מבער אחורי

מטוס F-14 טומקט בטיפוס חד עם מבערים פועלים.

תרשים הדגמה למבער אחורי.

מבער אחורי הוא רכיב במנועי סילון המשתמש באוויר משלב הפליטה של המנוע, מזריק לו דלק ומצית אותו מחדש. המבער מוסיף דחף נוסף למטוס תמורת עלייה דרמטית בצריכת הדלק. לרוב משתמשים במבער אחורי במטוסי קרב, או במטוסים המיועדים לשיוט על-קולי.

אופן פעולה

שלב ההזרקה במבער האחורי של מנוע טורבומקה אדור.

מנועי סילון מאופן הפעולה שלהם, דורשים זרימה מתמשכת ובעירה מתונה בתוך תאי הבעירה בשביל להקטין את הבלאי על תא הבעירה והטורבינות, וכמו כן בשביל להקטין את הסיכון לכיבוי הלהבה בתוך המנוע. אי לכך משתשמים מנועי סילון במיעוט מהחמצן באוויר בשביל בעירה, מה שמשאיר כמות גדולה של חמצן לא מנוצל. המבער האחורי מאפשר להשתמש בעודף החמצן בשביל בערה שנייה (כפי שמכונה חימום מחדש - Reheat). המבער בנוי מתעלה רחבה המותקנת מהמפלט של המנוע ולה שלושה שלבים: הזרקה, בערה-תאוצה ונחיר פליטה.

בצמוד למפלט המנוע מותקנות טבעות של צינוריות דלק מחוררות המזריקות דלק רב לתוך זרימת האוויר, דלק זה ניצת באופן חד פעמי מכיוון שכל עוד יש בערה והזרקת דלק, הלהבה תמשיך להיות מוזנת.

שלב התאוצה הוא למעשה תעלה רחבה וארוכה יחסית בה האוויר המתפשט אחרי בערה מאיץ לקראת היציאה מהמנוע, אוויר זה מתקרר מעט.

השלב האחרון הוא נחיר הפליטה בעל הגאומטריה המשתנה. במצב של בערת המבער הנחיר נמצא במצב פתוח, תפקיד הנחיר הוא לאפשר פעולת המנוע בכל תנאי העבודה.

נחיר פליטה

נחיר הפליטה של מנוע F-110.

כאמור שלב התאוצה של המבער הוא תעלה רחבה, הנדרשת במהלך העבודה של המבער, אבל בשאר שלבי העבודה של המנוע שלא כוללים בערת מבער התעלה הרחבה גורמת לירידת הטמפרטורה, מהירות הזרימה והלחץ של האוויר שלמעשה מורידה את הדחף של המנוע. בשביל לפצות על נפילת הלחץ השלב האחרון של המבער כולל נחיר פליטה בעל גאומטריה משתנה שעל ידי שליטה על גודל פתח הפליטה שולט על הלחץ ומהירות הפליטה של המנוע. במצב טיסה ללא מבער פתח הנחיר יהיה קטן בשביל להגדיל את הלחץ בתוך תעלת המבער ולהאיץ את האוויר היוצא.

במהלך ההצתה הראשונית של המבער הנחיר יסגר לקוטר הקטן ביותר בשביל להגדיל את הלחץ, להאט מעט את הזרימה באזור ההזרקה ולאפשר הצתה קלה יותר, ומיד לאחר ההצתה הנחיר יפתח לקוטר הגדול ביותר.

הנעה ווקטורית

ערך מורחב – הנעה וקטורית

מנועים מסוימים של מטוסי קרב משתמשים בנחיר הפליטה בשביל בשביל לכוון את הדחף שלהם ולאפשר למטוס לבצע ביצועים עבר-הזדקרותיים שלא אפשריים בתנאי טיסה רגילים.

יהלומי הלם

מנוע של J-58 של מטוס SR-71 השורף את שארית הדלק הייחודי של המטוס ומציג שובל להבה מרהיב עם יהלומי הלם לאורכו.

