Glossary Engines & Propulsion

Удельный расход топлива (SFC) (SFC: Specific Fuel Consumption)

Definition

Мера топливной эффективности двигателя: масса топлива, потребляемого на единицу тяги в час.

Что такое удельный расход топлива?

Specific Fuel Consumption (SFC) — also called Thrust Specific Fuel Consumption (TSFC) for jet engines — quantifies how efficiently an engine converts fuel energy into useful thrust. It expresses the mass of fuel burned per unit of thrust per unit of time. A lower SFC means a more fuel-efficient engine: less fuel is consumed to produce the same thrust, directly extending range and reducing operating costs.

Принцип работы

SFC is calculated as:

  • SFC = (fuel flow rate) / (net thrust produced)
  • In imperial units: lb of fuel per hour per lbf of thrust → lb/(lbf·h)
  • In SI units: kg per hour per kN → kg/(kN·h) or equivalently mg/(N·s)

Key factors that influence SFC:

  • Bypass Ratio: Higher Bypass Ratio dramatically improves SFC by accelerating more air at lower velocity. Doubling BPR from 5:1 to 10:1 can improve SFC by 10–15%.
  • Overall Pressure Ratio (OPR): Higher compression improves thermodynamic efficiency. Modern engines achieve OPR of 45–60:1 vs. 15–20:1 in 1960s jets.
  • Turbine Inlet Temperature (TIT): Higher TIT improves Carnot efficiency. Enabled by ceramic thermal barrier coatings and film cooling.
  • Altitude: SFC improves at cruise altitude because cooler air increases the density ratio and reduces intake ram drag penalties.
  • Airspeed: SFC increases at higher Mach numbers due to ram drag — a key economic penalty for supersonic flight.

Технические характеристики

  • CFM56-7B (737 NG, circa 1997): ~0.545 lb/(lbf·h) at cruise
  • CFM LEAP-1B (737 MAX, 2017): ~0.490 lb/(lbf·h) — approximately 15% improvement
  • Pratt & Whitney PW1100G (A320neo, 2016): ~0.460–0.480 lb/(lbf·h) — best in class for single-aisle
  • Rolls-Royce Trent XWB (A350, 2015): ~0.478 lb/(lbf·h) — best SFC of any large turbofan at launch
  • Concorde Olympus 593 (supersonic): ~1.195 lb/(lbf·h) — over twice modern turbofans due to low BPR and supersonic penalties

Примеры воздушных судов

  • Boeing 787-9 (GEnx-1B): SFC ~0.486 lb/(lbf·h); combined with composite airframe yields 25% better fuel burn per seat than 767
  • Airbus A320neo (PW1100G): 20% better fuel efficiency than A320ceo, driven largely by SFC improvement plus airframe drag reduction
  • ATR 72-600 (PW127M turboprop): Turboprops use shaft-horsepower SFC (lb/SHP·h): ~0.48 — far better than jets for short sectors below 400 nm
  • Future Open Fan (CFM RISE program): Targeting 20% SFC improvement over LEAP by ~2035 using unducted fan architecture with BPR >20:1

SFC is the core metric linking engine efficiency to aircraft range. Engineers use the Breguet range equation, in which SFC appears as a direct denominator — halving SFC doubles range for a given fuel load.

Related Terms

Редукторный турбовентиляторный двигатель

Конструкция турбовентиляторного двигателя с редуктором между вентилятором и турбиной низкого давления, позволяющим каждому элементу вращаться с оптимальной скоростью.

Степень двухконтурности

Отношение массы воздуха, обтекающего сердцевину двигателя, к массе воздуха, проходящего через неё — ключевой показатель эффективности.

Турбовентиляторный двигатель

Самый распространённый тип реактивного двигателя в гражданской авиации, использующий большой вентилятор для создания основной тяги.

Турбовентиляторный двигатель с высокой степенью двухконтурности

Турбовентиляторный двигатель со степенью двухконтурности выше 5:1, направляющий бо́льшую часть входящего воздуха в обход ядра двигателя для максимальной топливной эффективности и минимального шума.

Турбовинтовой двигатель

Реактивный двигатель, приводящий в движение воздушный винт через редуктор, с высокой эффективностью на малых высотах.

Тяга

Направленная вперёд сила, создаваемая двигателями самолёта, измеряемая в фунтах-силе (lbf) или килоньютонах (кН).

Frequently Asked Questions

What is Удельный расход топлива (SFC) (SFC)?
Мера топливной эффективности двигателя: масса топлива, потребляемого на единицу тяги в час.
What does SFC stand for?
SFC stands for Удельный расход топлива (SFC) (SFC). Мера топливной эффективности двигателя: масса топлива, потребляемого на единицу тяги в час.
Why is Удельный расход топлива (SFC) (SFC) important in aviation?
Что такое удельный расход топлива? Specific Fuel Consumption (SFC) — also called Thrust Specific Fuel Consumption (TSFC) for jet engines — quantifies how efficiently an engine converts fuel energy into useful thrust.
What are examples of Удельный расход топлива (SFC) (SFC)?
Common examples of Удельный расход топлива (SFC) (SFC) include: CFM LEAP-1B SFC ~0.490 lb/(lbf·h) on Boeing 737 MAX, PW1100G SFC ~0.460–0.480 lb/(lbf·h) on Airbus A320neo, Concorde Olympus 593 SFC ~1.195 lb/(lbf·h) at supersonic cruise.
How does Удельный расход топлива (SFC) (SFC) relate to other aviation concepts?
Удельный расход топлива (SFC) (SFC) is closely related to Редукторный турбовентиляторный двигатель and Степень двухконтурности, among other key aviation concepts.

More in Engines & Propulsion