Une postcombustion est un système de combustion secondaire qui brûle du carburant supplémentaire en aval de la chambre de combustion, pour augmenter encore la poussée au détriment d'une consommation de carburant beaucoup plus élevée.

Il s'agit du turboréacteur de postcombustion Pratt & Whitney F100, des variantes dont alimentent la flotte de F-15 et F-16 de 4e génération de l'USAF:

au-delà des ailettes de la turbine, plus tout l'espace entre le noyau de la turbine et la buse d'échappement, se trouve la postcombustion. Dans cette zone, le carburant est pulvérisé directement dans le flux d'échappement du cœur de la turbine, où la chaleur de l'air quittant le cœur suffit à l'enflammer. Cette pression supplémentaire ajoute à la poussée produite par la turbine.

Comme je l'ai dit, cependant, le compromis est une consommation de carburant accrue, parfois généralement dramatiquement. Le F-16 à pleine puissance militaire et à basse altitude brûle environ 8000 livres de carburant par heure, ce qui, avec une configuration de réservoir plein, lui donne environ 2 heures de vol. En naviguant à des altitudes plus élevées, ce temps de vol peut être encore prolongé car l'altitude plus élevée et le réglage inférieur des gaz (environ 80%) réduisent le débit de carburant jusqu'à 40% par rapport au vol à basse altitude.

In postcombustion complète à basse altitude, le F-16 peut brûler plus de 64 000 livres à l'heure. À plein régime, un F-16 de variante américaine avec un maximum de réserves de carburant externes a environ 20 minutes jusqu'à ce qu'il soit sur des réserves d'urgence (ce qui ne durerait qu'une minute supplémentaire environ à pleine postcombustion). Le gain de vitesse est minime; le F-16 navigue entre 450 et 550 nœuds, tandis que la postcombustion complète ne fait que l'augmenter à environ 700 à 800 nœuds avec une charge sous les ailes typique. Donc, en brûlant 8 fois plus de carburant, vous obtenez une augmentation de vitesse d'environ 50%.

En utilisant la postcombustion, le carburant est injecté en aval de la turbine. La vitesse de sortie augmente -> Plus de poussée.

Comparaison de la poussée générée dans un F / A-18C Hornet:

• Poussée maximale sans postcombustion 10 440 daN (chaque 5'220 daN)
• Poussée maximale avec postcombustion 15,660 daN (chaque 7'830 daN )

(Le F / A-18C Hornet utilise 2 turboréacteurs General Electric F404-GE-402)

Certains avions ont besoin de la postcombustion pour atteindre une vitesse supersonique car le " «l'utilisation normale de la turbine à réaction ne génère pas suffisamment de poussée. L'utilisation de la turbine en mode «normal» (sans postcombustion) est également appelée «puissance militaire» ou «à sec». L'utilisation de la turbine avec postcombustion est également appelée "pleine puissance" ou "humide".

De cet article de wikipedia:

En raison de leur consommation de carburant, les post-brûleurs sont généralement utilisés le moins possible; une exception notable est le moteur Pratt & Whitney J58 utilisé dans le SR-71 Blackbird. Les post-brûleurs ne sont généralement utilisés que lorsqu'il est important d'avoir autant de poussée que possible. Cela inclut lors des décollages à partir de pistes courtes, l'assistance aux lancements de catapultes depuis les porte-avions et pendant les situations de combat aérien.

Il est vrai qu'un avion de combat engage rarement la postcombustion car il utilise des quantités extrêmes de carburant. Parfois jusqu'au facteur 10 de la consommation normale de carburant. C'est aussi pourquoi ils ne l'utilisent pas tout le temps: la plage de fonctionnement du chasseur à réaction est considérablement réduite en utilisant la postcombustion.

Le pilote peut utiliser la postcombustion à différentes étapes pour trouver le parfait rapport consommation / vitesse / autonomie ..

Source (en anglais): http://www.lw.admin.ch/internet/luftwaffe/en/home/dokumentation/assets/ avion / fa18.html

Il est possible de concevoir un avion capable de naviguer à des vitesses supersoniques sans utiliser de postcombustion (par exemple Concorde, l'avion d'attaque / reconnaissance britannique TSR-2 et le Tu-144). La force de traînée aérodynamique est plus élevée à des vitesses transsoniques qu'à des vitesses supersoniques, et l'utilisation de post-brûleurs pour accélérer à travers le qucker de plage de vitesse transsonique peut en fait réduire la consommation totale de carburant. C'était définitivement le cas pour Concorde. Les postcombustibles ont également été utilisés pour raccourcir la course au décollage sur Concorde.

La plupart des chasseurs à réaction ne sont pas conçus pour «une croisière supersonique efficace en ligne droite à vitesse constante», donc le vol supersonique sans postcombustion n'est pas la conception principale considération.

J'ai piloté des B-1B pendant 7 ans. J'ai aussi eu des vols en F-15 et F-16. Le B-1 a 4 post-brûleurs, mais beaucoup plus de gaz que les chasseurs, donc je devais rarement rester en dehors du brûleur à cause du carburant. Il y a cependant de nombreuses raisons pour minimiser l'utilisation du graveur:

1) Opérationnellement, AB vous rend très visible pour tous. La nuit, vous vous mettez en lumière. La journée, tout le monde sur le terrain peut vous entendre. Les capteurs infrarouges vous trouveront rapidement et facilement, et même les missiles infrarouges à faible technologie préféreront votre brûleur aux fusées éclairantes.

