【簡介:】本篇文章給大家談?wù)劇秂j200航空發(fā)動機(jī)水平》對應(yīng)的知識點(diǎn),希望對各位有所幫助。本文目錄一覽:
1、航空發(fā)動機(jī)被稱為研發(fā)制造難度最大的現(xiàn)代工業(yè)造物,這么難造嗎?
2、世界上最
本篇文章給大家談?wù)劇秂j200航空發(fā)動機(jī)水平》對應(yīng)的知識點(diǎn),希望對各位有所幫助。
本文目錄一覽:
- 1、航空發(fā)動機(jī)被稱為研發(fā)制造難度最大的現(xiàn)代工業(yè)造物,這么難造嗎?
- 2、世界上最著名的航空發(fā)動機(jī)
- 3、EJ200的推力沒有AL31大 為什么都說比AL31好?
- 4、對戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)來說 推比重要還是推力更重要?EJ200比M88先進(jìn)在那里?
航空發(fā)動機(jī)被稱為研發(fā)制造難度最大的現(xiàn)代工業(yè)造物,這么難造嗎?
航空發(fā)動機(jī)(尤其是軍用)要在非常有限的體積內(nèi)追求極致的性能,需要更尖端的材料和更精細(xì)的設(shè)計,材料能滿足幾百至幾千小時的穩(wěn)定工作就可以了。三轉(zhuǎn)子(三軸)發(fā)動機(jī)的是英國羅爾斯·羅伊斯,比如羅羅以前的RB211系列和目前的瑞達(dá)系列。
法國沒有能力搞先進(jìn)航空發(fā)動機(jī),目前有能力搞先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的只有兩個國家三個公司,即英國的羅羅,美國的GE和普惠,效率,推力和涵道比,增壓比,渦輪前溫度都有匹配關(guān)系。渦輪前溫度越高,匹配的總增壓比會提高,民用大涵道比發(fā)動機(jī)涵道比盡量增大,匹配的風(fēng)扇亞比會降低,軍用小涵道比是盡量提高渦輪前溫度,它的要求和民用不同。感覺已經(jīng)到了現(xiàn)有常用材料的瓶頸了,鎳基合金承載溫度從700升到1000℃提升的比較快,到1100℃再往上就很難了。1400℃是鎳基合金的熔點(diǎn)范圍,現(xiàn)在已經(jīng)0.8Tm了,更高的溫度只能指望陶瓷葉片或復(fù)合材料葉片了。
現(xiàn)在的航空發(fā)動機(jī)有離心式和軸流式
地面燃?xì)廨啓C(jī)希望實(shí)現(xiàn)高效率、低成本、耐久性和長時可靠性(溫度相對低一點(diǎn),要求材料在更長時間的(10萬小時級)穩(wěn)定運(yùn)行),對體積要求相對低一點(diǎn)。地面燃?xì)廨啓C(jī)工況相對穩(wěn)定(比如電站),材料能使用更長的時間;而航發(fā)工況更復(fù)雜(起飛、爬升、巡航、劇烈機(jī)動)導(dǎo)致材料失效更快。這兩個領(lǐng)域要做好的話,都需要幾十年的持續(xù)投入和積累。如果德國和日本要搞先進(jìn)航發(fā)的話,不少東西也是得從頭開始。戰(zhàn)后德國的人才流失嚴(yán)重,國防工業(yè)也被壓制。此外也存在需求不足的因素。畢竟歐洲要直面蘇聯(lián)的壓力,MD在歐洲防務(wù)是很上心的,歐洲人只要想要,總能從美國人那里搞到配備先進(jìn)航發(fā)的戰(zhàn)斗機(jī)。德國雖然在燃機(jī)領(lǐng)域頗有建樹,但是航發(fā)和燃機(jī)的差異還是很大的,沒有足夠的驅(qū)動力,幾大巨頭們也不愿走這條無止境燒錢的路。
MTU利用自己在燃機(jī)領(lǐng)域積累的雄厚實(shí)力,參加了不少航發(fā)的國際合作,大多負(fù)責(zé)壓氣機(jī)和低壓渦輪部分;核心機(jī)一般都是交給美英的合作中完成,這也算是術(shù)業(yè)有專攻吧。臺風(fēng)配備的EJ200好像也是RR負(fù)責(zé)核心機(jī),德國人搞壓氣機(jī)??湛偷暮桨l(fā)都是固定的幾家采購,RR(trent系列)、GE和PW(GP系列)或者一些合作成立的公司(像IAE的V2500),德國可能還是以參與為主。自然科學(xué),和工業(yè)是可以積累一步一步往前走,所謂后人站在巨人肩膀上。接下來二流的人才從事商業(yè)貿(mào)易,三流的進(jìn)了IT行業(yè)。那搞技術(shù)的,認(rèn)清形勢以后還能堅持的就只有四流的了。最后的最后,把科研落實(shí)到生產(chǎn)的現(xiàn)場工人,他們是被很多人看不起的,航發(fā)卻要通過他們的雙手生產(chǎn),組裝,調(diào)試。
這長圖片更直觀
我個人認(rèn)為航發(fā)追求的是極端惡劣條件下(高溫高壓高應(yīng)力)保證長期的、穩(wěn)定的、極端的性能。這個高溫就難倒了很多領(lǐng)域:半導(dǎo)體工業(yè)有很多技術(shù)難點(diǎn),但是常溫或100~200℃左右的問題起碼可以通過各種常見設(shè)備(SEM,TEM,F(xiàn)IB,3DAP等等)進(jìn)行研究,實(shí)驗(yàn)方法也是成熟的,即使是原位研究是可能的。而在航發(fā)中,如高速(甚至是超音速)氣流中的燃燒問題、材料在極高溫度下(1000℃)的蠕變以及相變過程的原位研究等就是用現(xiàn)有手段難以實(shí)現(xiàn)的。
對物理過程的認(rèn)識和工程方面的實(shí)踐都存在巨大困難的前提下,還要不斷推進(jìn)技術(shù)前沿,我認(rèn)為是能稱得上最難。準(zhǔn)確來說是風(fēng)扇帶動的外涵氣流產(chǎn)生了超過整機(jī)80%以上的推力,單個葉片上的氣動載荷超過2噸,而工作時的離心載荷更是達(dá)到13噸以上,而GE90-115B的復(fù)合材料+鈦合金包邊葉片更是作為工藝品在博物館展出(具體哪個博物館想不起名字了),而作為GE90的后輩GEnx將風(fēng)扇葉片減少至19片,其單片葉片所承受的氣動載荷更大(具體數(shù)值沒有查過)。
馬赫數(shù)較低的階段,渦扇發(fā)動機(jī)效率高
