【簡介:】本篇文章給大家談?wù)劇陡鲊娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的推重比》對應(yīng)的知識點(diǎn),希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、目前世界各國的6代機(jī)研制情況?6代機(jī)有何標(biāo)準(zhǔn)?
2、二戰(zhàn)到底哪個(gè)國家飛機(jī)發(fā)
本篇文章給大家談?wù)劇陡鲊娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的推重比》對應(yīng)的知識點(diǎn),希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、目前世界各國的6代機(jī)研制情況?6代機(jī)有何標(biāo)準(zhǔn)?
- 2、二戰(zhàn)到底哪個(gè)國家飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)好
- 3、世界十大最佳先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī);排行榜叫什么;還有世界各國正在研制的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)叫什么
- 4、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史
- 5、二戰(zhàn)德國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是不是不如英美?
- 6、落后美國整整30年,中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)還能發(fā)展起來嗎??
目前世界各國的6代機(jī)研制情況?6代機(jī)有何標(biāo)準(zhǔn)?
在俄中兩國的隱形戰(zhàn)機(jī)還未試飛的前提下,美空軍就已經(jīng)提出了第六代機(jī)的概念,不得不承認(rèn)美國人的觀念非常超前,引領(lǐng)了隱形戰(zhàn)機(jī)的發(fā)展趨勢和潮流。而在各國軍迷一直認(rèn)為第6代機(jī),仍然還停留在概念上時(shí),美國空軍卻悶聲不響地進(jìn)行了一次飛行試驗(yàn)。《防務(wù)新聞》網(wǎng)站透露,美空軍已經(jīng)秘密設(shè)計(jì)、制造并試飛了至少一架神秘的第六代戰(zhàn)斗機(jī)原型機(jī),這個(gè)消息對于全球軍界來說可謂非常震撼。
眾所周知,在中國和俄羅斯相繼研制出殲-20和T-50戰(zhàn)斗機(jī)之后,美國在第五代戰(zhàn)斗機(jī)上的技術(shù)優(yōu)勢正在迅速消失,我們看到近幾年美國軍方對中國五代機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)研制進(jìn)度的誤判而懊惱不已,為了繼續(xù)保持自己在技術(shù)上的優(yōu)勢地位,美國已經(jīng)開始研制F-X(空軍)和FA-XX(海軍)的第六代戰(zhàn)斗機(jī),如今試飛消息一出,則證實(shí)了美國相關(guān)方面消息,并再次讓世界看到,盡管國內(nèi)疫情與游行爆發(fā),在民生方面亂成一鍋粥,其全球霸主地位有所衰退,但美國軍事科技實(shí)力仍然不容小覷。
與第五代戰(zhàn)斗機(jī)相比,第六代戰(zhàn)斗機(jī)通過第六代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)動(dòng)性以及全翼身融合和大升阻比設(shè)計(jì),使飛機(jī)在各種高度、各種姿態(tài)下的機(jī)動(dòng)性和隱身性都得到了很好的兼顧。如果說五代機(jī)是基于信息系統(tǒng),那么六代機(jī)就是基于互聯(lián)網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)了真正意義上的陸、海、空、天、電、網(wǎng)一體化,實(shí)現(xiàn)了基于物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通互操作。
面對在軍事上如此咄咄逼人的美國,不少網(wǎng)友都會好奇,我們國家是否有相應(yīng)對策呢?中國是世界上部署第五代戰(zhàn)斗機(jī)的少數(shù)國家之一。但對其性能,外界知之甚少。其實(shí),按照我國服役一代、研究一代、預(yù)研一代的原則,中國第六代戰(zhàn)機(jī)應(yīng)當(dāng)是開研的時(shí)候了。據(jù)韓國《中央日報(bào)》報(bào)道,中美俄等世界強(qiáng)國已競相投入第六代戰(zhàn)機(jī)研發(fā)。前不久,中國殲20總設(shè)計(jì)師楊偉在接受媒體采訪時(shí)表示,中國正在開展第六代戰(zhàn)機(jī)研制工作,進(jìn)一步證實(shí)了第六代戰(zhàn)機(jī)正式進(jìn)入預(yù)研階段。
二戰(zhàn)到底哪個(gè)國家飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)好
二戰(zhàn)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域還是英國強(qiáng)一點(diǎn)
二戰(zhàn)早期,航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要是液冷和氣冷兩條路線
液冷路線無疑是英國領(lǐng)先,梅林發(fā)動(dòng)機(jī)的性能無話可說,率先突破2000馬力大關(guān),P51野馬用的發(fā)動(dòng)機(jī)也是英國梅林的美國版
在氣冷式發(fā)動(dòng)機(jī)方面,美國強(qiáng)一些,尤其是雙黃蜂發(fā)動(dòng)機(jī),堪稱氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)里的怪物