2) Ces 50% supplémentaires au-delà de la puissance mil sont en fait énormes. Lorsque vous utilisez le brûleur, vous n'en avez pas besoin longtemps. Le B-1 pourrait accélérer en plein AB de 0,8 à 0,95 mach en quelques secondes seulement. Sur le plan opérationnel, vous n'avez tout simplement pas besoin d'AB autant ou souvent. Si vous essayez de vaincre un missile, vous allez d'abord utiliser l'excès de vitesse pour ralentir la vitesse de virage. Le B-1 peut maintenir la vitesse de virage sans brûleur car il est à g relativement faible. Un combattant à plus de 7 g aura besoin d'un brûleur pour maintenir son énergie, en particulier à la vitesse de virage, mais comme il peut tourner à plus de 90 degrés en quelques secondes, il n'a pas besoin de beaucoup ni d'aucun brûleur. Quoi qu'il en soit, dans un virage pour vaincre un missile radar, puisque les missiles IR détectent `` passivement '' ce qui signifie qu'il y a peu ou pas d'avertissement, un pilote supposera souvent qu'il y a un chercheur de chaleur dans l'air lorsqu'il se tourne pour vaincre un missile radar et évitera de toute façon le brûleur. .

3) Les combats aériens rapprochés air-air sont l'une des rares fois où un avion de combat a besoin d'un brûleur prolongé. Dans le combat de chasse, la gestion de l'énergie est très importante. Personne ne veut être du côté des perdants. Si la vitesse est trop basse, votre jet tourne trop lentement et vous perdez, alors les pilotes de chasse utiliseront le brûleur dont ils ont besoin pour garder la menace hors de la queue et gagner le combat. Dans le B-1 également, dans les exercices d'interception de chasseurs, c'est à ce moment-là que nous avons eu tendance à utiliser plus de brûleur. Nous avions tendance à l'utiliser pour accélérer rapidement afin de compliquer l'interception du chasseur, et dans certains cas pour faire un bug avec un combattant sur notre queue.

4) L'autre régime où l'utilisation du brûleur est fréquente est le décollage. C'est statistiquement l'une des phases de vol les plus dangereuses, et atteindre la vitesse de vol minimise rapidement le danger. Quand je volais, le B-1 décollait toujours en brûleur - pas sûr maintenant. Les chasseurs peuvent sous certaines conditions décoller en puissance mil, mais je l'ai rarement vu.

5) L'utilisation du brûleur dans les jets américains N'AJOUTE ABSOLUMENT PAS À L'ENTRETIEN REQUIS ET NE NOCIVE PAS LES MOTEURS. L'affiche qui a mentionné cela a peut-être vu quelque chose sur le MIG-25, qui détruira ses moteurs en vol à grande vitesse. Vraisemblablement, d'autres chasseurs soviétiques ont des problèmes d'entretien avec l'utilisation du brûleur, mais les avions de combat américains sont construits pour utiliser des brûleurs chaque fois que nécessaire sans endommager les moteurs.

6) L'altitude est un point très important, car le débit de combustible du brûleur diminuera avec l'altitude. Dans l'air mince, il y a moins d'oxygène disponible pour la combustion, les commandes de carburant doivent donc s'ajuster en conséquence. Comme l'a écrit l'affiche précédente, un air plus fin crée moins de traînée, ce qui facilite la rapidité. Mais ... en tant que pilote professionnel aujourd'hui, j'ai volé avec de nombreux anciens pilotes de chasse, et chaque fois que nous en parlons, peu d'entre nous ont passé du temps au-dessus de 40 000 pieds. Le plafond de service plus élevé est une bonne statistique pour les équipes de vente des sous-traitants, mais il y a rarement une raison opérationnelle, et beaucoup de mauvaises choses peuvent survenir (comme un calage du moteur et des urgences physiologiques) dans les années 40.

https://www.nasa.gov/centers/dryden/pdf/88117main_H-1449.pdf

Faites défiler vers le bas, il y a quelques graphiques utiles qui peuvent vous donner une idée . AB augmente la température d'échappement et permet ainsi une augmentation de la vitesse d'échappement. Selon la théorie du disque d'actionneur, cela signifie que la poussée en vol à MAX sera plus proche du nombre statique qu'en poussée en vol à MIL pour une vitesse donnée. C'est pourquoi un F-15 à 40 km ne peut voler qu'à M0,95 à MIL, mais peut faire du M2,5 à MAX avec seulement une augmentation de 63% de la poussée statique .

La réponse est que cela dépend de votre altitude. Beaucoup.
Par exemple, je prendrai un F16 depuis que j'ai posé cette question à quelqu'un qui s'est identifié comme un ancien chef d'équipe de F16 en ligne.
Un F16 volant à pleine poussée militaire au niveau de la mer consomme environ autant de carburant comme plein après le brûleur au FL400 (40000 pieds).
Au plafond de service F16 du FL500, le plein après le brûleur utilisera un peu moins de carburant que la poussée militaire au niveau de la mer.
Donc, très haut, plein après le brûleur pourrait être utilisable même pendant 30 minutes si la montée est effectuée efficacement et que le grand réservoir de chute central a été utilisé.
C'est ainsi que le F16 peut réellement atteindre Mach 2. Il faudra un certain temps après le brûleur pour accélérer autant.
Cela signifie également que le plein après brûleur ne produira pas autant de poussée supplémentaire, mais comme l'air est si mince, cela aura un effet assez substantiel en vitesse réelle obtenue.