Suchoj Su-57 (T-50)

[riho]

Nebola tu debata SR-71 vs MiG-25, v ktorej sa tvrdilo že MiG je rýchlejší vo vzduchu a SR-71 na papieri, pretože američania kreatívne udali číslo reklamne vhodnejšie?

[kenavf]

Myslím že skutočnosť že je SR-71 rýchlejšia ako Mig 25/31 je všeobecne akceptovaná a nepočul som o spochybňovaní.

[Skeptik]

Ještě jedna poznámka k supercruise (ono je to totiž dost zavádějící označení).

Cruise speed (cestovní rychlost) je taková rychlost, při které má letadlo nejnižší kilometrovou spotřebu = na "plnou nádrž" doletí nejdál.

Supercruise speed je ale pouze schopnost letadla letět nadzvukovou rychlostí BEZ přídavného spalování.
Není to tedy ekonomická rychlost. Kilometrová spotřeba je výrazně vyšší než při Cruise speed.

Je to stejné jako v autě (pro názornost označím rychlost 100 km jako rychlost H).
Moje auto má při cestovní rychlosti 90 km/h (0,9H) spotřebu cca 4,6 litrů na 100 km a na nádrž ujedu cca 1.000 km.
Sešlápnu-li plyn a zvýším rychlost na 120 km/h (1,2H), pořád ještě nepotřebuji "přídavné spalování" (i kdybych ho měl), ale spotřeba mi vyskočí na cca 6,1 litrů (cca +30%) a dojezd se mi sníží na cca 700 km.
Pokud sešlápnu plyn až na podlahu, pak dosáhnu maximální supercruise cca 180 km/h (1,8H), ale spotřeba mi již atakuje 8 litrů (+ 75%) a dojezd klesne na cca 570 km.

No a obdobné je to i u letadel.
F-22 má při Cruise speed (cca 0,8M) udáván akční rádius cca 1.100 km.
Pokud ale na 200 km použije supercruise ("sešlápne plyn až na podlahu" resp. narve přípusť plně dopředu), pak mu vzroste průměrná spotřeba a akční rádius klesne na cca 830 km (vypočtená hodnota, skutečnost je klasifikována). Těch 200 km na supercruise ho tedy "stojí" cca 540 km na doletu.
Je to méně než při klasickém přídavném spalování, ale ne zas o tolik.

No a pak zde máme letadla s motory navrženými na nadzvukové cestovní rychlosti s přídavným spalováním ... u nich se s určitou formou forsáže po celou část letu prostě počítá.
Tyto motory sice při podzvukových rychlostech nepracují s takovou účinností, ale při nadzvukové, s "nižší" forsáží, mají naopak menší spotřebu než běžné motory.
Sem patří zmiňované SR-71 i MiG-25/31. Údaje jsou známé pro MiG-31, tak to budu ilustrovat na něm.
Cruise speed MiGu-31 je cca 900 km/h (0,8M) v 10.000 metrech. Při této rychlosti je jeho akční rádius cca 1.450 km.
Jenže MiG-31 má ještě jeden "cestovní" režim - nadzvukový - s určitou formou přídavného spalování. Při něm stoupne spotřeba o víc jak 100% a akční rádius klesne na cca 700 km. Jenže cestovní rychlost, v 18.000 metrech, vzroste na 2,35M.
Z určitého pohledu je tento režim stejně efektivní jako supercruise u F-22 (a u Su-57 to nebude moc jiné). Nevýhodou se je významné tepelné namáhání motoru, které snižuje jeho životnost.

Z provozního hlediska tedy supercruise určitě výhodou je. Otázkou je, zda tomu tak bude i v bojových podmínkách, kdy životnost letadla bude v průměru nižší než životnost jeho motorů. To ale dnes nikdo neřekne.

[puma]

Sice je to 13 let staré, ale jsou tam pěkné výpočty.

Efektivní rychlost letu v režimu supercruise je kolem M=1,5. Nárůst rychlosti je přes 60%, nárůst spotřeby vztažené na vzdálenost je 140%.
....
Pokud u letounu 5. generace s motory 5. generace srovnáme vysokou podzvukovou (M=0,9) a nadzvukovou (M=1,65) cestovní rychlost, pak rychlost vzrostla o 83% a kilometrická spotřeba o 106%.
http://www.leteckemotory.cz/teorie/supercruise.php

[kenavf]

Len pripomeniem z toho odkazu, prečo je vlastne snaha o dosiahnutie supercruise
1.Zkracuje dobu příletu do a odletu z cílové oblasti. To může být významné například při snaze o včasné zachycení a zničení vzdáleného nepřátelského letounu.
2.Dlouhodobá vyšší úniková rychlost značně stěžuje stíhání letounu i protivníkovo použití řízených střel. Stíhat letoun o rychlosti M=1.5 rychlostí M=2 je problematické a dosah střel je při těchto podmínkách velmi redukován.
3.Na opačné straně lze vysokou rychlostí letu prodloužit dosah zbraňových systémů letounu.