后期,開始研發(fā)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)候,是英國走在墻面
美國第一種噴氣飛機(jī)P80用的還是英國的發(fā)動(dòng)機(jī)
世界十大最佳先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī);排行榜叫什么;還有世界各國正在研制的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)叫什么
航空發(fā)動(dòng)機(jī)分很多門類 不好統(tǒng)一比較 我所了解的渦扇T800 小的渦軸mtr390等都很好 國外很多發(fā)動(dòng)機(jī)啊 而且現(xiàn)在的在役與研制很不一樣 如美國現(xiàn)在廣泛裝備的T700系列發(fā)動(dòng)機(jī)代表了現(xiàn)在最先進(jìn)的使用發(fā)動(dòng)機(jī) 但其核心機(jī)僅第四代,美國已經(jīng)研制到第七代核心機(jī)了。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史
活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)期
早期液冷發(fā)動(dòng)機(jī)居主導(dǎo)地位。19世紀(jì)末,在內(nèi)燃機(jī)開始用于汽車的同時(shí),人們即聯(lián)想到把內(nèi)燃機(jī)用到飛機(jī)上去作為飛機(jī)飛行的動(dòng)力源,并著手這方面的試驗(yàn)。
1903年,美國萊特兄弟把一臺4缸、水平直列式水冷發(fā)動(dòng)機(jī)改裝之后,成功地用到他們的飛行者一號飛機(jī)上進(jìn)行飛行試驗(yàn)。這臺發(fā)動(dòng)機(jī)只發(fā)出8.95 kW的功率,重量卻有81 kg,功重比為0.11kW/daN。發(fā)動(dòng)機(jī)通過兩根自行車上那樣的鏈條,帶動(dòng)兩個(gè)直徑為2.6m的木制螺旋槳。首次飛行的留空時(shí)間只有12s,飛行距離為36.6m。但它是人類歷史上第一次有動(dòng)力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定、可操作的重于空氣飛行器的成功飛行。
在飛機(jī)用于戰(zhàn)爭目的的推動(dòng)下,航空特別是在歐洲開始蓬勃發(fā)展,法國在當(dāng)時(shí)處于領(lǐng)先地位。美國雖然發(fā)明了動(dòng)力飛機(jī)并且制造了第一架軍用飛機(jī),但在參戰(zhàn)時(shí)連一架可用的新式飛機(jī)都沒有。在前線的美國航空中隊(duì)的6287架飛機(jī)中有4791架是法國飛機(jī),如裝備伊斯潘諾-西扎V型液冷發(fā)動(dòng)機(jī)的斯佩德戰(zhàn)斗機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的功率已達(dá)130~220kW, 推重比為0.7kW/daN左右。飛機(jī)速度超過200km/h,升限6650m。
當(dāng)時(shí),飛機(jī)的飛行速度還比較小,氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻困難。為了冷卻,發(fā)動(dòng)機(jī)裸露在外,阻力又較大。因此,大多數(shù)飛機(jī)特別是戰(zhàn)斗機(jī)采用的是液冷式發(fā)動(dòng)機(jī)。期間,1908年由法國塞甘兄弟發(fā)明旋轉(zhuǎn)汽缸氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)曾風(fēng)行一時(shí)。這種曲軸固定而汽缸旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)終因功率的增大受到限制,在固定汽缸的氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻問題解決之后退出了歷史舞臺。
在兩次世界大戰(zhàn)之間,在活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域出現(xiàn)幾項(xiàng)重要的發(fā)明:發(fā)動(dòng)機(jī)整流罩既減小了飛機(jī)阻力,又解決了氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻困難問題,甚至可以的設(shè)計(jì)兩排或四排汽缸的發(fā)動(dòng)機(jī),為增加功率創(chuàng)造了條件;廢氣渦輪增壓器提高了高空條件下的進(jìn)氣壓力,改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的高空性能;變距螺旋槳可增加螺旋槳的效率和發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出;內(nèi)充金屬鈉的冷卻排氣門解決了排氣門的過熱問題;向汽缸內(nèi)噴水和甲醇的混合液可在短時(shí)內(nèi)增加功率三分之一;高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性,使汽缸內(nèi)燃燒前壓力由2~3逐步增加到5~6,甚至8~9,既提高了升功率,又降低了耗油率。
從20世紀(jì)20年代中期開始,氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展迅速,但液冷發(fā)動(dòng)機(jī)仍有一席之地在此期間,在整流罩解決了阻力和冷卻問題后,氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)由于有剛性大,重量輕,可靠性、維修性和生存性好,功率增長潛力大等優(yōu)點(diǎn)而得到迅速發(fā)展,并開始在大型轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)和對地攻擊機(jī)上取代液冷發(fā)動(dòng)機(jī)。在20世紀(jì)20年代中期,美國萊特公司和普·惠公司先后發(fā)展出單排的旋風(fēng)和颶風(fēng)以及黃蜂和大黃蜂發(fā)動(dòng)機(jī),最大功率超過400kW,功重比超過1kW/daN。到第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時(shí),由于雙排氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制成功,發(fā)動(dòng)機(jī)功率已提高到600~820kW。此時(shí),螺旋槳戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度已超過500km/h,飛行高度達(dá)10000m。
