航空发动机推力达到22吨是什么概念?

是熊就该有个熊样哦  是熊就该有个熊样哦     2021-12-22      0

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​​抛开推重比谈推力有意义吗?推力对于航发是很重要,但是核心衡量指标还是要在满足一定推重比的前提下才是有效推力。就好比您说一个火箭发动机的推力高达200吨,但是这个火箭自身的重量却有2000吨,即便是把这台发动机开到爆炸,也无法将火箭从地面托起来。所以说看一台航空发动机的性能,不单单要看推力,还要看推重比。我们今天就着这个由头,先来给大家展示一下军用航空发动机的分类,衡量性能的标准,再来为大家罗列一下世界先进军用航空发动机的型号及性能,让大家可以对航发有个初步的认识!

军用航空发动机的分类

航空发动机是驱动飞机飞行的动力来源,主要用于驱动战斗机,直升机,军用运输机,无人机,巡航导弹等各种飞行器在大气层内飞行。

固定翼飞机所采用的航空发动机有三类,分别是涡扇航空发动机,涡桨发动机以及涡喷航空发动机。直升机所采用的航空发动机被称为涡轴发动机。

喷气式发动机的起源是涡喷发动机,早期第一代喷气式战机以及部分第二代战机采用的是涡喷发动机。比如我们的歼7战机以及轰6M以前的所有轰6战机型号。涡喷发动机的好处是推力大,推重比也很可观,结构简单,但是寿命较短,也比较耗油,所以现在的固定翼战机大多采用更加省油,寿命也比较长的涡扇发动机!

涡扇发动机简单解释就是在涡喷发动机前面加上个动力风扇,同时在核心机外面设计一条外涵道,这样发动机的动力来源就包含了核心机燃烧膨胀的高温高压尾气的反作用力以及风扇的拉力。涡扇发动机的好处主要是省油。在现在涡扇发动机性能逐渐提升的过程中,也取得了不属于涡喷发动机的性能,是当前新研发战机的核心动力装置!小型的涡扇发动机还可以作为巡航导弹的动力装置,助力一吨多重的巡航导弹在大气层内飞行数千公里的需要!

涡桨发动机是在涡喷发动机的基础上研发的螺旋桨发动机,其动力来源主要是核心机驱动螺旋桨做功。螺旋桨的角速度有超音速限制,一旦桨叶的转速超过音速,就会带来震动故障,所以涡桨发动机一般作为速度要求不高的运输机,反潜机等的动力,优点是特别省油,缺点是装备这种发动机的飞机速度较低,一般只能进行五六百公里的低速飞行。当然涡桨发动机也有例外,俄罗斯图95轰炸机上所装备的共轴反转涡桨发动机就可以让图95以最大九百公里的时速飞行!

涡轴发动机主要应用在直升机上,得益于核心机极大的动力输出,涡轴发动机可以带动最大几十吨的直升机以旋翼的方式进行飞行。现代武装直升机已经可以携带数吨重的载荷进行作战,相对于涡扇,涡喷,涡桨这些水平带动飞机飞行的发动机,涡轴发动机是一个另类的存在。不过无论是哪种发动机,动力输出的主要来源都是喷气式发动机核心机旋转做功,本质上这几款发动机有一定的共通性。

咱们接下来以战斗机涡扇发动机为基础为大家展示一下衡量发动机性能的关键指标!

衡量涡扇航空发动机性能的四个关键指标是什么?

推力

第一自然是推力,只要推力足够大,就是一块石头也可以在蓝天上自由翱翔。航空发动机是产生反作用力的动力装置。依靠涡轮旋转带动风扇做功,同时向后通过喷出高温高压的气体提供反作用力。自然的,衡量发动机的核心标准是推力。只有足够强的推力,才能让更重的飞机飞上蓝天!

