Frage:
Ist ein Nachbrenner ohne ihn lauter als das gleiche Strahltriebwerk?
Volker Siegel
2019-11-25 03:10:44 UTC
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Ich würde spekulieren, dass ein Nachbrenner das Geräusch erhöht, weil es näher am Auspuff liegt. Aber es verursacht sicherlich so viele Änderungen im Abgasstrom, dass es auch weniger laut sein könnte. Dies kann auch von der Form der Düse abhängen.

Dass ein Nachbrenner das räumliche Volumen der Abgase erhöht, bedeutet nicht unbedingt, dass auch das Schallvolumen zunimmt, da es stark vom Turbulenzniveau abhängt.

Wird durch die Aktivierung eines Nachbrenners ein Strahltriebwerk lauter? Und warum?

Denken Sie daran, dass Militärjets mit Nachbrennern bereits wahnsinnig laut sind. Sie sind keine LEAP-X.
Sechs antworten:
Hobbes
2019-11-25 15:26:16 UTC
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Dieses PDF zeigt eine Erhöhung des Nachbrenners für eine F-8K um ~ 10 dB gegenüber dem gleichen Flugzeug bei 100% Trockenschub.

Dieses PDF zeigt kleinere Erhöhungen an:

  • +5 dB für einen F-15
  • +4 dB für F. -22 und F-35
Bemerkenswert ist, dass das Dezibel eine logarithmische Messung ist und dass das menschliche Gehör mehr oder weniger logarithmisch reagiert. Ein Anstieg von 3 dB zeigt also einen Schall mit der doppelten Intensität (dh der tatsächlichen Energie im Schall) an, während ein Anstieg von 10 dB für das menschliche Ohr "doppelt so laut" klingt.
@anaximander yep - und auch, dass die Reaktionsfähigkeit des menschlichen Ohrs mit der Frequenz variiert. Nach der Antwort von Michael Hall ist es also möglich, dass lauter nur "anders" klingt, wenn sich Tonhöhe / Frequenz ändern.
@anaximander Ja, das Hören ist logarithmisch. Wir können Geräusche über einen großen Intensitätsbereich hören. Interessant ist, dass es sich um Triebwerke handelt, die so laut sind, dass sie sich außerhalb dieses Bereichs befinden, wie es sonst erlebt wird. Ich gehe irgendwie davon aus, dass sich das Hören von zwei verschiedenen Motoren aus der Nähe nicht darin unterscheiden kann, wie laut sie sind, da der menschliche Gehörsinn bis zur maximal wahrgenommenen Lautstärke in Sättigung geht. Vielleicht wird das Ohr dann mechanisch zerstört. Ein Unterschied kann natürlich immer durch mechanische Effekte wahrgenommen werden.
Michael Hall
2019-11-25 04:02:11 UTC
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Es ist ungefähr 20 Jahre her, seit ich auf einem Trägerdeck war, aber ich erinnere mich, dass es nicht so dramatisch war, wie Sie vielleicht denken. Es ist vielleicht etwas lauter geworden, aber ich erinnere mich mehr daran, dass sich der Ton geändert hat. Der Ton war "voller", als der Nachbrenner eingeschaltet war. Mir ist klar, dass dies eine eher subjektive Antwort ist.