渦輪其實(shí)是個能量轉(zhuǎn)換的部件,就像水輪機(jī)的渦淪把水流的勢能轉(zhuǎn)換為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的動能再來發(fā)電。航發(fā)渦輪是把燃油燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為渦輪旋轉(zhuǎn)的動能,繼而帶動風(fēng)扇和壓氣機(jī)產(chǎn)生推力。渦輪溫度越低,燃油的熱能散失的越多,轉(zhuǎn)化效率越低,所以這是沒辦法的事情。合金葉片對高溫的承載能力有限,可不可以換種思路,將材料的研究著力于耐高溫涂料上,高溫涂料經(jīng)過特殊的工藝處理能達(dá)到很好的效果,可以減少對金屬材料的依賴,轉(zhuǎn)而在涂料材料上去的巨大突破。目前來看,未來可能的替代材料是陶瓷基復(fù)合材料(CMC),它的溫度能比金屬高很多,甚至不需要涂層,但是還有很多問題需要解決。據(jù)說GE搞過實(shí)驗(yàn),結(jié)果我還不了解。這應(yīng)該還是很有希望的一條路。
發(fā)動機(jī)材料不是任何東西都離不開鐵,而是鐵作為雜質(zhì)不太好完全消除,而且現(xiàn)在國內(nèi)的鎳基高溫合金國軍標(biāo)鐵含量也已經(jīng)可以降低到0.05%,實(shí)際產(chǎn)品鐵含量更低。而且也不是所有的鎳基高溫合金都不含鐵,比如發(fā)動機(jī)中用量最大的IN718合金,是含有18%的鐵,因?yàn)殍F便宜。還有,發(fā)動機(jī)材料選用鎳基而不是鐵基最主要的原因并不是鐵的蠕變溫度問題,而是因?yàn)殍F會發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變,鎳則不會。此外,鈷基材料是更好的高溫結(jié)構(gòu)材料,但鈷價格太昂貴,所以綜合來說鎳基材料是最優(yōu)的。航空發(fā)動機(jī)為了進(jìn)氣順暢,是沒有致密濾網(wǎng)這種東西的,最多在入口安裝慣性或者離心分離器。只有地面裝備的燃?xì)廨啓C(jī)如M1 Abrams裝備的AGT1500燃?xì)廨啓C(jī),出于使用環(huán)境需要,才會加裝濾網(wǎng),不過M1每次大修發(fā)動機(jī)時,會發(fā)現(xiàn)許多壓氣機(jī)葉片都被沒過濾干凈的沙粒打出凹坑或者邊緣受損。
早期的風(fēng)扇是窄弦風(fēng)扇,由實(shí)心鈦合金鍛造而成
俄羅斯(前蘇聯(lián))很擅長利用系統(tǒng)工程理論,將一個個不夠先進(jìn)的零部件整個成為整體性能突出的產(chǎn)品,最典型的莫過于前蘇聯(lián)米格25殲擊機(jī)。和歐美同類軍工產(chǎn)品相比,俄羅斯的相關(guān)產(chǎn)品具有易于維護(hù),粗獷的特點(diǎn)。不能說精良的、精密的就一定是好的,各有各的優(yōu)點(diǎn)。二戰(zhàn)時期的蘇德戰(zhàn)場將兩種風(fēng)格的優(yōu)缺點(diǎn)暴露無遺:德式坦克(虎式、豹式等)做工十分精良,制造工藝在當(dāng)時相當(dāng)先進(jìn),但對維護(hù)的要求很高,產(chǎn)量低,在惡劣的蘇聯(lián)冬季氣候中無法有效發(fā)揮自身的效力;反觀蘇式坦克(如T-34),結(jié)構(gòu)簡單,可利于大規(guī)模制造,操作更簡單,斯大林格勒拖拉機(jī)廠的工人在生產(chǎn)出一臺T-34后自己就駕駛著上戰(zhàn)場了。隨著戰(zhàn)事的不斷進(jìn)行,德軍裝備戰(zhàn)損嚴(yán)重,不能得到及時補(bǔ)充,而蘇軍的裝備源源不斷涌向戰(zhàn)場,最后德軍被活活拖垮。
所以,極端追求設(shè)備的先進(jìn)性成為很多人的誤區(qū),如何是現(xiàn)有設(shè)備發(fā)揮最大效力可能是需要重點(diǎn)解決的問題。飛天巡洋,動力先行,航發(fā)技術(shù)關(guān)乎國家軍事力量,是各國最精尖端技術(shù)的集合,其面臨的問題之廣之繁之困難,試驗(yàn)成本之高是難以想象的,比如渦噴發(fā)動機(jī)燃燒室溫度越高性能越好,但哪種材料怎樣處理可以在如此高溫下的使用就成為了絕對屏障,因?yàn)椴豢赡苋ジF舉試驗(yàn)。航發(fā)看似粗曠實(shí)則精密之極。
航發(fā)和燃?xì)廨啓C(jī)的做功過程是布雷頓循環(huán)
開發(fā)新材料的腳步從未停下,只是在這種環(huán)境下滿足要求的材料確實(shí)比較難開發(fā)?,F(xiàn)在也有脈沖爆震和超燃沖壓發(fā)動機(jī)的研究,但是在跨音速段,渦扇確實(shí)是非常有優(yōu)勢。希望以后能有反重力引擎吧。內(nèi)流空氣系統(tǒng)對維持發(fā)動機(jī)瞬態(tài)工作條件的穩(wěn)定十分重要,如果稍有閃失就可能導(dǎo)致部件局部過熱或者零件間隙偏差過大進(jìn)而影響性能甚至導(dǎo)致安全事故。鈦合金一般用在風(fēng)扇和壓氣機(jī)葉片,工作溫度比較低,正常情況下不會發(fā)生鈦火。我以前看過一篇關(guān)于鈦火的論文,主要原因一方面是外物撞擊等造成的劇烈摩擦、沖擊導(dǎo)致壓氣機(jī)鈦合金葉片發(fā)生鈦火;另一方面就是喘振等導(dǎo)致高溫氣體從燃燒室反向沖到壓氣機(jī),導(dǎo)致葉片發(fā)生鈦火。
為了提高航空發(fā)動機(jī)性能,RR搞的三轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī),pw搞的是齒輪傳動,目的都是解藕中壓渦輪或低壓渦輪與風(fēng)扇或中壓壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)速(傳統(tǒng)設(shè)計,他們是在一根軸上)。大函道比發(fā)動機(jī)風(fēng)扇要求葉尖盡量不超音,而風(fēng)扇直徑很大,所以風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不能太高,否則效率惡化。低壓渦輪增好相反,轉(zhuǎn)速越高效率越高。一個繩子栓了兩螞蚱,只能互相妥協(xié)。我比較關(guān)心航發(fā)的軸承使用和維護(hù),以現(xiàn)在高氮合金鋼軸承(內(nèi)外圈)氮化硅(陶瓷球滾動體)還是無法滿足航發(fā)的實(shí)際工況溫度要求。
那就需要潤滑系統(tǒng)的補(bǔ)充,首先是滿足高速、高溫、高負(fù)載(高扭矩)能形成良好油膜,其次需要潤滑油交換帶走熱量,并冷卻后輸回(油路循環(huán)系統(tǒng))。軸流式更適合多級排列,提高壓氣比,但是相應(yīng)的就出現(xiàn)了空氣倒流的可能,所以引入了可調(diào)靜止葉片的概念,和放氣活門的概念防止喘震,另外n1 n2轉(zhuǎn)子的速度匹配也要精確控制,因?yàn)閚1可以認(rèn)為空轉(zhuǎn),而n2卻要帶動其他附件轉(zhuǎn)動,所以轉(zhuǎn)子間的速度匹配也十分困難,就更不用說Rb211及其后來的三轉(zhuǎn)子系列了,所以能搞三轉(zhuǎn)子技術(shù)的公司很少。