Výrazne teda redukuje čas pobytu lietadla v "nebezpečnom priestore". Ak by to urobil na forsáži, tak je potom zase limitovaný kilometrovo.

[Skeptik]

Ano, to jsou obecné výhody supercruise ... ale lze toho dosáhnout i jinak ... viz SR-71 nebo MiG-25/31.

Na druhou stranu je motor pracující na plný výkon, byť bez forsáže, demaskujícím prvkem ... zvláště u stealth letounů, kdy to může významně pomoci IR hlavici zachytit a udržet cíl.

Zvýšená spotřeba při supercruise snižuje operační rádius skoro stejně jako přelet na forsáži.

Tím nechci říci, že supercruise je pitomost. Jen to, že to není jen růžové.

[kenavf]

Písal si že supercruise vzyšuje spotrebu na kilometer minimálne na dvojnásobok .
Ale forsáž zvyšuje mernú spotrebu(kg/N) ešte podstatnejšie ale rýchlosť sa zvýši len o cca 50%(proti supercruise). Takže spotreba na kilometer pôjde hore ešte markantnejšie.
Je pravda že supercruise si musí poradiť so "skokovým" navýšením odporu pri Mach1, ale robí to pri "bežnej" mernej spotrebe, lietadlo s forsážou to robí pri minimálne dvojnásobnej mernej spotrebe.

Porovnanie pre Rafale, motor Snecma 88 https://en.wikipedia.org/wiki/Snecma_M88

Maximum thrust: 50 kN (11,200 lbf) and 75 kN (16,900 lbf) (with afterburner)
Fuel consumption: 3,977 kg/h and 12,695 kg/h (with afterburner)
Specific fuel consumption: 22.14 g/kNs and 47.11 g/kNs (with afterburner)

Ťah vyšší o 50%. Trojnásobná hodinová spotreba, koľkonásobne sa zvýšila rýchlosť pri forsáži? Aká spotreba by bola pri supercruise?

Skeptik píše: Zvýšená spotřeba při supercruise snižuje operační rádius skoro stejně jako přelet na forsáži.

O tomto by som veľmi polemizoval. Spotreba supercruise bude niekde "medzi" a dovolí lietadlu dlhčie unikať pri danej zásobe paliva vysokou rýchlosťou z rizikovej oblasti z efektívneho dosahu stíhačov a PVO.

U Eurojet EJ200/Eurofighter Typhon je to ešte markantnejšie https://en.wikipedia.org/wiki/Eurojet_EJ200
Navýšenie hodinovej potreby skoro na 4 násobok

Maximum thrust: 60 kN (13,500 lbf) and 90 kN (20,200 lbf) (with afterburner)
..
Fuel consumption: 4,536–4,968 kg/h and 15,228–15,876 kg/h (with afterburner)
Specific fuel consumption: 21–23 g/kNs and 47–49 g/kNs (with afterburner)

To že SR-71 nebo MiG-25/31 to majú s forsážou trocha inak je o tom že tie ich motory sú odladené na vysoké rýchlosti a v malých rýchlostiech majú zlé dynamické parametry. Nemohli by plnohodnotne plniť ulohy s veľkými zmenami rýchlosti a v podzvuku.

[Skeptik]

Měl jsem na mysli toto (omezenou forsáž), ale asi jsem to blbě napsal.

Cruise speed MiGu-31 je cca 900 km/h (0,8M) v 10.000 metrech. Při této rychlosti je jeho akční rádius cca 1.450 km.
Jenže MiG-31 má ještě jeden "cestovní" režim - nadzvukový - s určitou formou přídavného spalování. Při něm stoupne spotřeba o víc jak 100% a akční rádius klesne na cca 700 km. Jenže cestovní rychlost, v 18.000 metrech, vzroste na 2,35M.
Z určitého pohledu je tento režim stejně efektivní jako supercruise u F-22 (a u Su-57 to nebude moc jiné). Nevýhodou se je významné tepelné namáhání motoru, které snižuje jeho životnost.

Ano, běžná forsáž fungující stylem zapnuto/vypnuto, skutečně zvyšuje násobně. Jak uvádíš u SNECMA 88.

