применительно к авиации.
Вспомним значение этого слова с точки зрения русского языка. К нам оно попало из французского (forsage – принуждать) и означает усиленный режим работы какого-либо механизма или устройства с целью получения от него наибольшей мощности. Обычно этот режим подразумевает кратковременность работы, так как нагрузки при этом сильно увеличены и механизм быстро изнашивается.
Такое определение вполне подходит и для авиационных двигателей. Однако здесь, на мой взгляд, существует некоторое различие в понятиях. Например, для поршневых двигателей форсаж означает увеличение мощности за счет увеличения оборотов, наддува, дополнительного впрыска топлива либо специальных компонентов (метанол, вода). Для простого турбореактивного двигателя – это чаще всего дополнительная подача топлива в камеру сгорания. При этом растет температура и далее, как следствие, скорость истечения газов из сопла и увеличение мощности ТРД.
Во всех этих случаях такие режимы работы обычно бывают высоконагруженными и применяются в особых обстоятельствах и кратковременно. На многих самолетах они так и называются (назывались :-)) – чрезвычайный режим (ЧР). Условия и время работы на этом режиме всегда строго определены.
Взлет МИГ-29. Форсаж во всей красе 🙂 ...
Однако есть класс авиационных двигателей, конструкция которых (как впрочем и теория :-)) предопределяет возможность работы на специальном форсажном режиме. Это турбореактивные двигатели с форсажем (или форсажом :-)), или ТРДФ.
Для чего вообще нужен форсаж современному самолету? Думаю, понятно, что для резкого и ощутимого увеличения тяги двигателя и, соответственно, быстрого роста скорости летательного аппарата. Бывает так, что обычный ТРД даже на максимальном режиме работы не может выполнить такую задачу. В этом случае как раз и используется форсаж.
Дело в том, что в турбореактивном двигателе газовый поток, проходящий турбину, еще обладает достаточным количеством кислорода. Этот кислород вполне можно, как говорят, «дожечь». Для этого в затурбинное пространство подается дополнительное топливо, поджигается и сгорает. Тем самым , повышается температура газового потока, то есть его энергия. Соответственно увеличивается скорость истечения газа из сопла и, как следствие, растет тяга двигателя.
ТРДФ АЛ-21Ф3.
Фронтовой бомбардировщик СУ-24М с ТРДФ АЛ-21Ф3 (2 шт.).
СУ-17М4 с двигателем АЛ-21Ф3
Растет она очень даже ощутимо. Обычно этот рост составляет от 30% до 50%, а во многих случаях и более. Например максимальная тяга на ТРДФ АЛ-21Ф3 (стоит на моем любимом 🙂 СУ-24, а также семействе самолетов типа СУ-17М) составляет 7650 кгс, а максимальная форсажная 11050 кгс (данные для СУ-24, для СУ-17 эти цифры больше на 200 кгс). Разница – сами видите 🙂 …
Схема форсажной камеры ТРД.
Организуется «дожигание» в специальном узле двигателя, именуемом форсажная камера. Это своего рода труба (со средним диаметром двигателя), расположенная между турбиной и соплом. Для правильной организации потока в ней выполнены специальные завихрители (3), между которыми укреплены топливные форсунки (2). Там же расположены воспламенители (6) и специальные пристенные экраны (4). Под цифрой 5 на рисунке – стенки форсажной камеры, под цифрой 1 – затурбинное пространство.
Форсажные камеры и сопла двигателей АЛ-21Ф3 на самолете СУ-24М.
Взлет СУ-17М4 на форсаже.
Надо, однако, сказать, что ТРДФ при использовании форсажа становится очень неэкономичным. Расход топлива возрастает от 60% до 130%. Кроме того на этом режиме двигатель испытывает значительные температурные и механические нагрузки. Если тяга 11 тонн, то представьте какое давление на стенки и узлы камеры и створки сопла :-).
Перевозка двигателя АЛ-21Ф3. Впереди двигатель, сзади форсажная камера с реактивным соплом.
