Det är inte militärt vs civilt, utan subsoniskt vs supersoniskt kapabelt

Bemärk att militära subsoniska flygplan använder samma motorer som civila flygplan, även om namnen kan skilja sig åt.

• KC-135 använde ursprungligen J-57 som kallades JT-3C när den användes i Boeing 707-120. Nu flyger de CFM-56 som används i Boeing 737 och A320.
• C-5 Galaxy använder GE TF39 som blev CF6 när den monterades på en Boeing 747-100 eller en DC-10.
• Fairchild A-10 använder GE TF34 som kallas CF34 när den monteras på civila flygplan som Bombardier Challenger.

Nej, skillnaderna uppstår bara när flygplanet är konstruerat för att flyga överljudsflyg. Detta kräver ett mycket annorlunda tillvägagångssätt för integrering av motorn:

• Motorer till överljudflygplan monteras nära mittlinjen. Om möjligt ligger de rakt bakom intagen, så att intagsflödet inte behöver ändra riktning. Undantag som SR-71 är sällsynta.
• Supersoniska intag är längre och har skarpa kanter till skillnad från de korta, trubbiga intagen hos underljudsflygplan. De flesta har också en variabel geometri för att anpassa sig till de mycket olika flödesförhållandena vid överljudshastighet.
• Då ett intag har till uppgift att sakta ner luften som går in i motorn, kan överljusintagen inte ha en stor fångstyta, eftersom deras spillmotstånd vid överljudsflygning annars skulle bli för stort. Överljudsmotorer måste skapa sin dragkraft med mycket mindre luftmassa än rena underljudsmotorer. Glöm stealth, detta är det verkliga skälet till de mindre diametrarna hos motorer med överljudskapacitet.
• Munstycket i ett överljudsflygplan är också variabelt, i motsats till det fasta munstycket i underljudsflygplan. Detta bidrar återigen till att anpassa det till flödesförhållandena, men i det här fallet är den stora skillnaden mellan omvärmning till och från. Efterförbränningsmotorer kan uppnå mycket högre utgångshastigheter för att kompensera för sin mindre diameter. De accelererar mindre luft till en högre hastighet för att skapa jämförbar dragkraft.
• Den sista punkten nämndes redan, men den förtjänar en egen punkt: Överljudsmotorer använder efterbrännare för att få tillräckligt med dragkraft för att överhuvudtaget gå överljud. De heta avgaserna har en mycket större volym än det kalla inloppsflödet, vilket måste tillgodoses genom att munstycket breddas.

Notera att den civila Concorde också använde sig av ett variabelt inlopp och munstycke samt efterbrännare. Den hade en motor som tidigare använts i BAC TSR-2, ett militärt överljudsflygplan.

Den verkliga skillnaden är inte mellan civilt och militärt, utan mellan rent underljudsflygplan och överljudsflygplan. Till en början uppnåddes båda med samma motorer. Den J-57 som nämns ovan användes också i det supersoniska militärflygplanet F-100. Det var först på 1960-talet som dessa linjer skiljde sig åt, och underljudsflygplanen fick allt större lågtryckskompressorsteg. Dessa drevs återigen av de högtryckskärnor som användes på överljudsflygplan.

Bakgrund

Tryck är luftmassaflöde multiplicerat med hastighetsskillnaden mellan flygning och motorns munstyckehastighet. För att öka dragkraften försöker underljudsmotorer maximera massflödet (genom att öka bypassförhållandet) medan överljudsmotorer förlitar sig mer på att öka munstyckets hastighet (genom att använda efterbrännare). Eftersom nettostyrka endast är möjlig när utgångshastigheterna är högre än flyghastigheten, måste motorns utgångshastighet öka med den konstruerade flyghastigheten.

Kärnmotorerna skiljer sig inte så mycket åt – intaget ser trots allt till att luften når motorn med en hastighet av Mach 0,4-0,5, oberoende av flyghastigheten. Kärnan i General Electric F110 (installerad i bland annat stridsflygplanen F-15 och F-16) blev kärnan i CFM-56 turbofläkten som används i Boeing 737 eller Airbus A320. Den största skillnaden ligger i deras bypassförhållande. Ju lägre konstruktionshastighet, desto större kan bypassförhållandet bli. Vid mycket låga hastigheter byts den oväxlade, avmantlade fläkten ut mot en växlad, fritt snurrande propeller, med andra ord omvandlas jetmotorn till en turbopropmotor. Intaget och munstycket är dock mycket olika.

Det optimala bypassförhållandet ändras kontinuerligt, men eftersom motståndskoefficienten sjunker efter att ha passerat Mach 1 konstrueras flygplan antingen för ett maximalt Mach-tal på 0,9 eller mindre, eller 1,6 och högre. Motsvarande bypassförhållande är idag upp till 12 för subsoniska motorer och mindre än 1 för supersoniska motorer. Detta ger en skarp gräns vid ljudhastigheten, och många militära motorer som konstruerats för överljudsflyg förlorade sina efterbrännare och utrustades med en stor fläkt för att bli motorer för underljudstransportflygplan.

Skillnaderna mellan underljuds- och överljudsmotorer blir större ju mer man rör sig bort från deras kärna. Högtryckskompressor, förbränningskammare och högtrycksturbin ser ut och fungerar likadant, men lågtryckskompressorn i subsoniska motorer sväljer mycket mer luft och har en mycket större diameter. Överljudsmotorer har i sin tur oftast en efterbrännare. Den största skillnaden är dock intagen (stort pitotintag med trubbiga läppar för underljudsflygplan jämfört med justerbara spik- eller rampintag för överljudsflygning) och munstycket (fast för underljudsflygning jämfört med ett komplext, justerbart konvergent-divergent munstycke för överljudsflygning). Detta beror på de mycket olika lufthastigheterna och de mycket högre utloppshastigheter som krävs för överljudsflygning.

Se inloppsdelen av XB-70 som avbildas ovan (källa). Fångstområdet är ganska litet, och sedan vidgas insugningsröret för att möjliggöra en fördröjning av luftflödet. Intagssektionens lutande sidoväggar orsakar mycket luftmotstånd vid Mach 3. Tänk nu att de sex GE YJ-93:orna ersätts av motorer med ännu större diameter. Ökningen av vågmotståndet på grund av det ännu trubbigare insuget skulle upphäva alla fördelar med ett högre bypassförhållande.

Vad som är mindre uppenbart är det faktum att denna insugningssektion också skapar kanske hälften av framdrivningssystemets totala dragkraft. Men det här svaret är redan för långt, så jag sparar detta till ett annat svar.