מבער אחורי

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מטוס F/A-18 של הצי האמריקני ממריא מנושאת מטוסים בעזרת מבער אחורי
מטוס "הציפור השחורה" בטיסה עם מבער אחורי

מבער אחורי הוא רכיב במנוע סילון, בעיקר במטוסים צבאיים על-קוליים, שמטרתו ליצור הגברה זמנית של הדחף, בזמן טיסה במהירות על-קולית ובזמן ההמראה (כאשר עומס הכנף הגבוה המאפיין מטוסים על-קוליים מחייב מהירות המראה גבוהה מאוד). במטוס צבאי הדחף הנוסף שימושי גם למצבי קרב. הדחף הנוסף מושג באמצעות הזרקת דלק נוסף לצינור הטורבינה של מנוע הסילון. הדלק ניצת מהגזים החמים שנפלטים מהמנוע ומוסיף רבות לדחף המנוע. היתרון במבער אחורי הוא דחף חזק באופן משמעותי; חסרונו בצריכת הדלק הגבוהה ובחוסר היעילות, אם כי השימוש בו סביר בפרקי הזמן הקצרים שבהם הוא מופעל.

נוהגים לומר על מנוע סילון שהוא "רטוב" כאשר המבער האחורי פועל ו"יבש" כאשר המבער כבוי.

עיצוב[עריכת קוד מקור | עריכה]

מבער אחורי של מנוע סילון הוא יחידת פליטה מוארכת שמכילה מזרקי דלק נוספים, ומאחר וחלקו הקדמי של המנוע (האזור שלפני הטורבינה) משתמש רק בחלק קטן מהחמצן המגיע אליו, המבער האחורי בצורתו הפשוטה ביותר הוא סוג של מנוע סילון הפועל באמצעות הזרקת-דלק (מנוע מגח סילון). כאשר המבער האחורי מופעל, דלק מוזרק ומוצת מיידית, הודות לטמפרטורות הגבוהות של הגזים הזורמים בקרבתו. תהליך השריפה שנוצר מגביר את הטמפרטורה שיוצאת מהמבער, והתוצאה היא עלייה חדה בדחף הכולל של המנוע.

העלייה הגוברת בזרם שנפלט מהמבער גורמת לכך ש"הגרון" של המבער נפתח ומתרחב. לולא הדבר היה קורה היה נוצר כשל מכני (ככל הנראה המדחס היה שובת או שאחד מהלהבים במנוע היה מתבקע).

מגבלות[עריכת קוד מקור | עריכה]

בשל צריכת הדלק הגבוהה שלהם, לא משתמשים במבערים אחוריים לפרקי זמן ארוכים. יוצא דופן מכלל זה הם מנועי פראט אנד ויטני J58, שבהם נעשה שימוש במטוס "הציפור השחורה". לכן, משתמשים במבערים רק כאשר יש צורך בהשגת דחף מרבי. מקרים אלו כוללים המראות ממסלולי המראה קצרים (כמו מנושאת מטוסים) ומצבי קרב אוויר.

המבער האחורי ניצת על ידי לפיד הצתה מיוחד הנמצא לפני הטורבינה בסוף תא השריפה. לפיד זה מקבל דלק בו זמנית עם סעפות המבער ממשאבת דלק של המבער. האש של הלפיד עוברת דרך להבי הטורבינה ומדליקה את הדלק המרוסס בלחץ גבוה מהסעפות.

יעילות[עריכת קוד מקור | עריכה]

יהלומי הלם במנוע נייח של מטוס הציפור השחורה
מטוס F-111 מבצע הליך "השלך והבער"

מאחר שבגזי הפליטה יש כמות מופחתת של חמצן בשל הבעירה הקודמת, ומאחר והדלק אינו בוער באוויר דחוס ביותר, המבער האחורי אינו יעיל בהשוואה למבער הראשי. יעילות המבער פוחתת באופן משמעותי גם אם, וכך ברוב המקרים, לחץ המפלט פוחת עם העלייה בגובה הטיסה.

עם זאת, דוגמה יוצאת מהכלל היא הציפור השחורה, בעל יעילות סבירה בגובה רב כאשר המבער פועל (מצב "רטוב") בשל מהירותו הגבוהה של המטוס (מאך 3.2) הגורמת ללחץ גבוה הודות לאפקט רם.

מבערים אחוריים מייצרים דחף מוגבר וכן להבה מרשימה שיוצאת מקצה המנוע. בלהבה זו ניתן לראות "יהלומי-הלם", שנגרמים מגלי הלם הנוצרים בשל הפרשים קטנים בלחץ הגז הנפלט מהמנוע לבין הלחץ מסביבו. חוסר האיזון גורם לתנודות בסילון הנפלט וכתוצאה ניתן לראות "כיפופים" במקום שבו שהלחץ והטמפרטורה הם הגבוהים ביותר.

שימוש[עריכת קוד מקור | עריכה]

המטוסים מקדונל F3H "דמון" 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 גרומן F9F-6. מטוסי קרב אחרים העושים שימוש במבער אחורי, הם הדגם צ'אנס ואוט F7V-3 , המונע על ידי מנוע J-46 המספק דחף של 6,000 ליברות (27 קילו-ניוטון), והמטוס 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 והשתמשו במבער בהמראה וכדי לקצר את זמן הטיסות.

מלבד שימוש במבער האחורי במטוסים ניסיוניים של נאס"א ובעוד מספר חברות מצומצם, המבער האחורי נמצא בעיקר במטוסי קרב צבאיים. מנועים מודרניים המיועדים למטוסים שיבצעו שיוט-על קולי הם בעלי דחף גבוה מלכתחילה, ולכן הצורך במבער אחורי קטן.

"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.