在第二次世紀(jì)大戰(zhàn)期間,氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)向大功率方向發(fā)展。其中比較著名的有普·惠公司的雙排雙黃蜂((R-2800)和四排巨黃蜂(R-4360)。前者在1939年7月1日定型,開始時(shí)功率為1230kW, 共發(fā)展出5個(gè)系列幾十個(gè)改型,最后功率達(dá)到2088kW,用于大量的軍民用飛機(jī)和直升機(jī)。單單為P-47戰(zhàn)斗機(jī)就生產(chǎn)了24000臺R-2800發(fā)動(dòng)機(jī),其中P-47 J的最大速度達(dá)805km/h。雖然有爭議,但據(jù)說這是第二次世界大戰(zhàn)中飛得最快的戰(zhàn)斗機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)在航空史上占有特殊的地位。在航空博物館或航空展覽會上,R-2800總是放置在中央位置。甚至有的航空史書上說,如果沒有R-2800發(fā)動(dòng)機(jī),在第二次世界大戰(zhàn)中盟國的取勝要困難得多。后者有四排28個(gè)汽缸,排量為71.5L,功率為2200~3000kW, 是世界上功率最大的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),用于一些大型轟炸機(jī)和運(yùn)輸機(jī)。1941年,圍繞六臺R-4360發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的B-36轟炸機(jī)是少數(shù)推進(jìn)式飛機(jī)之一,但未投入使用。
萊特公司的R-2600和R-3350發(fā)動(dòng)機(jī)也是很有名的雙排氣冷星型發(fā)動(dòng)機(jī)。前者在1939推出,功率為1120kW,用于第一架載買票旅客飛越大西洋的波音公司快帆314型四發(fā)水上飛機(jī)以及一些較小的魚雷機(jī)、轟炸機(jī)和攻擊機(jī)。后者在1941年投入使用,開始時(shí)功率為2088kW,主要用于著名的B-29空中堡壘戰(zhàn)略轟炸機(jī)。R-3350在戰(zhàn)后發(fā)展出一種重要改型--渦輪組合發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣驅(qū)動(dòng)三個(gè)沿周向均布的廢氣渦輪,每個(gè)渦輪在最大狀態(tài)下可發(fā)出150kW的功率。這樣,R-3350的功率提高到2535kW,耗油率低達(dá)0.23kg/(kW·h)。1946年9月,裝兩臺R-3350渦輪組合發(fā)動(dòng)機(jī)的P2V1海王星飛機(jī)創(chuàng)造了18090km的空中不加油的飛行距離世界紀(jì)錄。液冷發(fā)動(dòng)機(jī)與氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)之間的競爭在第二次世界大戰(zhàn)中仍在繼續(xù)。液冷發(fā)動(dòng)機(jī)雖然有許多缺點(diǎn),但它的迎風(fēng)面積小,對高速戰(zhàn)斗機(jī)特別有利。而且,戰(zhàn)斗機(jī)的飛行高度高,受地面火力的威脅小,液冷發(fā)動(dòng)機(jī)易損的弱點(diǎn)不突出。所以,它在許多戰(zhàn)斗機(jī)上得到應(yīng)用。例如,美國在這次大戰(zhàn)中生產(chǎn)量最大的5種戰(zhàn)斗機(jī)中有4種采用液冷發(fā)動(dòng)機(jī)。其中,值得一提的是英國羅-羅公司的梅林發(fā)動(dòng)機(jī)。它在1935年11月在颶風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)上首次飛行時(shí),功率達(dá)到708kW;1936年在噴火戰(zhàn)斗機(jī)上飛行時(shí),功率提高到783kW。
這兩種飛機(jī)都是第二次世界大戰(zhàn)期間有名的戰(zhàn)斗機(jī),速度分別達(dá)到624km/h和750km/h。梅林發(fā)動(dòng)機(jī)的功率在戰(zhàn)爭末期達(dá)到1238kW,甚至創(chuàng)造過1491kW的紀(jì)錄。美國派克公司按專利生產(chǎn)了梅林發(fā)動(dòng)機(jī),用于改裝P-51野馬戰(zhàn)斗機(jī),使一種平常的飛機(jī)變成戰(zhàn)時(shí)最優(yōu)秀的戰(zhàn)斗機(jī)。野馬戰(zhàn)斗機(jī)采用一種不常見的五葉螺旋槳,安裝梅林發(fā)動(dòng)機(jī)后,最大速度達(dá)到760km/h,飛行高度為15000m。除具有當(dāng)時(shí)最快的速度外,野馬戰(zhàn)斗機(jī)的另一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)是有驚人的遠(yuǎn)航能力,它可以把盟軍的轟炸機(jī)一直護(hù)送到柏林。到戰(zhàn)爭結(jié)束時(shí),野馬戰(zhàn)斗機(jī)在空戰(zhàn)中共擊落敵機(jī)4950架,居歐洲戰(zhàn)場的首位。而在遠(yuǎn)東和太平洋戰(zhàn)場上,則是由于裝備了氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)的F6F地獄貓戰(zhàn)斗機(jī)的參戰(zhàn),才結(jié)束了日本零式戰(zhàn)斗機(jī)的霸主地位。航空史學(xué)界把野馬飛機(jī)看作螺旋槳戰(zhàn)斗機(jī)的頂峰之作。