По этим причинам время работы на форсаже для большинства двигателей (и самолетов, соответственно) ограничено. Обычно это время бывает до нескольких минут. Но существуют, однако, и специально разработанные двигатели для высотных и скоростных самолетов, которые могут работать на форсаже длительное время. Это, например, двигатель Р15Б-300 для самолета МИГ-25 и американский Pratt & Whitney J58-P4, который применялся на разведчиках Lockheed A-12 и Lockheed SR-71. Здесь длительное включение форсажа оправдывается еще и тем, что с ростом скорости экономичность ТРДФ возрастает и на сверзвуке можно повысить тягу двигателя с меньшими затратами топлива.
ТРДФ Р-15Б-300.
Взлет МИГ-25РБ. Форсаж двигателей включен.
Разведчик Lockheed A12.
Разведчик Lockheed SR-71.
Форсаж двигателя J58 (на стенде). Видны кольца скачков уплотнения.
Сфера применения ТРДФ такова, что используется он в основном (а в настоящее время и полностью :-)) только на военных самолетах. Цель в этом случае — выполнение экстренных маневров с набором скорости. Это может быть атака воздушной цели, преодоление ПВО, перехват, занятие выгодной позиции, ну и, конечно, взлет и набор высоты.
На гражданских самолетах ТРДФ применялись только в двух случаях, на самолетах ТУ-144 и «Конкорд». На первом двигатели были рассчитаны на длительную работу, а на втором включались кратковременно для взлета и преодоления звукового барьера с достижением определенной скорости. В этом случае большой расход топлива компенсировался возросшими скоростью и, соответственно, дальностью полета.
Сверхзвуковой пассажирский лайнер ТУ-144.
Сверхзвуковой пассажирский лайнер "Конкорд".
Форсажная камера двигателя самолета ТУ-144 - НК-144А.
Ну, вот пожалуй и все. Для принципиального ознакомления с форсажем для ТРД вполне достаточно :-). Хочу только обратить ваше внимание на эффектность зрелища работающего форсажа. Особенно здорово это выглядит, когда самолет взлетает вечером или ночью. Многие это наверняка видели. Если не вживую, так в кино или по телевизору. Но лучше, конечно, смотреть вживую :-).
МИг-31. Взлет. Полный форсаж.
Старт истребителя FA-18A с авианосца.
Узкий конус пламени красновато-желтоватого или даже фиолетового цвета… Да еще бывает в конусе присутствуют световые кольца, следующие друг за другом. Для ТРДФ цвет форсажного пламени зависит от полноты сгорания топлива (чем больше кислорода, тем пламя светлее), а кольца – это так называемые скачки уплотнения, образующиеся из-за периодической перемены скорости в струе газов при взаимодействии с атмосферным воздухом.
Все тот же F-18. Ну разве не красиво? 🙂
Взлет стратегического бомбардировщика ТУ-22М3. Цвет форсажного пламени - фиолетовый.
Но это тот случай, когда после увиденного суть явления отступает на второй план. Уж больно это красиво выглядит. Особенно, если смотришь на все это вблизи. Впрочем, как и все в авиации :-)…
P.S. Интересно, что по правилам русского языка нужно говорить «двигатель с форсажем» (ударение на букве а). Но в авиации утвердилось произношение «с форсажом» (ударение на о). Так же как и шасси с ударением на а, хотя правильно на и, так же, как и морской компас с ударением на а. Вот такие интересные особенности 🙂 …
P.S.S. Хочу сделать еще одно замечание. Строго говоря на самолетах МИГ-29, МИГ-31, ТУ22М3, F-18, фотографии которых использованы в статье, стоят не ТРД с форсажем, а двухконтурные ТРД с форсажем или ТРДДФ. Об этих двигателях мы еще будем говорить в последующих статьях. Но касательно работы форсажной камеры отличий между ними практически нет. Зато как пример они достаточно эффектны, тем более, что настоящих ТРДФ со временем становится все меньше. Они потихоньку сдают позиции двухконтурным двигателям с форсажной камерой…
Напоследок предлагаю вам посмотреть два ролика. Один, короткий, показывает включение форсажа на стендовом двигателе. Во втором вы сможете увидеть пилотаж СУ-27 с длительным включением форсажа.
До новых встреч.
Фотографии кликабельны.