壓氣機(jī)采用轉(zhuǎn)子+靜子的結(jié)構(gòu)
但為什么一定要搞三轉(zhuǎn)子呢?因?yàn)槿D(zhuǎn)子相對于2轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)的壓縮過程更平滑,更加不容易喘震、也就是說可以提高壓氣比,從而提高渦輪錢燃?xì)饪倝?,提高推力,換句話說,如果難度不大,轉(zhuǎn)子越多可能從某一角度說,發(fā)動機(jī)將會越好。
航空發(fā)動機(jī)經(jīng)歷了活塞,渦噴,渦扇三代了,渦扇的潛力也基本到頭了,新一代超燃沖壓以及爆轟發(fā)動機(jī)我們和西方站在同一起跑線上,雖然我們基礎(chǔ)方面還是會差一點(diǎn),但是靠著集中力量辦大事的優(yōu)勢,下一代發(fā)動機(jī)上和美英比肩還是很有可能的。
世界上最著名的航空發(fā)動機(jī)
航空發(fā)動機(jī)為我們的載人航天航空事業(yè)提供動力,航空發(fā)動機(jī)也是人類史上非常重要的發(fā)明之一,那么世界上最著名的航空發(fā)動機(jī)有哪些?以下是我整理的航空發(fā)動機(jī)相關(guān)內(nèi)容,歡迎閱讀!~
世界上最著名的航空發(fā)動機(jī)
第一名:F135渦扇發(fā)動機(jī) 國家:美國
F135渦輪扇發(fā)動機(jī)由美國普拉特·惠特尼公司研制的新型發(fā)動機(jī),最大推力超過18噸(4萬F135渦輪扇發(fā)動機(jī)磅)。 F-135發(fā)動機(jī)是在F-119(F-22戰(zhàn)斗機(jī)使用)的基礎(chǔ)上發(fā)展研制而成。由于海軍陸戰(zhàn)隊與英國皇家海軍預(yù)計采用的F-35B必須能夠垂直起降,因此F-135也可以加上向下彎折的矢量推力噴嘴。
F135渦扇發(fā)動機(jī)
但是這個噴嘴只有在垂直起降的場合使用,可以大大地縮短起飛/降落距離。其他F-35則不使用這項設(shè)計。
F135使用了F119的核心機(jī),配合高效的6級高壓壓氣機(jī),1級高壓渦輪和高效的風(fēng)扇(由一個2級的低壓渦輪驅(qū)動)。F135采用了BAE系統(tǒng)公司的全權(quán)數(shù)字式發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)(FADEC),為了提高發(fā)動機(jī)的可靠性和可保障性,F(xiàn)135大量采用外場可替換部件(LRC),其零部件數(shù)量比F119減少了大約40%。
該發(fā)動機(jī)主要裝備的是F35戰(zhàn)斗機(jī)
按照計劃.F135一PW一100將作為F-35A空軍型的動力系統(tǒng);F135一PW一400將作為F-35C海軍型的動力;而F135一PW一600將作為F-35B海軍陸戰(zhàn)隊型的動力。
F135發(fā)動機(jī)推比10.5、加力推力19噸級別、軍推13噸級別、質(zhì)量1700千克,其19噸的加力推力目前沒有任何實(shí)際裝備戰(zhàn)斗機(jī)的加力式渦扇發(fā)動機(jī)能夠企及。
不過值得一提的是,F(xiàn)135相對于F119雖然推力大幅度提高,但是實(shí)際上是在同樣核心機(jī)基礎(chǔ)上用流量、高速性能換推力。F135雖然推力超群,但是其高速性能卻是下降的。
第二名:F119渦扇發(fā)動機(jī) 國家:美國
F119是普·惠公司為美國第四代戰(zhàn)斗機(jī)研制的先進(jìn)雙轉(zhuǎn)子加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī),其設(shè)計目標(biāo)是:不加力超音速巡航能力、非常規(guī)機(jī)動和短距起落能力、隱身能力(即低的紅外和雷達(dá)信號特征)、壽命期費(fèi)用降低至少25%、零件數(shù)量減少40~60%、推重比提高20%、耐久性提高兩倍、零件壽命延長50%。在80年代初確定的循環(huán)參數(shù)范圍是:涵道比0.2~0.3;總增壓比23~27;渦輪進(jìn)口溫度1577~1677℃(1850K~1950K);節(jié)流比1.10~1.15。
在F119上采用的新技術(shù)主要有:三維粘性葉輪機(jī)設(shè)計方法、整體葉盤結(jié)構(gòu)、高紊流度強(qiáng)旋流主燃燒室頭部、浮壁燃燒室結(jié)構(gòu)、高低壓渦輪轉(zhuǎn)向相反、整體式加力燃燒室設(shè)計、二元矢量噴管和第三代雙余度FADEC。此外,還采用了耐溫1070~1100℃的第三代單晶渦輪葉片材料、雙性能熱處理渦輪盤、阻燃鈦合金Alloy C、高溫樹脂基材料外涵機(jī)匣以及用陶瓷基復(fù)合材料或碳-碳材料的一些靜止結(jié)構(gòu)。
美制F119渦扇發(fā)動機(jī)
在研制中,注意了性能與可靠性、耐久性和維修性之間的恰當(dāng)平衡。與F100-PW-220相比,F(xiàn)119的外場可更換件拆卸率、返修率、提前換發(fā)率、維修工時、平均維修間隔時間和空中停車率分別改進(jìn)50%、74%、33%、63%、62%和29%。新的四階段研制程序和綜合產(chǎn)品研制方法保證發(fā)動機(jī)研制結(jié)束時即具有良好的可靠性、耐久性和維修性并能順利轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)。
F119發(fā)動機(jī)主要裝備F22
在研制中,為滿足提高推力的要求而增大風(fēng)扇直徑,還遇到了風(fēng)扇效率低、耗油率高和低壓渦輪應(yīng)力大的問題。預(yù)計,1994年中開始初步飛行試驗(yàn),此時F119將再積累3000地面試驗(yàn)小時。1997年交付第1臺生產(chǎn)型發(fā)動機(jī),裝F119的F-22戰(zhàn)斗機(jī)將于2002年具備初步作戰(zhàn)能力
它是裝備在F-22A戰(zhàn)斗機(jī)上的F119-PW一100發(fā)動機(jī)的改進(jìn)型號。其最大推力達(dá)191.3千牛。超過了F119-PW一100的最大推力(156千牛,約15.8噸)多達(dá)20%;F135的最大軍用推力達(dá)到128千牛,而F119-PW一100的最大軍用推力僅為104千牛。因此,F(xiàn)135是有史以來最為強(qiáng)勁的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)。