在第二次世界大戰(zhàn)開始之后和戰(zhàn)后的最主要的技術(shù)進(jìn)展有直接注油、渦輪組合發(fā)動(dòng)機(jī)和低壓點(diǎn)火。
在兩次世界大戰(zhàn)的推動(dòng)下,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提高很快,單機(jī)功率從不到10 kW增加到2500 kW左右,功率重量比從0.11 kW/daN 提高到1.5 kW/daN左右,升功率從每升排量幾千瓦增加到四五十千瓦,耗油率從約0.50 kg/(kW·h)降低到0.23~0.27 kg/(kW·h)。翻修壽命從幾十小時(shí)延長到2000~3000h。到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束時(shí),活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟,以它為動(dòng)力的螺旋槳飛機(jī)的飛行速度從16km/h提高到近800 km/h,飛行高度達(dá)到15000 m。可以說,活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)達(dá)到其發(fā)展的頂峰。
噴氣時(shí)代的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)
在第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,由于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明而開創(chuàng)了噴氣時(shí)代,活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)逐步退出主要航空領(lǐng)域,但功率小于370 kW的水平對缸活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)仍廣泛應(yīng)用在輕型低速飛機(jī)和直升機(jī)上,如行政機(jī)、農(nóng)林機(jī)、勘探機(jī)、體育運(yùn)動(dòng)機(jī)、私人飛機(jī)和各種無人機(jī),旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)在無人機(jī)上嶄露頭角,而且美國NASA還正在發(fā)展用航空煤油的新型二沖程柴油機(jī)供下一代小型通用飛機(jī)使用。
美國NASA已經(jīng)實(shí)施了一項(xiàng)通用航空推進(jìn)計(jì)劃,為未來安全舒適、操作簡便和價(jià)格低廉的通用輕型飛機(jī)提供動(dòng)力技術(shù)。這種輕型飛機(jī)大致是4~6座的,飛行速度在365 km/h左右。一個(gè)方案是用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),用它的飛機(jī)稍大,有6個(gè)座位,速度偏高。另一個(gè)方案是用狄塞爾循環(huán)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),用它的飛機(jī)有4個(gè)座位,速度偏低。對發(fā)動(dòng)機(jī)的要求為: 功率為150 kW; 耗油率0.22 kg/(kW·h); 滿足未來的排放要求; 制造和維修成本降低一半。到2000年,該計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)行了500h以上的發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn),功率達(dá)到130 kW,耗油率0.23 kg/(kW·h)。
燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)期
第二個(gè)時(shí)期從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束至今。60年來,航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)取代了活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),開創(chuàng)了噴氣時(shí)代,居航空動(dòng)力的主導(dǎo)地位。在技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下(見表1),渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)、槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)在不同時(shí)期在不同的飛行領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著各自的作用,使航空器性能跨上一個(gè)又一個(gè)新的臺階。
渦噴/渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)
英國的惠特爾和德國的奧海因分別在1937年7月14日和1937年9月研制成功離心式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)WU和HeS3B。前者推力為530daN,但1941年5月15日首次試飛的格羅斯特公司E28/39飛機(jī)裝的是其改進(jìn)型W1B,推力為540daN,推重比2.20。后者推力為490daN,推重比1.38,于1939年8月27日率先裝在亨克爾公司的He-178飛機(jī)上試飛成功。這是世界上第一架試飛成功的噴氣式飛機(jī),開創(chuàng)了噴氣推進(jìn)新時(shí)代和航空事業(yè)的新紀(jì)元。