Das ist nicht subjektiv und interessant! Ich hatte nicht erwartet, dass es bei gleicher Lautstärke anders sein könnte. Dies bedeutet, dass es bei einigen Frequenzen lauter und bei anderen leiser ist. Die Volumendifferenz hängt also von der Messmethode ab.
Auf einem Trägerdeck trägt jeder einen Helm, der für Geräuschreduzierung sorgt - diese Reduzierung ist jedoch frequenzabhängig. Das wird Ihre Erfahrung beeinflusst haben.
@Hobbes Normalerweise Ohrstöpsel * plus * Helm. Die Kombination bietet eine Dämpfung von etwa 40 bis 50 dB von 100 bis 2000 Hz und eine Dämpfung von etwa 60 bis 65 dB über etwa 2500 Hz. Das verzerrt sicherlich die Wahrnehmung des Klangs. [Dieses Papier] (https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19930088381.pdf) untersuchte den F-22 und fand einen Anstieg des Schalldrucks um 5 dB bei Wiedererwärmung. Ich vermute, dass die F-22 wahrscheinlich leiser ist als Flugzeuge der älteren Generation - sicherlich habe ich bei Flugshows oft bemerkt, dass der Nachbrenner erheblich lauter als der Mil-Schub ist - insbesondere, wenn das Geschäft zu Ende geht.
Es ist erwähnenswert, dass der Schutz zwar die Erfahrung verändert, aber auch taub werden würde.
@J ... Ihr Kommentar könnte eine Antwort sein. Es bietet eine klare Antwort (ja, um 5 dB für den F22) mit einem Link zur Unterstützung und zur weiteren Lektüre.
@VolkerSiegel Nitpick: Dies ist die Lehrbuchdefinition von subjektiv.
@JollyJoker Ich denke, subjektiv bezieht sich auf ein menschliches Subjekt, es bedeutet, dass es vom Beobachter abhängt. Es kommt aber auch auf die Messmethode an. Und für jede Messmethode ist sie klar definiert und objektiv.
Ich muss beiden Kommentaren zustimmen. Ja, das Anzünden des Brenners war lauter. Als Sie in der Nähe eines Fluges von F-16 standen, als sie die Brenner zum Start anzündeten, bemerkten Sie nicht nur den Geräuschpegel, sondern auch die Veränderung des Charakters. tieferer, vollerer Klang und Sie spürten die Vibrationen durch Ihre Stiefel. In einem "stillen Haus" mit einem zu sein, war laut, aber als der Brenner aufleuchtete, verursachte der Geräuschpegel Übelkeit. Auch mit J's erwähntem doppelten Gehörschutz.
John K
2019-11-25 04:36:54 UTC
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Ich würde definitiv Ja sagen, wegen all der zusätzlichen Energie, die dem Abgasstrom hinzugefügt wird, und es ist für jeden offensichtlich, der genug militärische Flugshows besucht hat. Beobachten Sie, wie eine F-16 mit eingeschalteter Wiedererwärmung abfährt, und reduzieren Sie dann beim Aussteigen den Schub auf militärische Kraft (maximaler Schub bei ausgeschalteter Wiedererwärmung). Es klingt fast so, als ob der Motor ausgeflammt wäre.

Der Ausfluss aus der Düse kann bei militärischer Leistung knapp über Mach 2 liegen, bei eingeschalteter Wiedererwärmung jedoch weit über Mach 2. Die Düse ändert ihre Form mit dem Nachbrenner, um die gesamte zusätzliche Energie und den Druck zu verwalten, von einem geraden Konvergenzkanal zu einem Konvergenz- / Divergenzkanal wie einer Raketenauspuffglocke.

Obwohl er das Geräuschproblem nicht behandelt, Dieses Video erklärt, warum die Düse aufgrund der gesamten hinzugefügten Wärmeenergie ihre Form ändern muss, um den Massenstrom durch den Motor zu steuern (mathematische Warnung an diejenigen, die durch arkane Formeln in einen katatonischen Zustand versetzt werden). Der zusätzliche Sound, der sich ergibt, ist gegeben.

Ich habe in der Nähe von Farnborough gelebt - tatsächlich unter der Flugbahn. Ich habe immer eine gute Show bekommen und kann definitiv bestätigen, dass es deutlich lauter ist.
0scar
2019-11-26 12:42:43 UTC
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Um zu erklären, ob der Nachbrenner den Motor lauter macht, müssen Sie verstehen, was der Nachbrenner tut. Im Nachbrenner werden die Abgase durch Einspritzen von Kraftstoff in den Nachbrennerkanal wieder erwärmt. Der linke Sauerstoff wird zum Verbrennen des Kraftstoffs verwendet, was zu einem erhöhten Abgasstrom führt. Beachten Sie, dass der Motor selbst nicht schneller aufspult: Dies erfolgt durch Öffnen der Auslassdüse. Ohne Öffnen der Düse wäre der Druck zu hoch und der Lüfter würde abwürgen.