第三名:WS-15渦扇發(fā)動機(jī) 國家:中國
WS-15全稱渦扇15'峨眉' 渦扇發(fā)動機(jī),是為我國第四代重型/中型戰(zhàn)斗機(jī)而研制的小涵道比推力矢量渦扇發(fā)動機(jī)。WS-15主要用于雙發(fā)重型隱身戰(zhàn)斗機(jī)殲-20。WS-15由606所、624所、614所、410廠、430廠和113廠等單位專家組織研制。'峨眉'航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)驗(yàn)證機(jī)在2006年5月首次臺架運(yùn)轉(zhuǎn)試車成功。這標(biāo)志著我國在自主研制航空發(fā)動機(jī)的道路上又實(shí)現(xiàn)了歷史性跨越,在研制我國第四代中型戰(zhàn)斗機(jī)的征程上邁出了堅實(shí)的一步。2011年中航黎明完成了ws-15驗(yàn)證機(jī)的交付。保節(jié)點(diǎn)是2020年完成研制。
WS-15渦扇發(fā)動機(jī)模型
WS-15全稱渦扇15“峨眉” 渦扇發(fā)動機(jī),是為我國第四代重型/中型戰(zhàn)斗機(jī)而研制的小涵道比推力矢量渦扇發(fā)動機(jī)。由606所、624所、614所、410廠、430廠和113廠等單位專家組織研制?!岸朊肌焙娇瞻l(fā)動機(jī)的技術(shù)驗(yàn)證機(jī)在2006年5月首次臺架運(yùn)轉(zhuǎn)試車成功。
殲20戰(zhàn)機(jī)未來將配備渦扇15發(fā)動機(jī)
這標(biāo)志著我國在自主研制航空發(fā)動機(jī)的道路上又實(shí)現(xiàn)了歷史性跨越,在研制我國第四代中型戰(zhàn)斗機(jī)的征程上邁出了堅實(shí)的重大一步。2007年3月原形機(jī)首次臺架運(yùn)轉(zhuǎn)試車成功,預(yù)計2013年3月發(fā)動機(jī)完成設(shè)計定型試驗(yàn),2014年7月生產(chǎn)型發(fā)動機(jī)定型。
按照飛機(jī)任務(wù)要求,“峨眉”航空發(fā)動機(jī)在循環(huán)參數(shù)選擇上采用較高的渦輪進(jìn)口溫度、中等總增壓比和比較低的涵道比。采用的新技術(shù)主要有損傷容限和高效率的寬弦葉片、三維粘性葉輪機(jī)設(shè)計方法、整體葉盤結(jié)構(gòu)的風(fēng)扇和壓氣機(jī)、單晶氣冷渦輪葉片、粉末冶金渦輪盤、刷式封嚴(yán)、樹脂基復(fù)合材料外涵機(jī)匣、整體式加力燃燒室設(shè)計、陶瓷基復(fù)合材料噴管調(diào)節(jié)片、三元矢量噴管和具有故障診斷和狀態(tài)監(jiān)控能力的雙余度式全權(quán)數(shù)字式電子控制系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)由10個單元體組成。
第四名:AL-41渦扇發(fā)動機(jī) 國家:俄羅斯
L-41F發(fā)動機(jī)是留里卡-土星公司的產(chǎn)品,將成為俄第五代戰(zhàn)斗機(jī)通用的發(fā)動機(jī)。該發(fā)動機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)是留里卡設(shè)計局開發(fā)的AL-31系列, 1985 年開始研制, 總設(shè)計師是車金博士。為適應(yīng)第五代戰(zhàn)斗機(jī)的要求,AL-4lF 的推力有大幅度增加,其最大狀態(tài)推力約12000 千克(117.6千牛),加力推力的一般說法是不低于17857千克(175千牛),具體數(shù)字有18500 千克(181.3千牛)和20000千克(196千牛)等說法。
不管哪一種數(shù)據(jù),AL-41F的加力推力都高于F119-PW-100 ( F-22A的發(fā)動機(jī))的16000千克( 156 AL-41F-1S(117S)發(fā)動機(jī)千牛)級,按照俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)計算其推重比超過11(按照美國標(biāo)準(zhǔn)則約為10)。但是與F119發(fā)動機(jī)是不能比較的。因?yàn)镕119發(fā)動機(jī)是以壽命設(shè)計為主,確保12000小時的壽命。而AL-41F發(fā)動機(jī)是以犧牲壽命設(shè)計,提高推力。對于AL-41F的壽命指標(biāo)我們現(xiàn)在沒有數(shù)據(jù)。
AL-4lF 發(fā)動機(jī)進(jìn)行展示
該發(fā)動機(jī)渦輪前溫度為1828K ,低干Fll9-PW-100 、M88-1 . M88-2 (后兩者是“陣風(fēng)”的發(fā)動機(jī))的1977K 、1843K 和1850K ,但比AL-3lF、F100-PW-100和F110-GE-100的約1665K, 1672K和1644K 有很大提高,也高于EJ200 ( “臺風(fēng)“使用的發(fā)動機(jī))1803K 。這些性能數(shù)據(jù)說明它的確是一種典型的第五代發(fā)動機(jī)。
AL-41F也是俄羅斯第一種實(shí)現(xiàn)“全權(quán)限數(shù)字電子控制”(FADEC)的發(fā)動機(jī),俄羅斯業(yè)已在AL-31FU上對FADEC 系統(tǒng)進(jìn)行過驗(yàn)證,而AL-3lF系列則一直采用液壓電子控制。
AL-4lF發(fā)動機(jī)(117S)已裝備到俄軍蘇35戰(zhàn)機(jī)
AL-4lF的FADEC系統(tǒng)與機(jī)上KSU-1-42 數(shù)字式電傳操縱系統(tǒng)交聯(lián),能夠根據(jù)飛行狀態(tài)自動調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的工作,從而提高飛行效率和發(fā)動機(jī)工作的可靠性.由此可見米格-39 已經(jīng)具有了“綜合飛行/推力控制系統(tǒng)”(IFPCS) ,下一步應(yīng)該是將其與火力控制系統(tǒng)(FCS)交聯(lián)在一起,實(shí)現(xiàn)綜合火力/飛行/推力控制系統(tǒng)(IFFPCS) 。