世界上第一臺實(shí)用的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是德國的尤莫-004,1940年10月開始臺架試車,1941年12月推力達(dá)到980daN,1942年7月18日裝在梅塞施米特Me-262飛機(jī)上試飛成功。自1944年9月至1945年5月,Me-262共擊落盟軍飛機(jī)613架,自己損失200架(包括非戰(zhàn)斗損失)。英國的第一種實(shí)用渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是1943年4月羅·羅公司推出的威蘭德,推力為755daN,推重比2.0。該發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)年投入生產(chǎn)后即裝備流星戰(zhàn)斗機(jī),于1944年5月交給英國空軍使用。該機(jī)曾在英吉利海峽上空成功地?cái)r截了德國的V-1導(dǎo)彈。
戰(zhàn)后,美、蘇、法通過買專利,或借助從德國取得的資料和人員,陸續(xù)發(fā)展了本國第一代渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。其中,美國通用電氣公司的J47軸流式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)和蘇聯(lián)克里莫夫設(shè)計(jì)局的RD-45離心式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的推力都在2650daN左右,推重比為2~3,它們分別在1949年和1948年裝在F-86和米格-15戰(zhàn)斗機(jī)上服役。這兩種飛機(jī)在朝鮮戰(zhàn)爭期間展開了你死我活的空戰(zhàn)。 20世紀(jì)50年代初,加力燃燒室的采用使發(fā)動(dòng)機(jī)在短時(shí)間內(nèi)能夠大幅度提高推力,為飛機(jī)突破聲障提供足夠的推力。典型的發(fā)動(dòng)機(jī)有美國的J57和蘇聯(lián)的RD-9B,它們的加力推力分別為7000daN和3250daN,推重比各為3.5和4.5。它們分別裝在超聲速的單發(fā)F-100和雙發(fā)米格-19戰(zhàn)斗機(jī)上。
在50年代末和60年代初,各國研制了適合M2以上飛機(jī)的一批渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),如J79、J75、埃汶、奧林帕斯、阿塔9C、R-11和R-13,推重比已達(dá)5~6。在60年代中期還發(fā)展出用于M3一級飛機(jī)的J58和R-31渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。到70年代初,用于協(xié)和超聲速客機(jī)的奧林帕斯593渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)定型,最大推力達(dá)到17000daN。從此再沒有重要的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)問世。
渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展源于第二次世界大戰(zhàn)。世界上第一臺運(yùn)轉(zhuǎn)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)是德國戴姆勒-奔馳研制的DB670(或109-007),于1943年4月在實(shí)驗(yàn)臺上達(dá)到840千克推力,但因技術(shù)困難及戰(zhàn)爭原因沒能獲得進(jìn)一步發(fā)展。世界上第一種批量生產(chǎn)的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是1959年定型的英國康維,推力為5730daN,用于VC-10、DC-8和波音707客機(jī)。涵道比有0.3和0.6兩種,耗油率比同時(shí)期的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)低10%~20%。1960年,美國在JT3C渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上改型研制成功JT3D渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),推力超過7700daN,涵道比1.4,用于波音707和DC-8客機(jī)以及軍用運(yùn)輸機(jī)。
以后,渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)向低涵道比的軍用加力發(fā)動(dòng)機(jī)和高涵道比的民用發(fā)動(dòng)機(jī)的兩個(gè)方向發(fā)展。在低涵道比軍用加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)方面,20世紀(jì)60年代,英、美在民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上研制出斯貝-MK202和TF30,分別用于英國購買的鬼怪F-4M/K戰(zhàn)斗機(jī)和美國的F111(后又用于F-14戰(zhàn)斗機(jī))。它們的推重比與同時(shí)期的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)差不多,但中間耗油率低,使飛機(jī)航程大大增加。在70~80年代,各國研制出推重比8一級的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),如美國的F!00、F404、F110,西歐三國的RB199,前蘇聯(lián)的RD-33和AL-31F。它們裝備在一線的第三代戰(zhàn)斗機(jī),如F-15、F-16、F-18、狂風(fēng)、米格-29和蘇-27。推重比10一級的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)已研制成功,即將投入服役。它們包括美國的F-22/F119、西歐的EFA2000/EJ200和法國的陣風(fēng)/M88。其中,F(xiàn)-22/F119具有第四代戰(zhàn)斗機(jī)代表性特征--超聲速巡航、短距起落、超機(jī)動(dòng)性和隱身能力。超聲速垂直起飛短距著陸的JSF動(dòng)力裝置F136正在研制之中,預(yù)計(jì)將于2010~2012年投入服役。