[kenavf]

Niekde som čítal že ten motor Mig-25/31 v male rýchlosti skrátka nemá silu. Zaberá až pri vyššej rýchlosti.
Vo výške 18000m sa asi aj dosť zmenia odpory vzduchu.

http://www.leteckemotory.cz/teorie/supercruise.php
V tom odkaze je aj ten graf so skokovým zvýšením odporu prekročením Mach1 je to zvýšenie o 50%.
A sú tam na konci preberané aj tie výhody plynúce zo supercruise.
napr

Pokud má letoun možnost dlouhodobě unikat vyšší rychlostí, značně se zkracuje dosah oponentových řízených střel. V případě, že letoun uniká podzvukovou rychlostí (M=0,85), lze střely kategorie AIM-120 nebo R-77 odpálit přibližně ze vzdálenosti 35 km (při rychlosti útočníka M=0,85). Pokud letoun uniká nadzvukovou rychlostí (M=1,65), střely doletí k cíli, pokud se odpálí nejvýše z poloviční vzdálenosti, tedy přibližně 17 km.

P.S.
Forsáž je palivo vstrekované do výtokovej trysky. Či už je to "zapnuto/vypnuto"(100%/0%) alebo len vstrekovanie malého množstva, tak je tam vždy podstatne horšia účinnosť u tej časti paliva vstrekovaného priamo do trisky. Takže to nie je o efektivite ale o kompromise.(rýchlosť alebo dolet)

[QVAK]

Ještě k tomu musíte i řešit dostatek O2 jinak by byla forsáž na dvě věci resp. pouze jednu na kerosinové mrholení.

[kenavf]

Sú to dvojprúdové motory, takže kyslík by tam mal byť.

[Skeptik]

Omlouvám se za poněkud pozdní reakci - nějak nemám na zábavu čas

Motory MiGu-25 a MiGu-31 jsou různé a pracují na trochu jiném principu … byť s obdobným výsledkem, tj. umožňují vysokou nadzvukovou cestovní rychlost (s přídavným spalováním, takže to není "supercruise")

R-15B-300 z MiGu-25 je turbojet (jednoproudový motor) který se svojí činností při vysokých nadzvukových rychlostech podobá již náporovému motoru. Motor má pouze nízkotlaký kompresor a tak je celkové stlačení na kompresoru je poměrně malé (cca 4,75). Velký vliv má ale náporové stlačení. Motor je vybaven specifickou forsážní komorou, která umožňuje onu "cestovní forsáž". Rovněž konstrukce trysky umožňuje náporové "přisávání" okolního vzduchu. Právě díky náporovému stlačení má motor dostatek vzduchu i pro forsážní režim.

Při bezforsážním režimu má motor výkon 73,55 kN a spotřebu 9.375 kg na hodinu letu při cestovní rychlosti cca 950 km/h (0,9M)
Při "cestovní forsáži" má motor výkon 81,89 kN a spotřebu 18.370 kg na hodinu letu při cestovní rychlosti cca 2.500 km/h (2,35M)
Při plné forsáži má motor výkon 109,83 kN a spotřebu 30.800 kg na hodinu letu při cestovní rychlosti cca 3.000 km/h (2,83M)
(to vše při 94% otáčkách motoru)

Ta výše uvedená čísla jsou sice "oficiální", ale moc nepasují, že?
Znamenalo by to, že při "cestovní forsáži" vzroste hodinová spotřeba o 96%, ale hodinový dolet o 163%.
Ve skutečnosti je ale dolet na "cestovní forsáži" o 230 - 480 km menší (dle nesené výzbroje) než v případě podzvukové cestovní rychlosti. To je dáno tím, že :
a) paliva je na palubě stále stejně (14.570 kg) = při "cestovní forsáži" se spálí za cca 1/2 doby (45 minut oproti 1,5 hodině)
b) poměrně dost paliva se spotřebuje na rozhon na těch 2,35 M a stoupání do výšky 20.000 m (max. dolet při podzvukové cestovní rychlosti je ve výšce 10.000 m)

------------------------------------------------------------------

D-30F-6 z MiGu-31 je turbofan (dvouproudový motor) prakticky klasického střihu. Nízkotlaký a vysokotlaký kompresor s celkovým stlačením 21,15 s plným obtokem. A právě "vnější proud" vstupuje do "horké části" motoru za spalovací komorou a dodává (při "cestovní forsáži") dostatek kyslíku.
"Kouzlo motoru" spočívá v konstrukci forsážní komory se čtyřmi prstencovými stabilizátory plamene, která má fakticky vlastnosti náporového motoru - byť vzduch do ní vstupuje z nízkotlakého kompresoru s využitím náporového stlačení.