這一點(diǎn)俄羅斯專家在其1999年以前公開的第五代戰(zhàn)斗機(jī)討論中并未提及(其討論側(cè)重于各分項目應(yīng)當(dāng)具有的指標(biāo)與特性),但它確實(shí)是真正的第五代戰(zhàn)斗機(jī)應(yīng)當(dāng)具有的特征,依賴干IFFPCS ,作戰(zhàn)飛機(jī)將能夠以最佳飛行時間、最佳任務(wù)航跡、最佳燃由消耗等為優(yōu)化目標(biāo)自動對飛機(jī)進(jìn)行能量管理,實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)過程全自動化,大幅提高其生存能力和作戰(zhàn)效能。
第五名:渦扇-10B太行發(fā)動機(jī) 國家:中國
行WS-10/10A相當(dāng)于當(dāng)初F100-PW-100階段,而太行改WS-10B則已經(jīng)相當(dāng)于當(dāng)初F100-PW-220階段。太行改WS-10B發(fā)動機(jī)整體性能接近和部分超過F110-GE-129IPE (F110的性能改進(jìn)型)WS-10B發(fā)動機(jī)在“太行”發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上研制的,渦扇10B與渦扇10/10A之間的通用零部件達(dá)70%。使用通用部件不僅減小了研制的冒險性,還將顯著地減少后勤保障費(fèi)用。
太行改WS-10B的核心機(jī)以“太行”核心機(jī)為基礎(chǔ)重新研制的,在設(shè)計過程中三大核心部件既高壓壓氣機(jī)、環(huán)形燃燒室、高壓渦輪等大量的參照并借鑒了AL-31F核心機(jī)的設(shè)計方法,結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計和制造工藝. 大膽倡導(dǎo)采用了航空動力許多前沿設(shè)計技術(shù)成果和大量應(yīng)用新材料、新工藝,從而突破了120余項關(guān)鍵技術(shù)。
中國展示的渦扇10發(fā)動機(jī)
重點(diǎn)圍繞WS-10B核心機(jī)的三大高壓部件既高壓壓氣機(jī)、環(huán)形燃燒室、高壓渦輪等的工程設(shè)計,試制與試驗(yàn)以及其相關(guān)的強(qiáng)度、控制等系統(tǒng)進(jìn)行綜合應(yīng)用研究,研制過程遵循“部件試驗(yàn)在前,整機(jī)試車在后.的原則,完成了大量的三大核心部件和子系統(tǒng)的試驗(yàn)。
對核心機(jī)進(jìn)行了大量的地面和高空性能試驗(yàn),對可靠性與耐久性方面的進(jìn)行大量試驗(yàn),大幅度的提高熱端部件壽命。對其它部件、系統(tǒng)、成件等作了適應(yīng)性改進(jìn),對附件位置、管線和防冰系統(tǒng)作了必要的修改。為減輕重量進(jìn)一步擴(kuò)大了鈦合金的應(yīng)用范圍。對加力燃燒室和尾噴管進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,采用新的耐高溫合金材料,改進(jìn)冷卻設(shè)計,減輕重量 。
殲10B戰(zhàn)機(jī)未來將配置渦扇10B發(fā)動機(jī)
優(yōu)化設(shè)計了高壓渦輪葉片的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計,為不帶冠設(shè)計,強(qiáng)化氣膜加對流復(fù)合冷卻技術(shù)。利用增大空氣流量、提高部件效率、減少漏氣和損失等技術(shù)措施,來一定幅度的提高推力。風(fēng)扇是采用后2級整體葉盤結(jié)構(gòu)。由于運(yùn)用三維計算流體力學(xué)進(jìn)行設(shè)計,風(fēng)扇效率顯著提高,壓比為3.6;采用整體葉盤,消除了燕尾槽和阻尼凸臺等處的應(yīng)力集中,簡化了結(jié)構(gòu),減少了零件數(shù),減輕了重量,減少了泄漏結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)。
加力燃燒室和尾噴管以及大部分發(fā)動機(jī)附件從“太行”發(fā)動機(jī)的設(shè)計方案衍生而來,并改進(jìn)了冷卻技術(shù)和重新設(shè)計了部分結(jié)構(gòu)設(shè)計,使結(jié)構(gòu)更簡單,減輕了重量,提高使用壽命壽命、同時維修性也得到改善,降低了使用和維護(hù)成本,為適應(yīng)J11B的機(jī)體,對附件位置、管線和防冰系統(tǒng)作了必要的修改。
第六名:AL-31FN渦扇發(fā)動機(jī) 國家:俄羅斯
AL-31F是由俄羅斯留里卡'土星'科研生產(chǎn)聯(lián)合體研制的帶加力燃燒室的渦扇發(fā)動機(jī)。該聯(lián)合體前身是留里卡設(shè)計局,組建于1946年,是前蘇聯(lián)的主要戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)設(shè)計局。在上世紀(jì)60年代,留里卡研制了AL-21F系列渦輪噴氣發(fā)動機(jī),其最大加力推力達(dá)11000daN。1970~1974年投入生產(chǎn),廣泛用于蘇-17、蘇-20、蘇-22、蘇-24和米格-23戰(zhàn)斗機(jī)上。在AL-21基礎(chǔ)上,1976年(另一說法是1973年)留里卡開始研制AL-31F發(fā)動機(jī)。1985年該發(fā)動機(jī)研制達(dá)標(biāo)后,用于蘇-27、蘇-30和蘇-35戰(zhàn)斗機(jī)。
AL-31F的結(jié)構(gòu)形式是雙轉(zhuǎn)子加力式渦扇發(fā)動機(jī)。推力范圍:加力12250daN,中間7620daN。每臺價格300萬美元。AL-31F有一些改進(jìn)型,其中包括帶矢量推力噴管的改進(jìn)型AL-31FP發(fā)動機(jī)。
AL-31FN渦扇發(fā)動機(jī)進(jìn)行展示
從總體上講,作為蘇-27戰(zhàn)機(jī)的專用動力裝置AL-31F發(fā)動機(jī),其性能是優(yōu)良的,具有明顯優(yōu)勢。
(1)尺寸小,推力大。其渦輪具有有效的冷卻系統(tǒng)和良好的熱力學(xué)特性;壓氣機(jī)增壓快速,發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,保證飛機(jī)有較高的推力和良好的機(jī)動性。
