Det er ikke militær vs. civil, men subsonisk vs. supersonisk-egnet

Bemærk, at subsoniske militære fly bruger de samme motorer som civile fly, selv om deres navne måske er forskellige.

• KC-135 brugte oprindeligt J-57, som blev kaldt JT-3C, da den blev brugt i Boeing 707-120. Nu flyver de med CFM-56, som bruges i Boeing 737 og A320.
• C-5 Galaxy bruger GE TF39, som blev til CF6, når det blev monteret på en Boeing 747-100 eller en DC-10.
• Fairchild A-10 bruger GE TF34, som kaldes CF34, når det er monteret på civile fly som Bombardier Challenger.

Nej, forskellene opstår kun, når flyet er designet til at flyve supersonisk. Dette kræver en meget anderledes tilgang til integration af motoren:

• Supersoniske flymotorer er monteret tæt på centerlinjen. Hvis det er muligt, er de lige bag indsugningerne, så indsugningsstrømmen ikke behøver at ændre retning. Undtagelser som SR-71 er sjældne.
• Supersoniske indtag er længere og har skarpe kanter i modsætning til de korte, stumpe indtag i subsoniske fly. De fleste har også en variabel geometri for at tilpasse sig de meget forskellige strømningsforhold ved overlydshastighed.
• Da det er indtagets opgave at bremse den luft, der kommer ind i motoren, kan overlydsindtag ikke have et stort indfangningsområde, da de ellers ville have en for stor modstand ved overlydsflyvning. Supersoniske motorer skal skabe deres fremdrift med meget mindre luftmasse end rene subsoniske motorer. Glem alt om stealth, dette er den egentlige grund til de mindre diametre på motorer med supersonisk kapacitet.
• Der er også tale om en variabel dyse i et supersonisk fly i modsætning til den faste dyse i subsoniske fly. Dette er igen med til at tilpasse den til strømningsforholdene, men i dette tilfælde er den største forskel mellem genopvarmning til og fra. Efterforbrændingsmotorer er i stand til at opnå meget højere udgangshastigheder for at kompensere for deres mindre diameter. De accelererer mindre luft til en højere hastighed for at skabe sammenlignelig fremdrift.
• Det sidste punkt blev nævnt, men det fortjener et punkt for sig selv: Supersoniske motorer bruger efterforbrændingsmotorer for at få nok fremdrift til overhovedet at gå supersonisk. De varme udstødningsgasser har et meget større volumen end den kolde indsugningsstrøm, hvilket skal imødekommes ved at udvide dysen.

Bemærk, at den civile Concorde også brugte en variabel indsugning og dyse samt efterbrændere. Den havde en motor, som tidligere var blevet anvendt på BAC TSR-2, et militært overlydsfly.

Den virkelige forskel er ikke mellem civile og militære fly, men mellem rent subsoniske fly og fly med overlydskapacitet. Oprindeligt blev begge dele opnået med de samme motorer. Den ovennævnte J-57 blev også anvendt i det supersoniske militærfly F-100. Først i 1960’erne skiltes disse linjer, og de subsoniske fly fik stadig større lavtrykskompressortrin. Disse blev igen drevet af de højtrykskerner, som blev brugt på supersoniske fly.

Baggrund

Stræk er luftmassestrømmen ganget med hastighedsforskellen mellem flyve- og dysens hastighed i motoren. For at øge fremdriften forsøger subsoniske motorer at maksimere massestrømmen (ved at øge bypass-forholdet), mens supersoniske motorer er mere afhængige af at øge dysens hastighed (ved at bruge efterbrændere). Da nettostyrke kun er mulig, når udgangshastighederne er højere end flyvehastigheden, skal motorens udgangshastighed øges med den designede flyvehastighed.

Kernemotorer adskiller sig ikke meget – indsugningen vil trods alt sørge for, at luften når frem til motoren med en hastighed på Mach 0,4 til 0,5, uanset flyvehastighed. Kernen i General Electric F110 (installeret i bl.a. kampflyene F-15 og F-16) blev kernen i CFM-56 turbofan-motoren, som anvendes i Boeing 737 eller Airbus A320. Den største forskel ligger i deres bypass-forhold. Jo lavere konstruktionshastighed, jo større kan bypass-forholdet blive. Ved meget lav hastighed udskiftes den ugearede, afskærmede blæser med en gearet, frit roterende propel, med andre ord ændres jetflyet til et turbopropfly. Indsugningen og dysen er imidlertid meget forskellige.

Det optimale bypass-forhold ændrer sig løbende, men da luftmodstandskoefficienten falder efter at have passeret Mach 1, er fly enten konstrueret til et maksimalt Mach-tal på 0,9 eller mindre eller 1,6 og derover. De tilsvarende bypass-forhold er i dag op til 12 for subsoniske motorer og mindre end 1 for supersoniske motorer. Dette giver en skarp grænse ved lydhastigheden, og mange militærmotorer, der er konstrueret til overlyd, mistede deres efterbrænder og blev udstyret med en stor blæser for at blive motorer til subsoniske transportfly.

Forskellene mellem sub- og supersoniske motorer bliver større, jo mere man bevæger sig væk fra deres kerne. Højtrykskompressor, forbrændingskammer og højtryksturbine ser ud og fungerer på samme måde, men lavtrykskompressoren i subsoniske motorer sluger meget mere luft og har en meget større diameter. Supersoniske motorer har til gengæld for det meste en efterbrænder. Den største forskel er imidlertid indsugningerne (stor pitotindsugning med stumpe læber til subsoniske fly mod justerbare spike- eller rampeindsugninger til supersonisk flyvning) og dysen (fast til subsonisk flyvning mod en kompleks, justerbar konvergent-divergent dyse til supersonisk flyvning). Dette skyldes de meget forskellige lufthastigheder og de meget højere udgangshastigheder, der kræves ved supersonisk flyvning.

Se indsugningssektionen på XB-70, der er afbilledet ovenfor (kilde). Indfangningsområdet er ret lille, og derefter udvider indsugningsrøret sig for at muliggøre en afbremsning af luftstrømmen. De skrå sidevægge i indsugningssektionen forårsager en masse modstand ved Mach 3. Tænk nu, at de seks GE YJ-93’ere er erstattet af motorer med en endnu større diameter. Stigningen i bølgetræk som følge af det endnu sløvere indtag ville ophæve alle fordelene ved et højere omløbsforhold.

Det, der er mindre indlysende, er det faktum, at denne indsugningssektion også skaber måske halvdelen af fremdriftssystemets samlede fremdrift. Men dette svar er allerede for langt, så det gemmer jeg til et andet svar.