Авиация Форсаж

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.