Related posts:
avia-simply.ru
www.chitalnya.ru
Серия фильмов "Форсаж" имеет огромное количество поклонников по всему земному шару. Каждая новая картина про стритрейсеров собирает многомиллионную прибыль и множество положительных отзывов как со стороны зрителей, так и со стороны критиков. С увеличением количества фанатов данной франшизы выросло и количество людей, интересующихся одним и тем же вопросом, что такое "форсаж". Эта статья создавалась с целью помочь найти ответ на данный вопрос.
Кого-то это может удивить, но термин "форсаж" имеет иностранные корни. В его основе лежит слово force, что в переводе с английского означает "сила", "форсирование" и т. д.
Перед тем как узнать про термин "форсаж" и что это значит, необходимо понять, что значит "форсировать". В русском языке существует несколько определений этого слова. Некоторые из них не связаны напрямую с тем, что такое "форсаж", но упомянуть их всё равно стоит. Форсировать - это:
Из всех перечисленных пунктов только первый имеет отношение к тому, что такое форсаж. Именно этому и посвящён следующий абзац.
Форсаж - это особенный режим работы двигателя, используемый для быстрого разгона любого средства передвижения (автомобиля, самолёта, космического корабля, катера и т. д). Если же попытаться объяснить значение слова "форсаж" простым языком, то в качестве описания идеально подойдёт фраза "вдавил педаль в пол и со свистом колёс пошёл на разгон".
Режим форсажа требует гораздо больше ресурсов, чем стандартный, поскольку из-за перехода в состояние разгона средство передвижение начинает расходовать большое количество топлива. Именно по этой причине механизм не может использовать форсаж на протяжении слишком долгого времени. Кроме того, если слишком часто переходить в режим форсажа, то это может привести к некоторым печальным последствиям. К примеру, двигатель из-за агрессивной эксплуатации может быстро перегреться, заклинить или попросту перестать быть пригодным к использованию.
Если говорить про пассажирские самолёты, то режим форсажа там и вовсе отсутствует. Несколько десятилетий назад в Советском Союзе использовались некоторые сверхзвуковые пассажирские борты ТУ-144, способные переходить в сверхскоростной режим, но сейчас подобного рода самолёты вышли из обихода.
Говоря о том, что такое форсаж, нельзя не упомянуть "дефорсированные" двигатели. Подобного рода механизмы достаточно часто можно встретить на автомобильных рынках. Конструкции такого типа создаются для того, чтобы использовать их в необычных условиях, которые бы отличались от городских. Например, в те времена, когда СССР ещё не распался, на территории этого государства активно использовались москвичи с дефорсированным двигателем, способными работать на любых видах горючего (включая низкооктановое топливо). Такого рода автомобили создавались сугубо для использования на сельской местности.
Как уже упоминалось ранее, "Форсаж" - это не только термин, но ещё и название самой прибыльной франшизы киностудии Universal Pictures. Все части известной серии про уличных автогонщиков принесли компании более 4 миллиардов долларов прибыли. Самый первый фильм вышел ещё в далёком в 2001 г. и сумел обрести большое количество фанатов по всему миру. Благодаря успеху первой картины студийные боссы дали зелёный свет съёмкам продолжения франшизы. С тех пор сериал прошёл через многие преобразования, а персонажи Пола Уокера и Вина Дизеля так и вовсе обрели статус одних из самых запоминающихся героев фильмов жанра action.
На данный момент вышло уже 8 частей стритрейсерской эпопеи, и студия не собирается останавливаться на достигнутом. А это значит, что впереди нас ожидают новые фильмы про приключения Доминика Торетто и его стритрейсерского семейства.
Самое интересное в этой ситуации то, что в оригинале данная серия фильмов называется Fast and Furious. В переводе с английского языка fast означает "быстрый", а furious - "яростный". Название "Форсаж" серия Fast and Furious получила от российских локализаторов.
fb.ru
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Форса́ж — режим работы некоторых реактивных двигателей, применяемый для временного увеличения тяги в случае необходимости (взлёт, разгон до сверхзвуковой скорости, манёвр воздушного боя). Применяется в основном на боевых самолётах. Единственными гражданскими самолётами, на которых применялся форсаж, были пассажирские Ту-144 и Конкорд.