Výhoda D-30F-6 oproti R-15B-300 (či pozdějšímu R-15BD-300) je v tom, že při bezforsážním, podzvukovém, režimu je mnohem efektivnější a pružnější. Byť za to MiG-31 "platí" o něco málo nižší maximální rychlostí.
Dolet tak u MiGu-31 (původního z počátku 80-tých let) se při stejném množství paliva zvýšil z 1.730 km na 2.150 km na podzvukové a z 1.250 km na 1.450 při "cestovní forsáži".

K dosažení nadzvukové cestovní rychlosti formou "cestovní forsáže" tedy MiG-31 (i MiG-25) sice spálí více paliva než letadlo se supercruise, ale na druhou stranu je jeho nadzvuková cestovní rychlost minimálně o 500 km/h větší … což se u interceptora počítá.
------------------------------------------------------------------
Ale myslím, že jsme se při diskuzi o supercruise dostali poněkud daleko od Su-57 :razz: … tak bych to tímto ukončil

[Alchymista]

Pre porovnanie - čiastočný rez R15B

nákres R15B-300

[kenavf]

...
Při bezforsážním režimu má motor výkon 73,55 kN a spotřebu 9.375 kg na hodinu letu při cestovní rychlosti cca 950 km/h (0,9M)
Při "cestovní forsáži" má motor výkon 81,89 kN a spotřebu 18.370 kg na hodinu letu při cestovní rychlosti cca 2.500 km/h (2,35M)
Při plné forsáži má motor výkon 109,83 kN a spotřebu 30.800 kg na hodinu letu při cestovní rychlosti cca 3.000 km/h (2,83M)
(to vše při 94% otáčkách motoru)

Ta výše uvedená čísla jsou sice "oficiální", ale moc nepasují, že? ..

S týmto mám trocha problém, tu http://www.leteckemotory.cz/teorie/supercruise.php v grafoch ukazujú že nárast "odporov" pri tesnom podzvuku a tesnom nadzvuku je cca 50%.
Ale ty si napísal že pri ťahu motoru 73,55kN má rýchlosť 0,9M a zvýšením na 81,89kN(o 11%) dosiahne rýchlosť až 2,35M
Aj keď graf ukazuje pri väčšej rýchlosti znižovanie odporu ale stále to vyzerá na tých cca +50%.

[Alchymista]

Zrejme je uvažovaný statický ťah

[zmiri]

A není to kvůli různé výšce letu? První rychlost s doletem je v 10 000 m, druhá rychlost s doletem ve 20 000 m? Jiný odpor vzduchu a jiná rychlost zvuku?

[Skeptik]

A není to kvůli různé výšce letu? První rychlost s doletem je v 10 000 m, druhá rychlost s doletem ve 20 000 m? Jiný odpor vzduchu a jiná rychlost zvuku?

Bingo

Navíc v tom grafů na www.leteckemotory je uvažován odpor letadla konstrukce alá Su-27 ... tedy s nosným trupem. To je aerodynamicky zcela něco jiného než "raketa" typu MiG-25/31

[kenavf]

..
Navíc v tom grafů na www.leteckemotory je uvažován odpor letadla konstrukce alá Su-27 ... tedy s nosným trupem. To je aerodynamicky zcela něco jiného než "raketa" typu MiG-25/31

Ale tie grafy ukazujú aj porovnanie 4. a 5. generácie, kde tá 5.generácia je na tom lepšie(takže 3.generácia na tom bude asi horšie). Takže sa dá logicky odvodiť že podobná zmena bude aj na draku lietadla typu Mig25/31. Bariera je bariera.
Z WIKI:

Za letu vysokou rychlostí výrazně roste stupeň komprese díky dynamickému tlaku, což při rychlosti M=2,5 znamená zvýšení tahu jednoho motoru na 198 kN.

https://cs.wikipedia.org/wiki/MiG-25#Te ... _(MiG-25P)
Takže to vyzerá že tu pletieme hrušky s jabkama.

[Skeptik]

Jasně, o tom, že ty mnou uváděné tahy jsou statické psal už Alchymista.

Tvoje premisa o tom, že protože letoun 5. generace musí být aerodynamicky čistší než letoun 4. generace a oba musí být čistší než letouny 3. generace neplatí zcela.
Jistě, vyzbrojená 5. generace je na tom lépe díky zbraňovým šachtám, ale nezapomínej, že Su-27 i F-22 a Su-57 jsou konstruovány na vybojování vzdušné nadvlády primárně při subsonických, transonických a supersonických (do M 2) rychlostech.
MiG-25/31 byly konstruovány primárně pro lety supersonickou rychlostí kolem M 2,3. Ony jsou na tyto rychlosti optimalizovány ... a v supersonické aerodynamice se toho od 70-tých let moc nezměnilo.

[woxia]

Změnilo, hodně. Kdo ji vlastně ještě pořádně umí?