自20世紀(jì)70年代第一代推力在20000daN以上的高涵道比(4~6)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)投入使用以來,開創(chuàng)了大型寬體客機(jī)的新時(shí)代。后來,又發(fā)展出推力小于20000daN的不同推力級的高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),廣泛用于各種干線和支線客機(jī)。10000~15000daN推力級的CFM56系列已生產(chǎn)13000多臺,并創(chuàng)造了機(jī)上壽命超過30000h的記錄。民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)依然投入使用以來,已使巡航耗油率降低一半,噪聲下降20dB, CO、UHC、NOX分別減少70%、90%、45%。90年代中期裝備波音777投入使用的第二代高涵道比(6~9)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力超過35000daN。其中,通用電氣公司GE90-115B在2003年2月創(chuàng)造了56900daN的發(fā)動(dòng)機(jī)推力世界紀(jì)錄。普·惠公司正在研制新一代渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)PW8000,這種齒輪傳動(dòng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),推力為11 000~16 000daN,涵道比11,耗油率下降9%。
渦槳/渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)
第一臺渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)為匈牙利于1937年設(shè)計(jì)、1940年試運(yùn)轉(zhuǎn)的 Jendrassik Cs-1。該機(jī)原計(jì)劃用于本國Varga RMI-1 X/H型雙引擎?zhèn)刹?轟炸機(jī)但該機(jī)項(xiàng)目被取消。1942年,英國開始研制本國第一臺渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)羅爾斯-羅伊斯 RB.50 Trent。該機(jī)于1944年6月首次運(yùn)轉(zhuǎn),經(jīng)過633小時(shí)試車后于1945年9月20日安裝在一臺格羅斯特“流星”戰(zhàn)斗機(jī)上,并做了298小時(shí)飛行實(shí)驗(yàn)。以后,英國、美國和前蘇聯(lián)陸續(xù)研制出多種渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),如達(dá)特、T56、AI-20和AI-24。這些渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油率低,起飛推力大,裝備了一些重要的運(yùn)輸機(jī)和轟炸機(jī)。美國在1956年服役的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)T56/501,裝于C-130運(yùn)輸機(jī)、P3-C偵察機(jī)和E-2C預(yù)警機(jī)。它的功率范圍為2580~4414 kW ,有多個(gè)軍民用系列,已生產(chǎn)了17000多臺,出口到50多個(gè)國家和地區(qū),是世界上生產(chǎn)數(shù)量最多的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)之一,至今還在生產(chǎn)。前蘇聯(lián)的HK-12M的最達(dá)功率達(dá)11000kW,用于圖-95熊式轟炸機(jī)、安-22軍用運(yùn)輸機(jī)和圖-114民用運(yùn)輸機(jī)。終因螺旋槳在吸收功率、尺寸和飛行速度方面的限制,在大型飛機(jī)上渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)逐步被渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)所取代,但在中小型運(yùn)輸機(jī)和通用飛機(jī)上仍有一席之地。其中加拿大普·惠公司的PT6A發(fā)動(dòng)機(jī)是典型代表,40年來,這個(gè)功率范圍為350~1100kW的發(fā)動(dòng)機(jī)系列已發(fā)展出30多個(gè)改型,用于144個(gè)國家的近百種飛機(jī),共生產(chǎn)了30000多臺。美國在90年代在T56和T406的基礎(chǔ)上研制出新一代高速支線飛機(jī)用的AE2100是當(dāng)前最先進(jìn)的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),功率范圍為2983~5966 kW,其起飛耗油率特低,為0.249 kg/(kW·h)。
在20世紀(jì)80年代后期,掀起了一陣性能上介于渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)和渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)之間的槳扇發(fā)動(dòng)機(jī)熱。一些著名的發(fā)動(dòng)機(jī)公司都在不同程度上進(jìn)行了預(yù)計(jì)和試驗(yàn),其中通用電氣公司的無涵道風(fēng)扇(UDF)GE36曾進(jìn)行了飛行試驗(yàn)。