(2)穩(wěn)定性高??墒褂迷谔K-27飛機(jī)的各種飛行高度和速度下,即使飛機(jī)在以M2的速度進(jìn)入平螺旋、直螺旋、翻轉(zhuǎn)螺旋和進(jìn)氣道喘振的情況下,發(fā)動機(jī)工作仍然極其穩(wěn)定。喘振消除系統(tǒng)、空中自動點(diǎn)火系統(tǒng)、主燃燒室和加力燃燒室的再次啟動系統(tǒng)等可保證在使用機(jī)載武器時動力裝置的工作可靠性。
AL-31F發(fā)動機(jī)專門為蘇27戰(zhàn)機(jī)而研制的
(3)維修簡便。該發(fā)動機(jī)采用單元體結(jié)構(gòu),由14個單元體組成,因此,如果出現(xiàn)某些損壞,不需要全部更換,只替換下有故障的單元體即可。這樣,在使用條件下進(jìn)行發(fā)動機(jī)維修時,可更換其中的6個單元體。
(4)使用壽命長。AL-31F可根據(jù)其技術(shù)狀況而使用,只要發(fā)動機(jī)還正常,就可以一直使用下去,而現(xiàn)代化水平的診斷設(shè)備可保證飛行安全。但其使用壽命也有一個限度,一般認(rèn)為該發(fā)動機(jī)第一次維修前的使用壽命可達(dá)1000h,總使用壽命應(yīng)該不少于10年。
第七名:EJ-2000渦扇發(fā)動機(jī) 國家:英國
EJ200是歐洲四國聯(lián)合研制的先進(jìn)雙轉(zhuǎn)子加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī),用于歐洲聯(lián)合研制的90年代戰(zhàn)斗機(jī)EFA(現(xiàn)編號EF2000)。參加研制工作的有英國羅·羅公司、德國發(fā)動機(jī)渦輪聯(lián)合公司、意大利菲亞特公司和西班牙渦輪發(fā)動機(jī)工業(yè)公司,各占份額33%、33%、21%和13%。
1985年8月,先由英、德和意大利三國集團(tuán)發(fā)起EFA計劃,同年9月西班牙加入該集團(tuán)。1986年12月,負(fù)責(zé)EJ200發(fā)動機(jī)研制的歐洲噴氣渦輪公司(Eurojet Turbo GmbH)在慕尼黑注冊。1988年11月簽訂發(fā)動機(jī)研制合同,同時首臺EJ200設(shè)計驗(yàn)證機(jī)在德國慕尼黑運(yùn)轉(zhuǎn)。1989年12月,三臺設(shè)計驗(yàn)證機(jī)共積累運(yùn)轉(zhuǎn)650h,達(dá)到設(shè)計驗(yàn)證機(jī)要求。1991年10月EJ200原型機(jī)首次運(yùn)轉(zhuǎn)。計劃將制造20多臺原型機(jī)用于地面和飛行試驗(yàn)。預(yù)計1996年可能交付生產(chǎn)型EJ200。
EJ-2000渦扇發(fā)動機(jī)
在發(fā)動機(jī)設(shè)計要求中,除要達(dá)到高推重比(10)和低耗油率外,特別強(qiáng)調(diào)高的可靠性,耐久性和維修性以及低的壽命期費(fèi)用。例如:平均故障間隔時間大于100EFH*,空中停車率小于0.1/1000EFH,維修工時不大于0.5MMH**/EFH。
該型發(fā)動機(jī)主要裝備在臺風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)
采用的新技術(shù)主要有:損傷容限和高效率的寬弦葉片、三維有粘的葉輪機(jī)設(shè)計方法、整體葉盤結(jié)構(gòu)的風(fēng)扇和壓氣機(jī)、單晶氣冷渦輪葉片、粉末冶金渦輪盤、刷式封嚴(yán)和具有故障診斷和狀態(tài)監(jiān)控能力的FADEC。在開始執(zhí)行EJ200研制計劃之前英國羅·羅公司專門研制了XG-40驗(yàn)證機(jī),以便在實(shí)際發(fā)動機(jī)環(huán)境下驗(yàn)證新的設(shè)計技術(shù)。為EJ200打下技術(shù)基礎(chǔ)。
除歐洲戰(zhàn)斗機(jī)EF2000外,EJ200發(fā)動機(jī)其他可能的用途有:垂直/短距起落歐洲戰(zhàn)斗機(jī)2000、“狂風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)改裝、F/A-18、意大利馬基航空公司與巴西航空工業(yè)公司合作研制的AMX、“陣風(fēng)”、巴基斯坦的F-7和印度的LCA戰(zhàn)斗機(jī)
第八名:M88渦扇發(fā)動機(jī) 國家:法國
M88-2發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)為風(fēng)扇3級,第一級帶凸肩。高壓壓氣機(jī)6級,采用三維設(shè)計技術(shù),前3排整流葉片可調(diào),在第4和第5級之間設(shè)引氣口,高級負(fù)荷。相比基于類似核心設(shè)計的F404發(fā)動機(jī),M88-2少一級高壓壓氣機(jī),其總壓比為24.5,F(xiàn)404則為26,同樣改進(jìn)自F404的RM12也達(dá)到了27.5。由此可以看出,因?yàn)镸88-2少一級高壓壓氣機(jī)給總壓比帶來了不利影響,不過級數(shù)減少也能部分減輕結(jié)構(gòu)重量和幾何長度,適當(dāng)縮小載機(jī)的發(fā)動機(jī)艙輪廓。
M88-2風(fēng)扇壓大約在4以內(nèi),高于F404的3.641;而高壓壓氣機(jī)壓比則為6.125,低于F404的7.14。級壓比方面,M88-2為1.35,只略高于F404的1.324,更加低于RMl2??紤]到M88與F404的高壓段有很大的繼承性,兩者性能參數(shù)上的差異表明法國在壓氣機(jī)設(shè)計上仍然有所不足。
M88渦扇發(fā)動機(jī)進(jìn)行展示
相比之下,F(xiàn)414發(fā)動機(jī)采用3級風(fēng)扇、7級高壓,達(dá)到30以上的總壓比。EJ200發(fā)動機(jī)的總壓比為26,雖然不算太高,但只用了3級風(fēng)扇、5級高壓結(jié)構(gòu),比同樣總壓比的F404減少了2級。
燃燒室采用了低污染的雙環(huán)腔帶多孔氣膜冷卻結(jié)構(gòu),與通用動力公司同系列產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)類似。目前,蘇霍伊SSJl00支線客機(jī)已確定以M88核心機(jī)為基礎(chǔ),發(fā)展SAM-146大涵道中等推力發(fā)動機(jī)。M88-2燃燒室上構(gòu)造的特點(diǎn),顯示了它身上有著無可否認(rèn)的F101發(fā)動機(jī)血統(tǒng)。