Форсажный режим работы воздушно-реактивного двигателя реализуется с помощью дополнительной (форсажной) камеры сгорания (далее ФКС), располагающейся за основной камерой сгорания и турбиной. При включении форсажа в ФКС сжигается дополнительное горючее, при этом происходит интенсивный подогрев рабочего тела, что, в свою очередь, приводит к увеличению его скорости истечения из сопла и росту тяги двигателя.
Температура газов за основной камерой сгорания ограничивается в основном жаростойкостью и жаропрочностью лопаток турбины. Установка за турбиной дополнительной камеры сгорания позволяет обойти это ограничение. Основным недостатком такого решения является резкое падение экономичности двигателя, обусловленное низким содержанием свободного кислорода в продуктах сгорания, истекающих из основной камеры сгорания и подающихся сначала на турбину, а затем в форсажную камеру. Работа в таком режиме сопряжена со значительными тепловыми и механическими нагрузками на конструкцию практически всех узлов и агрегатов двигателя, поэтому время работы на форсаже для большинства типов самолётов ограничено минутами. Исключение составляют высотные сверхзвуковые самолёты наподобие истребителей-перехватчиков МиГ-25/МиГ-31 или самолёта-разведчика Lockheed SR-71, двигатели которых специально приспособлены для длительной работы в форсажном режиме.
В силу означенных выше причин переход на форсажный режим работы двигателя производится лишь в случае необходимости энергичного разгона летательного аппарата и/или его полёта на высокой скорости (взлёт, набор высоты с целью занятия выгодной позиции для атаки, экстренный выход из боя, преодоление зоны действия ПВО противника и т. д.), а также если дополнительный расход топлива окупается соответствующим приростом дальности полёта. Интересно, что на некоторых самолётах после отрыва от ВПП форсажный режим части двигателей выключается для экономии топлива, хотя это и вызывает некоторые проблемы с устойчивостью.
При работе двигателя на форсаже за реактивным соплом возникает видимая струя раскалённых газов, имеющая характерную «полосатую» структуру, так называемые диски Маха).
При неполном сгорании керосина (из-за недостатка кислорода) струя будет иметь красный цвет с жёлтыми вертикальными кольцами. Если горение хорошо оптимизировано, то цвет пламени будет синий. Из-за несовершенства топливной аппаратуры некоторых дв
ru.bywiki.com
F/A-18A
F/A-18
режим работы некоторых поршневых и реактивных двигателей, применяемый для временного увеличения тяги в случае необходимости. Применяется в основном на боевых самолётах, единственными гражданскими самолётами, на которых применялся форсаж, были пассажирские Ту-144 и Конкорд.
Форсажный режим работы воздушно-реактивного двигателя реализуется с помощью дополнительной камеры сгорания, устанавливаемой за основной камерой сгорания и турбиной. При включении форсажа производится сжигание в ФКС дополнительного горючего, при этом происходит интенсивный подогрев рабочего тела, что, в свою очередь, приводит к увеличению его скорости истечения из сопла и росту тяги двигателя.
Температура газов за основной камерой сгорания лимитируется, в основном, жаростойкостью и жаропрочностью лопаток турбины. Установка за турбиной дополнительной камеры сгорания позволяет обойти это ограничение. Основным недостатком такого решения является резкое падение экономичности двигательной установки. Это обусловлено низким содержанием свободного кислорода в продуктах сгорания, истекающих из основной КС и подающихся сначала на турбину, а затем в форсажную камеру. Двигательная установка на таком режиме работает со значительными тепловыми и механическими нагрузками на конструкцию практически всех составляющих ее узлов и агрегатов, соответственно время работы на форсаже для большинства типов самолетов ограничено минутами. Исключение составляют высотные сверзвуковые самолеты, вроде истребителей-перехватчиков МиГ-25/МиГ-31 или самолета-разведчика Локхид SR-71, двигатели которых специально приспособлены для длительной работы на форсажном режиме.