從1950年法國透博梅卡公司研制出206 kW的阿都斯特Ⅰ型渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)并裝備美國的S52-5直升機(jī)上首飛成功以后,渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)在直升機(jī)領(lǐng)域逐步取代活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)而成為最主要的動(dòng)力形式。半個(gè)世紀(jì)以來,渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)已成功低發(fā)展出四代,功重比已從2kW/daN提高到6.8~7.1 kW/daN。第三代渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)是20世紀(jì)70年代設(shè)計(jì),80年代投產(chǎn)的產(chǎn)品。主要代表機(jī)型有馬基拉、T700-GE-701A和TV3-117VM,裝備AS322超美洲豹、UH-60A、AH-64A、米-24和卡-52。第四代渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)是20世紀(jì)80年代末90年代初開始研制的新一代發(fā)動(dòng)機(jī),代表機(jī)型有英、法聯(lián)合研制的RTM322、美國的T800-LHT-800、德法英聯(lián)合研制的MTR390和俄羅斯的TVD1500,用于NH-90、EH-101、WAH-64、RAH-66科曼奇、PAH-2/HAP/HAC虎和卡-52。世界上最大的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)是烏克蘭的D-136,起飛功率為7500 kW,裝兩臺發(fā)動(dòng)機(jī)的米-26直升機(jī)可運(yùn)載20 t的貨物。以T406渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)V-22突破常規(guī)旋翼機(jī)400 km/h的飛行速度上限,一下子提高到638 km/h。
航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)問世以后的60年來在技術(shù)上取得的重大進(jìn)步可用下列數(shù)字表明:
服役的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)推重比從2提高到7~9,已經(jīng)定型并即將投入使用的達(dá)9~10。民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的最大推力已超過50000 daN,巡航耗油率從50年代渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)1.0 kg/(daN·h)下降到0.55 kg/(daN·h), 噪聲已下降20dB,CO、UHC和NOx分別下降70%、90%和45%。
服役的直升機(jī)用渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的功重比從2kW/daN提高到4.6~6.1 kW/daN,已經(jīng)定型并即將投入使用的達(dá)6.8~7.1 kW/daN。
發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性和耐久性倍增,軍用發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車率一般為0.2~0.4/1 000發(fā)動(dòng)機(jī)飛行小時(shí),民用發(fā)動(dòng)機(jī)為0.002~0.02/1 000發(fā)動(dòng)機(jī)飛行小時(shí)。戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)定型要求通過4300~6000TAC循環(huán)試驗(yàn),相當(dāng)于平時(shí)使用10多年,熱端零件壽命達(dá)到2 000h;民用發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件壽命,為7000~10000 h,整機(jī)的機(jī)上壽命達(dá)到15000~20 000 h,也相當(dāng)使用10年左右。
總之,航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟,為各種航空器的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn),其中包M3一級的戰(zhàn)斗/偵察機(jī),具有超聲速巡航、隱身、短距起落和超機(jī)動(dòng)能力的戰(zhàn)斗機(jī)、亞聲速垂直起落戰(zhàn)斗機(jī)、滿足180min 雙發(fā)干線客機(jī)延長航程(ETOPS)要求的寬體客機(jī)、有效載重大20t的巨型直升機(jī)和速度超過600km/h的傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)。同時(shí),還為各種航空改型輕型地面燃?xì)廨啓C(jī)打下基礎(chǔ)。
二戰(zhàn)德國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是不是不如英美?
二戰(zhàn)時(shí)期,戰(zhàn)機(jī)都是使用螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī),噴氣式還沒有正式裝備部隊(duì),德國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),與英美蘇各國是相當(dāng)?shù)模l也沒有太多優(yōu)勢。
落后美國整整30年,中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)還能發(fā)展起來嗎??