M88發(fā)動機(jī)已裝備陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)
渦輪部分高低壓渦輪均為單級結(jié)構(gòu),都使用氣膜冷卻,高壓渦輪葉片具備主動間隙控制,葉片材料使用AMl單晶合金。由于采用了高溫高負(fù)荷設(shè)計,其渦輪進(jìn)口溫度高達(dá)1850K。
渦輪盤采用粉末冶金制造工藝,輪盤材料試驗(yàn)型為Astroloy粉末冶金,生產(chǎn)型為N18合金。加力燃燒室為整體式,由中心單圈環(huán)形穩(wěn)定器和9根徑向火焰穩(wěn)定器組成。尾噴管為引射式,喉部面積和引射噴口面積均可調(diào),噴口調(diào)節(jié)片用碳化硅基陶瓷材料制造。發(fā)動機(jī)采用雙余度全權(quán)限數(shù)字化發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)(FADEC),可在3秒內(nèi)從怠速加速到全加力狀態(tài),在飛行包線范圍內(nèi)無顧慮操作。外涵機(jī)匣則采用樹脂基復(fù)合材料PMR-15制造。
全機(jī)分為21個模塊設(shè)計,每個模塊都能由簡單工具拆裝更換,達(dá)到減少備件數(shù)量、快速更換、簡化維修程序和時間的目的,整機(jī)拆卸及維修總共只需4小時。
第九名:WS-13渦扇發(fā)動機(jī) 國家:中國
俄方負(fù)責(zé)培訓(xùn)技術(shù)人員和部分工人,培訓(xùn)完一批工人連設(shè)備一起運(yùn)回,安裝調(diào)試進(jìn)行生產(chǎn),合理安排各部件生產(chǎn)進(jìn)度,交叉并行進(jìn)行。 由中俄雙方在 RD-33 的設(shè)計基礎(chǔ)上,對局部結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行改良,命名為天山 -21,后請空軍司令員馬曉天中將命名為“泰山” 。引進(jìn)了改良后的 RD-33 的大部分生產(chǎn)工藝設(shè)備對一條 WP-13 生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造
WS13 是在 RD33 的基礎(chǔ)上結(jié)合推比八的中推的技術(shù)而研制的小涵道比加力型渦扇。
三級軸流式寬弦實(shí)心鈦合金的風(fēng)扇葉片,經(jīng)兩極電化學(xué)處理的整體葉盤結(jié)構(gòu),風(fēng)扇前有計算機(jī)控制的可變彎度導(dǎo)流葉片,擴(kuò)大風(fēng)扇穩(wěn)定工作范圍。8 級軸流式高壓壓氣機(jī) ( 前三級為可調(diào)導(dǎo)流葉片 ) 單級低壓渦輪采用空心氣冷轉(zhuǎn)子葉片,單級高壓渦輪為單晶渦輪葉片和導(dǎo)向器葉片,環(huán)形燃燒室,有葉尖間隙控制的 空氣熱交換器,綜合數(shù)字式全權(quán)限控制系統(tǒng)。
WS-13渦扇發(fā)動機(jī)
齒輪箱和附件位于發(fā)動機(jī)的下方,具有性能先進(jìn)的微型渦輪輔助動力裝置,大部分零部件可以利用RD-33的,部分只需略加改良,小部分是新研制的外廓尺寸相近。引進(jìn)了改良后的 RD-33 的大部分生產(chǎn)工藝設(shè)備對一條 WP-13 生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造。
WS13A :大涵道比非加力型渦扇,涵道比 2.0 ,推力 10KN ,油耗 0.62 ,總壓比 23 ,渦輪溫度 1800K ,推重比14 ,大修間隔 800H ,壽命 2400H ,預(yù)計 2006 年開始批量生產(chǎn),列裝機(jī)型: 中客 ARJ21 、中運(yùn)。
WS-13渦扇發(fā)動機(jī)已裝備到梟龍戰(zhàn)機(jī)
WS13 泰山:用于 FC - 1 “ 梟龍 “ 、 FBC - 1 “飛豹” 后期動力。 WS13 是在 RD33 的基礎(chǔ)上結(jié)合推比八的中推的技術(shù)而研制的, 長 4.14 米,最大外直徑 1.02 米交付使用質(zhì)量 1135 千克,發(fā)動機(jī) 加力推力 86.37 千克。
改型發(fā)動機(jī)加力耗油率為 2.02 ,不加力推力為 56.75KN ,不加力耗油率為 0.73 ,巡航推力 51.2KN ,巡航耗油率 0.65 ,進(jìn)氣量 80kg/s ,涵道比 0.57 總壓比 23 ,大修間隔 810H ,渦輪進(jìn)氣口溫度 1650K ,壽命 2100H ,推重比 7.8 。預(yù)計2012年開始批量生產(chǎn)。
第十名:RD-93渦扇發(fā)動機(jī) 國家:俄羅斯
RD-93型發(fā)動機(jī)是用于米格-29戰(zhàn)機(jī)的RD-33渦扇發(fā)動機(jī)的改進(jìn)型,由俄羅斯圣彼得堡克里莫夫公司研發(fā),莫斯科切爾內(nèi)舍夫機(jī)械制造廠正在量產(chǎn)。 RD-93發(fā)動機(jī)的推力較大,最大推力49.4千牛,加力81.4千牛,可使飛機(jī)在16500米的高度維持每小時2000公里的速度。
RD93發(fā)動機(jī)
RD-33是第一種量產(chǎn)型發(fā)動機(jī),使用于MiG-29和MiG-29UB雙座教練型上。第一具于1976年開始出廠遞交飛機(jī)公司。第一代RD-33的翻修間隔(Time Between Overhall,TBO)為300小時,第二代之后提高至1600小時,第三代將可以達(dá)到2000小時。
殲31目前裝備的發(fā)動機(jī)就是RD93發(fā)動機(jī)
RD-33改良型,提升渦輪前的燃燒溫度,同時也提高推力輸出。使用在MiG-29K與MiG-29M上。
RD-93(俄文為PД-93)加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)是在RD-33(俄文為PД-33)的基礎(chǔ)上,為適應(yīng)飛機(jī)設(shè)計的需要,將上置的附件機(jī)匣改為置于發(fā)動機(jī)下部的改進(jìn)型,發(fā)動機(jī)中各部件的結(jié)構(gòu)(除適應(yīng)附件機(jī)匣位置改動而帶來的中傳動裝置中從動錐齒位置有變動外)兩型完全一樣。
EJ200的推力沒有AL31大 為什么都說比AL31好?