בעת יציאת האוויר החם מהנחיר פליטה בפעולת מבער האוויר יוצא במהירות גבוהה מאד ולכן בתוך שובל הלהבה נוצרים גלי הלם מצתלבים בתוך הלהבה ויוצרים צורות של יהלומים.

אופן השימוש

מטוס F-18 ממריא מנושאת מטוסים בעזרת מעוט ומבער אחורי.

מבער אחורי מאפשר גידול דרמטי בדחף המנוע אבל זאת תמורת גידול משמעותי בצריכת הדלק. המבער בא לשימוש לרוב במטוסים צבאיים. מיעוט מטוסים אזרחיים, במיוחד אלה המיועדים לשייט במהירויות על-קוליות כוללים מבער אחורי שכן אין אפשרות אחרת להאיץ דרך אזור הגרר הגבוה עד למהירות של מאך 2.4. חלק מהמטוסים מסוגלים להמשיך לשייט במהירות על קולית ללא מבער אחורי בעוד אחרים חייבים להשתמש במבער בצורה מתמשכת.

במטוסים בעלי מבער אחורי המבער משמש גם להמראה.

במטוסי קרב המבער האחורי משמש לתמרוני קרבות אוויר לטובת תאוצה מהירה, טיפוס חד ושמירה על מהירות תוך כדי תמרונים.

לרוב מטוסים לא משתמשים במבער לשיוט מתמשך הן בגלל צריכת הדלק הגבוהה, והן משום שהטמפרטורה הגבוהה במבער יכולה לגרום לכשל במנועים שלא תוכננו לכך מראש. חלק ממנועי הסילון מקריבים יחסי דיחוס גבוהים בשלב המדחס של המנוע בשביל להוריד את הטמפרטורה בשלב המבער, מה שמקריב ביצועים בטיסה תת-קולית ללא שימוש במבער.

במטוסים בעלי מבער אחורי כאשר המנוע עובד ללא בערה במבער המנוע נקרא "יבש", כאשר המבער ניצת המצב מכונה "רטוב".

היסטוריה

המטוסים מקדונל F3H דימון ודאגלס F4D סקייריי נבנו עם מנועי טורבו-סילון וסטינגהאוס J-40, המסוגלים לייצר דחף של 8,000 ליברות (36 קילו-ניוטון) ללא מבער אחורי. מנוע הסילון J-48 של חברת פראט אנד ויטני המספק דחף של 8,000 ליברות (36 קילו-ניוטון) עם מבער אחורי, הניע את מטוס הקרב של חברת גראמן F9F-6. מטוסי קרב אחרים העושים שימוש במבער אחורי, הם הדגם צ'אנס ווט F7V-3, המונע על ידי מנוע J-46 המספק דחף של 6,000 ליברות (27 קילו-ניוטון), ומטוס דאגלס F3D סקיינייט, מטוס הקרב המיועד לכל סוגי מזג האוויר, בעל מנוע J-34 של חברת ווסטינגהאוס המספק דחף של 3,600 ליברות (16 קילו-ניוטון).

באנגליה, שיפרו את המנוע רולס רויס אבון כך שיפעל עם מבער אחורי, והוא הניע את האינגליש אלקטריק לייטנינג, שנהפך למטוס העל-קולי הראשון בשירות חיל האוויר המלכותי והראשון בעולם שהיה מסוגל לבצע שיוט על-קולי. המנוע בריסטול-סידלי אולימפוס היה אף הוא בעל מבער אחורי, והותקן במטוס הקונקורד. זהו השימוש היחיד במבער אחורי לצורכי תעופה אזרחית, לצד עמיתו של הקונקורד, המטוס טופולב Tu-144, ששניהם היו מסוגלים לבצע שיוט על-קולי אם כי הקונקורד היה יכול לשייט ללא שימוש במבער.

"השלך והבער" הוא הליך השלכת דלק שבו הדלק מוצת במכוון בעזרת המבער האחורי של המטוס. הלהבה המרהיבה המשולבת במהירות הטיסה הגבוהה הופכת הליך זה לפופולרי למדי בתצוגות אוויריות, או כתוספת למופעי זיקוקי די-נור.

ראו גם

• כונס אוויר
• מנוע סילון
• כנף (תעופה)