進(jìn)入到21世紀(jì)以來,我國航天航空事業(yè)和世界航天航空事業(yè)的發(fā)展對于大型運(yùn)載火箭的需求量都是非常高的。而現(xiàn)有的運(yùn)載火箭的技術(shù)卻已經(jīng)跟不上市場的發(fā)展了。所以這也導(dǎo)致著各國都在加緊的研制最新型的技術(shù),以便于更好的去發(fā)展航天事業(yè)。
長征五號系列運(yùn)載火箭是中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院研制的新一代運(yùn)載火箭中芯直徑為五米的火箭系列,對中國航天航空業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步有著很重要的作用。不過,中國的運(yùn)載火箭其實(shí)發(fā)展的是非常困難,甚至可以用艱辛二字來形容。
其實(shí)關(guān)于這一點(diǎn),想必大家也都是非常清楚的,畢竟中國的發(fā)展時(shí)間比較短,這導(dǎo)致著我國初期在很多領(lǐng)域上都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外的,特別是在航天航空等一系列的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域,甚至如今我國的一些專業(yè)領(lǐng)域的核心技術(shù)都是利用外國的。但這也都是無奈之舉。
長征五號的運(yùn)載系統(tǒng)也是充滿著波折的。長征五號的航天發(fā)動(dòng)機(jī)遇到了很多的問題。芯一集液氧發(fā)動(dòng)機(jī)一級分支渦輪排氣裝置在復(fù)雜力熱環(huán)境下。局部結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生一場,這導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的推力在瞬間就會出現(xiàn)大幅度下降的情況,極大地危害了太空探索器的發(fā)射。
當(dāng)然,這也只是曾經(jīng)長征五號航天發(fā)動(dòng)機(jī)遇到的一些問題,如今我國的航天人員已經(jīng)對其進(jìn)行了最及時(shí)的改進(jìn),問題別被很好的解決了,除了航天發(fā)動(dòng)機(jī)之外,航空發(fā)動(dòng)機(jī)也是重中之重,甚至可以說,如今我國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國整整30年的。
可是明明在太空探索領(lǐng)域,中國取得都曾遭受如此的矚目,讓各國所羨慕。卻在一個(gè)小小的航空發(fā)動(dòng)機(jī)上難倒了中國,以至于落后于美國整整30年的時(shí)間呢?
航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械,也是為航空器提供飛行所需要?jiǎng)恿Φ陌l(fā)動(dòng)機(jī),是飛機(jī)的心臟,是公認(rèn)的工業(yè)之花?;蛘呤澜缟夏軌颡?dú)立研制高性能的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的國家,也只有美,俄,英,法等少數(shù)幾個(gè)國家,這也表明航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)門檻是非常高的。
我國近些年來的發(fā)展確實(shí)是可以用面面俱到來形容,但也并不可能完全的兼顧,特別是在最頂端的航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。而作為中國人的我們,也不能夠被如今中國的強(qiáng)大所養(yǎng)成一種孤傲的心態(tài),畢竟單單只是航空發(fā)動(dòng)機(jī),我國就無法能夠達(dá)到美,俄,英,法的高度,又怎能盲目的狂妄自大呢?
我國的軍用戰(zhàn)機(jī)雖然目前是走在世界前列的,甚至我國的殲20五代機(jī)已經(jīng)領(lǐng)先了俄羅斯等老牌的航空大國,與美國的f22也不相上下。但是殲二零的重大缺陷也非常的明顯,也就是發(fā)動(dòng)機(jī)的問題。之前,我國殲20一直使用的是俄制的al31發(fā)動(dòng)機(jī)。不過近幾年我國的殲20裝備了渦扇十。
渦扇十是由我國航空研究所606所研制,是國產(chǎn)大型軍用航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)不僅是我國第一臺大力渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),并且也是中國首個(gè)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能,大推力,加立式渦輪噴射發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)束了中國先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的空白,對于我國航空路的意義和重要性不言而喻。
當(dāng)然,雖然中國渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)在中國的地位非常高,也是中國目前唯一一款能夠拿得出手的發(fā)動(dòng)機(jī)(中科院耗費(fèi)十年,耗資兩億多)。可是依舊和西方的發(fā)動(dòng)機(jī)有著非常本質(zhì)性的差距。比如說渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力只有一噸,并且整體的技術(shù)已經(jīng)被美俄淘汰。
美國的發(fā)動(dòng)機(jī)目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)20噸的推力了。很顯然,這絕對是中國無法到達(dá)的高度,至少目前為止中國是做不到的。如果將世界各國的發(fā)動(dòng)機(jī)列3個(gè)等級,那么,中國可能處在最末位的第三等級。但大家也不必太過妄自菲薄,因?yàn)橹袊軌虬l(fā)展成如今的模樣也已經(jīng)是非常不容易的,畢竟從0到1,其中的辛苦是需要體諒的。
既然中國能夠用十年的時(shí)間,就制作出世界第三等級的航空發(fā)動(dòng)機(jī),那么這也就代表著中國或許可以再用十年的時(shí)間,發(fā)展出技術(shù)難度更高的發(fā)動(dòng)機(jī),并且在如今我國科學(xué)技術(shù)力量發(fā)展如此的快速之下,或許十年也并不需要。而作為中國人的我們也應(yīng)該要對此抱有信心,不是嗎?
關(guān)于《各國航空發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比》的介紹到此就結(jié)束了。