Die zusätzlichen Gase, die den Motor verlassen, erzeugen einen Strahl mit höherer Geschwindigkeit. Mehr Masse und mehr Geschwindigkeit ergeben mehr Schub, was der Zweck des Nachverbrennens von Kraftstoff ist. Wenn Sie sich Jet Noise Modeling ansehen, werden Sie feststellen, dass die Formel zur Berechnung des Jet Noise die Abgasgeschwindigkeit (hoch 8) enthält, sodass sich auch der Kraftstoffdurchfluss und die Geschwindigkeit erhöhen die Geräuschentwicklung.

Das referenzierte Modell wurde in unser Gasturbinensimulationsprogramm implementiert und anhand der Geräuschmessungen eines Kampfflugzeugs überprüft, um festzustellen, dass dieses Modell vollkommen übereinstimmt die Messungen. sub>

Schöner erster Beitrag! Willkommen bei Aviation.SE, ich hoffe, Sie bleiben dabei.
Justin
2019-11-26 02:46:18 UTC
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Aus energetischer Sicht erzeugt der Motor Wärme, Schub und weniger signifikante Geräusche. Ignorieren Sie den Nachbrenner für eine Sekunde und überlegen Sie, ob Sie einen Jet oder Ihr Auto drosseln möchten. Der Motor wird lauter. Das ist kein Gesetz der Physik, genau das passiert. Es gibt keinen theoretischen Grund, warum die zusätzliche Abfallenergie nicht zu 101% in Wärme und zu -1% in Schall (denken Sie an geräuschunterdrückende Kopfhörer) oder in Schall mit für das menschliche Ohr unhörbaren Frequenzen gelangen kann. Praktische Verbrennungsmotoren werden jedoch lauter (sowohl insgesamt als auch für das menschliche Ohr), da sie Kraftstoff schneller verbrennen.

Sie wären überrascht, wenn das Drosseln Ihren Motor leiser machen würde.

Das Gleiche gilt nur zur Erhöhung des Brennstoffverbrauchs über den Nachbrenner. Zum einen ist der Nachbrenner ineffizient, sodass ein höherer Anteil an Abwärme abgeführt werden muss. Zum anderen tritt das Nachbrennergeräusch später auf und ist weniger steuerbar, selbst wenn dies gewünscht wurde.

Ein ICE ist möglicherweise kein guter Vergleich, da ein Großteil des Geräusches durch mechanische Bewegungen des Motors (Kolben, Nockenwellen, Heber, Riemen usw.) verursacht wird. Der Grund für mehr Energie => mehr Schall für einen Jet ist jedoch die Entropie. Es ist nicht zu erwarten, dass eine Wolke brennender Gase ein Geräuschunterdrückungssystem bildet, und es ist auch nicht zu erwarten, dass ein solches System durchführbar ist. Die Lautstärke steht in direktem Zusammenhang mit der Geschwindigkeit des Abgasstroms sowie den Vibrationen, die in den mechanischen Teilen des Motors (Kompressoren, Turbinen usw.) induziert werden.
Kevin Veon
2019-11-25 14:06:31 UTC
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Wenn Sie fragen, ob der Motor lauter ist, ist dies nicht der Fall. Der Nachbrenner und die Umleitung des Auspuffs machen ihn lauter. Genau wie bei einem Automotor, der mit einem geraden Rohr läuft, um PS zu gewinnen. Sie können denselben Motor nehmen und eine Abgasanlage darauf setzen, und dieser Motor erhält einen anderen Ton.

Ist ein Nachbrenner nicht Teil des Motors? Es ist nur eine zweite Kraftstoffeinspritzung. Die Düse ist dahinter und ein relevanter Teil des Motors.
Hallo und willkommen bei Aviation.SE! Ihre Auspuffrohr-Analogie ist für einen Nachbrenner nicht wirklich anwendbar, da Auspuffrohre eine Nettoenergiesenke sind, während Nachbrenner dem System Energie hinzufügen, indem sie als eine Art Raketentriebwerk arbeiten.


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