拜托,發(fā)動機(jī)的重要指標(biāo)不是推力,而是推重比,油耗,可靠性等指標(biāo)。破爛的AL31系列發(fā)動機(jī)推重比不到8,簡單說就是1公斤發(fā)動機(jī)的質(zhì)量只能產(chǎn)生8公斤的推力,而EJ200的推重比是10以上,差距太大了,完全就是相差幾個技術(shù)層次的發(fā)動機(jī)。壽命,油耗,可靠性等更是EJ200絕對優(yōu)勢。要想和世界三大航空發(fā)動機(jī)制造商之一的羅爾斯羅伊斯比航空發(fā)動機(jī),那也只有三大的其它兩家有資格。
對戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)來說 推比重要還是推力更重要?EJ200比M88先進(jìn)在那里?
推力和推重比不存在矛盾關(guān)系,也不存在取舍問題。
它們的關(guān)系是:推力=推重比×發(fā)動機(jī)質(zhì)量×重力加速度。
這種關(guān)系有點(diǎn)類似于熱力學(xué)中的強(qiáng)度量和廣延量。所謂強(qiáng)度量,凡性質(zhì)與物質(zhì)的數(shù)量無關(guān)的稱為強(qiáng)度量,強(qiáng)度量不具有加和性。與強(qiáng)度量相對應(yīng)的是廣延量,數(shù)量與強(qiáng)度量的乘積為廣延量,廣度量具有加和性。
典型如密度和質(zhì)量,我們都知道:質(zhì)量=密度×體積,這里密度就是強(qiáng)度量,而質(zhì)量是廣延量,體積則是用來衡量密度數(shù)量的物理量。同樣體積和狀態(tài)的兩份氣體混在一起,密度并不會變化,但質(zhì)量卻是兩瓶氣體相加。
類似的,推重比可以看成一種強(qiáng)度量,其只取決于發(fā)動機(jī)的設(shè)計和制造水平,而發(fā)動機(jī)的推力可以視為一種廣延量,在發(fā)動機(jī)推重比(技術(shù)水平)一定的情況下,推力隨著發(fā)動機(jī)尺寸的增加而增加?,F(xiàn)實(shí)中,推力取決于裝機(jī)對象(飛機(jī))的需要,需要的單發(fā)推力大,那么發(fā)動機(jī)就要做大些,所謂的大可能反應(yīng)在各個方面,包括直徑,流量等。推力并不能反映發(fā)動機(jī)的先進(jìn)性,因?yàn)槁浜蟮陌l(fā)動機(jī)可能做的很大,先進(jìn)的發(fā)動機(jī)也可能做的很小。比如上世紀(jì)60年代的YJ-93發(fā)動機(jī),推力可達(dá)14噸,但它是靠巨大的尺寸和重量換來的大推力,其推重比并不高,技術(shù)水平只是二代;相比之下,EJ200推力只有9噸左右,但推重比極高,重量非常輕,技術(shù)水平是四代。
所以推力不能用來衡量發(fā)動機(jī)技術(shù)先進(jìn)的程度,除非再補(bǔ)上其他參數(shù)。相對而言,單位推力比推力更適合用來衡量發(fā)動機(jī)的性能水平,所謂單位推力,是指單位質(zhì)量流量空氣所產(chǎn)生的推力。單位推力越大,表明發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣流量相同的情況下,可以產(chǎn)生更大的推力,這是衡量發(fā)動機(jī)做工能力的重要參數(shù)。
綜上所述,要看一個發(fā)動機(jī)是否先進(jìn),主要應(yīng)該看耗油率、單位推力、推重比,其中前兩者主要由設(shè)計時確定的熱力參數(shù)決定,推重比除了跟熱力參數(shù)、還跟材料和制造技術(shù)相關(guān)。當(dāng)然也有一些次要性能指標(biāo),比如壽命、可靠性、工作范圍、抗畸變能力、喘振裕度等等。
順便說句,單位推力和耗油率在某些情況下是矛盾的,對于渦扇發(fā)動機(jī)而言,一般來說,涵道比越大,耗油率就越低,但單位推力也越低。
EJ200作為航發(fā)大拿羅羅的得意作品,在材料、制造加工水平相近的前提下,EJ200各方面性能幾乎都比斯奈克瑪?shù)腗88高不少,其中很重要一點(diǎn)是壓氣機(jī)設(shè)計水平。EJ200用更少的壓氣機(jī)級數(shù)實(shí)現(xiàn)了比M88更高的壓比,更少的級數(shù)意味著更輕,更高的壓比意味著更高的熱效率和做工能力,更高的熱效率意味著更低的耗油率,更強(qiáng)的做工能力意味著更大的單位推力??梢哉f,M88性能最大的制約就是壓氣機(jī),尤其是高壓壓氣機(jī)。作為法國人號稱的第四代發(fā)動機(jī),其高壓壓氣機(jī)壓比為6.125,這個數(shù)甚至低于第三代的F404,本來M88研發(fā)時就借鑒了不少F404的技術(shù)結(jié)果還不如人家高,說明法國當(dāng)時在壓氣機(jī)設(shè)計上功夫還不到家。法國人自知不足,為了提高推力,采用了1850K的渦輪前溫度,這是個什么概念,和很多后來的新一代發(fā)動機(jī)相當(dāng),比EJ200整整高了100K,可以說這是其亮點(diǎn)之一了,但也是無奈之舉,法國人冶金技術(shù)并不比對岸強(qiáng)多少,這么高的渦輪前溫度更多是靠壓榨溫度裕度得到的,代價就是熱端部件壽命大幅下降。另外,法國通過在機(jī)匣和噴管魚鱗片上使用復(fù)材,為發(fā)動機(jī)減輕了不少重量,這也是其亮點(diǎn)之一??傮w來說,M88是先進(jìn)制造技術(shù)和落后設(shè)計水平的產(chǎn)物,但壓氣機(jī)設(shè)計的改進(jìn)是相對容易的,以法國人近年來在發(fā)動機(jī)水平上的進(jìn)步,將M88推比提高到四代水平是完全沒問題的,不過還得看經(jīng)費(fèi)是否到位。
關(guān)于《ej200航空發(fā)動機(jī)水平》的介紹到此就結(jié)束了。