O consumo específico SC (inglês: consumo específico de combustível - SFC) é um termo técnico usado para quantificar a eficiência energética de um motor em relação à sua potência ou empuxo . Permite comparar o desempenho de diferentes motores.
O consumo específico de combustível é a massa de combustível necessária para fornecer potência ou empuxo em um determinado momento. Ela se expressa:
O consumo específico de combustível depende do projeto do motor, as diferenças no consumo específico de combustível entre os motores que usam a mesma tecnologia tendem a ser muito pequenas.
“Consumo específico” designa o consumo de uma máquina térmica em função da potência desenvolvida e do tempo. Geralmente é calculado em g / kWh ou em kg / kWh.
Pode-se traçar uma curva de consumo específica em função da rotação do motor (em rpm) e do torque expresso em N m (ou do MSY, pressão média efetiva expressa em bar). Os fabricantes normalmente fornecem uma carga total, ou seja, aceleração total, curva CS que não é representativa do uso real de um motor em carga parcial. Para calcular o consumo efetivo de um motor, é necessário ter o valor do CS para todos os pontos de velocidade e torque. Todos esses pontos são usados para desenhar curvas "ISO CS".
O consumo específico é geralmente o mais baixo entre 75% e 100% do torque. O CS pode aumentar bruscamente em velocidades muito baixas e baixo torque, dependendo do tipo de motor: turbinas (reatores), 2 tempos, 4 tempos a gasolina ou diesel. Geralmente também aumenta acima da velocidade máxima de torque.
O consumo específico de combustível pode estar relacionado ao empuxo em ( kilonewtons ou kN). Este é então um empuxo específico, o que significa que o consumo de combustível é dividido pelo empuxo.
O consumo específico de combustível para propulsores (por exemplo , turbojatos , motores turbofan , ramjets , motores de foguete , etc.) é a massa de combustível necessária para fornecer o empuxo por um determinado período, por exemplo, g s −1 kN −1 - gramas de combustível por segundo quilonewtons, em unidades métricas (ou lb h -1 lbf -1 ) - libras de combustível por hora, libras de empuxo, em unidades imperiais. A massa do combustível é usada em vez de seu volume para medição de combustível porque é independente da temperatura.
O consumo específico de combustível dos motores a jato operando no ar ambiente em sua eficiência máxima varia mais ou menos inversamente com a velocidade, o que significa que o consumo de combustível por km ou milha pode ser uma comparação mais apropriada para aeronaves. Aeronaves movendo-se em velocidades muito diferentes.
É inversamente proporcional ao impulso específico .
Vários fatores influenciam a eficiência de combustível dos motores.
Portanto, os motores a jato são mais eficientes na propulsão de aeronaves do que uma análise rápida e simplista da tabela abaixo pode indicar.
Por exemplo, o Concorde tem uma velocidade de cruzeiro de Mach 2 com seus motores dando um consumo de combustível específico de 1,195 lb lbf -1 h -1 (veja abaixo), o que é equivalente a um consumo específico de combustível de 0, 51 lb lbf -1 h para um avião voando a M 0,85, o que seria muito competitivo, mesmo com motores modernos. Na verdade, é o motor a jato mais eficiente. No entanto, o Concorde tem uma eficiência aerodinâmica inferior (devido à geometria de sua asa adaptada ao vôo supersônico, sua razão de sustentação / arrasto é muito menor) e uma estrutura mais pesada.
| Impulso específico (/ peso) | Impulso específico de massa | Velocidade de ejeção | Consumo específico de combustível | |
|---|---|---|---|---|
| E SE | = X segundos | = 9,8066 X N s / kg | = 9,8066 X m / s | = (101972 / X) g kN −1 s −1 |
| unidades imperiais | = X segundos | = X lbf s / lb | = 32,16 X ft / s | = (3600 / X) lbf / h |
| Tipo de motor | Aplicativo | CS em lb lbf −1 h −1 | CS em g kN −1 s −1 | Impulso específico | Velocidade de ejeção (m / s) |
|---|---|---|---|---|---|
| Motor foguete NK-33 ( RP-1 / LOX ) | Vazio | 10,9 | 309 | 330 | 3.240 |
| Motor de foguete SSME ( LH2 / LOX) | Nave espacial | 7,95 | 225 | 453 | 4.423 |
| Estatorreator | Mach 1 | 4,5 | 127 | 800 | 7 877 |
| Pratt & Whitney J58 turbojet | SR-71 em Mach 3.2 (com pós-combustão) | 1,9 | 53,8 | 1.900 | 18.587 |
| Rolls-Royce / Snecma Olympus 593 | Concorde Mach 2 - velocidade de cruzeiro (seco) | 1,195 | 33,8 | 3.012 | 29.553 |
| Turbojet CF6-80C2-B1F | Boeing 747-400 - velocidade de cruzeiro | 0,605 | 17,1 | 5.950 | 58.400 |
| Motor turbofan General Electric CF6 | Nível do mar | 0,307 | 8.696 | 11.700 | 115.000 |