推重比

涡扇发动机仅仅只有推力还不行,还要求拥有尽可能高的推重比。推重比指的是发动机推力和自身重力的比值。假如飞机发动机的重量是一吨,推力是十吨,那么就代表这台发动机的推重比是10,推重比是航空发动机能够提供给自身动力以外飞机载荷的典型指标。假如一架飞机重量是10吨,飞机的推力大概在3吨左右就可以带动飞机起飞。但是如果这架飞机的发动机就重达9吨,这架飞机本身就没有任何设计的意义,因为推重比太小,无法携带有效载荷,只能是发动机本身在天上飞来飞去。当然,这个例子比较极端了,现在最大起飞重量35吨的重型战机所携带的发动机重量也就是2吨多重,这样的战机才可以携带更多的燃料和武器进行作战!

耗油率

耗油率指的是单位时间内飞机发动机消耗燃油的数量,或者简单地将其比作咱们的汽车油耗也可以。耗油率是作战应用中非常重要的指标。因为这直接关系到了航空飞行器的飞行距离和作战半径。涡喷发动机之所以被涡扇淘汰,主要的原因就是耗油率太高了。不过随着对涡扇发动机性能要求的提升,好像高性能高推重比的涡扇发动机的耗油率正在逐步提升。就像咱们熟知的F22战机一样,这架战机空有重型隐身战机的名头,实际作战半径仅仅只有700多公里。造成这架飞机短腿的主要原因就是发动机,为了追求推重比,外涵道做得特别小,导致涵道比过小,油耗疯狂抬升。说到这里我倒觉得涡扇发动机的涵道比越来越小本身就是一种由涡扇向涡喷过渡的返祖现象,可能未来的变循环发动机才是解决这一问题的关键吧!

可靠性

大家注意,我们所说的可靠性并不是指的航空发动机的寿命。而是说在正常寿命时间内可靠工作的性能。不管航空发动机的寿命有多长或者多短,只要在其工作寿命内不出问题,就可以算是满足航发可靠性的要求!

至于大家经常关注的航发的寿命问题,则不成为衡量航发性能的关键指标,因为在战时会通过大量生产来弥补寿命短的毛病,只要达成了作战任务,实际上可以以牺牲发动机寿命的方式来提升航发的性能!

现代世界主流军用航发的性能状况怎样?我国的航空发动机落后状况有所改善吗?

航空发动机最先进的要数英国和美国,其次是继承前苏联技术的俄罗斯和乌克兰,再其次是我国,其他国家基本上不能算航发大国,就连法国也只能算是航空发动机比较弱小的国家,法国人的战机大多采用无尾三角翼,主要的原因就是航发性能较低,所以采用三角翼这种升力体气动布局,这种布局本身就是为了以性能落后的发动机获得更大的升力,但是也会带来飞机机动性能的下降,这个是无法两者兼顾的!

目前最先进的航发是美国的F119以及英国罗罗的EJ200,这两款发动机分别装备在F22战机和台风战机上。两款战机因为采用了推重比超过10的发动机,都具备超音速巡航能力。很多人将F135定位为世界上最先进的航空发动机这点我不同意,F135是一种涵道比非常大的发动机,这种发动机因为外涵道太大,导致尺寸太大,进而诱发了F35战机比较肥大,进而导致飞行阻力很大,虽然推力世界排名第一,最高可以达到23吨,但是肥胖设计的本后是以牺牲战机速度为代价换来的。所以真正代表美国航发性能的涡扇发动机,还是F119。

目前世界上除了F119,EJ200之外,高性能小涵道比军用涡扇发动机的推重比大多都在8左右,其中的典型是俄罗斯的AL31/41航空发动机,我国的涡扇10系列,美国的F110系列,以及F414系列发动机。这些发动机推重比AL31最差,美国的F414最好。我国的涡扇10勉强居中,不过中等偏下!

接下来回答问题,推力22吨,本身实际上没有任何意义。如果要看22吨发动机的性能,首先要知道这台发动机本身的重量有多重,进而计算出推重比。再来看这台发动机的耗油率如何?涵道比怎么样,是大涵道比发动机还是小涵道比发动机,如果是大涵道比,则可以用在轰炸机,运输机,民航客机上,如果是小涵道比,则有可能被用到战机上。为什么说有可能呢?因为还要知道这台航发的可靠性怎么样?有没有加力燃烧室等等。所以我们不能简单地根据一款航发的单个数据来得出任何有效的数据!​​​​


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