В силу означенных выше причин, переход на форсажный режим работы двигателя производится лишь в случае необходимости энергичного разгона летательного аппарата, а также если дополнительный расход топлива окупается соответствующим приростом дальности полета. Последнее характерно для сверхзвуковых самолетов гражданской авиации. Интересно, что на некоторых ЛА после отрыва от ВПП форсажный режим части двигателей выключается, для экономии топлива
При работе двигателя на форсаже за реактивным соплом возникает видимая струя раскалённых газов, имеющая характерную полосатую окраску. При неполном сгорании керосина струя будет иметь красный цвет с жёлтыми вертикальными кольцами. Если горение хорошо оптимизировано, то цвет пламени будет синий. Давление на срезе сопла значительно превышает давление окружающей среды, и по мере удаления от сопла давление уменьшается, а скорость истекающих газов возрастает. При этом поперечное сечение струи увеличивается и давление в наибольшем сечении становится менее атмосферного. После этого струя снова начинает сужаться, с увеличением давления. Такая цикличность приводит к тому, что свехзвуковая струя выходящих газов периодически становится дозвуковой, с возникновением скачков уплотнения - это как раз и есть видимые светлые кольца пламени. Из-за несовершенства топливной аппаратуры некоторых двигателей иногда наблюдается интересный эффект - на одном и том же самолёте у одного двигателя на форсаже выхлоп синий, у второго - красный или жёлтый.
Первым серийным самолётом, двигатель которого планово работал на форсаже в течение всего полёта, был SR-71 Blackbird.
Просмотров: 1856
| Турбовинтовой двигатель |
www.vonovke.ru
Форса́ж — режим работы некоторых реактивных двигателей, применяемый для временного увеличения тяги в случае необходимости (взлёт, разгон до сверхзвуковой скорости, манёвр воздушного боя). Применяется в основном на боевых самолётах. Единственными гражданскими самолётами, на которых применялся форсаж, были пассажирские Ту-144 и Конкорд.
Форсажный режим работы воздушно-реактивного двигателя реализуется с помощью дополнительной (форсажной) камеры сгорания (далее ФКС), располагающейся за основной камерой сгорания и турбиной. При включении форсажа в ФКС сжигается дополнительное горючее, при этом происходит интенсивный подогрев рабочего тела, что, в свою очередь, приводит к увеличению его скорости истечения из сопла и росту тяги двигателя.
Температура газов за основной камерой сгорания ограничивается в основном жаростойкостью и жаропрочностью лопаток турбины. Установка за турбиной дополнительной камеры сгорания позволяет обойти это ограничение. Основным недостатком такого решения является резкое падение экономичности двигателя, обусловленное низким содержанием свободного кислорода в продуктах сгорания, истекающих из основной камеры сгорания и подающихся сначала на турбину, а затем в форсажную камеру. Работа в таком режиме сопряжена со значительными тепловыми и механическими нагрузками на конструкцию практически всех узлов и агрегатов двигателя, поэтому время работы на форсаже для большинства типов самолётов ограничено минутами. Исключение составляют высотные сверхзвуковые самолёты наподобие истребителей-перехватчиков МиГ-25/МиГ-31 или самолёта-разведчика Lockheed SR-71, двигатели которых специально приспособлены для длительной работы в форсажном режиме.
В силу означенных выше причин переход на форсажный режим работы двигателя производится лишь в случае необходимости энергичного разгона летательного аппарата и/или его полёта на высокой скорости (взлёт, набор высоты с целью занятия выгодной позиции для атаки, экстренный выход из боя, преодоление зоны действия ПВО противника и т. д.), а также если дополнительный расход топлива окупается соответствующим приростом дальности полёта. Интересно, что на некоторых самолётах после отрыва от ВПП форсажный режим части двигателей выключается для экономии топлива, хотя это и вызывает некоторые проблемы с устойчивостью.
При работе двигателя на форсаже за реактивным соплом возникает видимая струя раскалённых газов, имеющая характерную «полосатую» структуру, так называемые диски Маха).
При неполном сгорании керосина (из-за недостатка кислорода) струя будет иметь красный цвет с жёлтыми вертикальными кольцами. Если горение хорошо оптимизировано, то цвет пламени будет синий. Из-за несовершенства топливной аппаратуры некоторых двигателей иногда наблюдается интересный эффект — на одном и том же самолёте у одного двигателя на форсаже выхлоп синий, у второго — красный или жёлтый.
Первым серийным самолётом, двигатель которого планово работал на форсаже в течение всего полёта, был SR-71 Blackbird (а также его несерийный предшественник Lockheed A-12).
ru-wiki.ru
