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北京快乐8开奖結果:关于涡扇发动机的一些常见误解

时间:2018/8/3 4:21:40  作者:  来源:  浏览:0  评论:0
内容摘要:最近和@超级大猞猁 讨论发动机的时候产生了一些关于发动机性能判断的分歧。为了系统滴科普一下这些发动机知识,我这里特别开一个帖子。1:按照涵道比,涡扇发动机怎样分类?现在世界上实际装机的战斗机涡扇发动机,涵道比普遍在0.35到1.0之间。其中0.4以下,内外涵道的气流基本上不会在加...

最近和@超级大猞猁 讨论发动机的时候产生了一些关于发动机性能判断的分歧。为了系统滴科普一下这些发动机知识,我这里特别开一个帖子。

1:按照涵道比,涡扇发动机怎样分类?

现在世界上实际装机的战斗机涡扇发动机,涵道比普遍在0.35到1.0之间。其中0.4以下,内外涵道的气流基本上不会在加力燃烧室混合,外涵道气流仅仅用于冷却加力燃烧室,从而降低加力燃烧室的重量。涵道比0.4以下的涡扇发动机有:M53(幻影2000),M88(阵风),F404(F18,狮鹫,韩50),F414(F18E),D30F6(米格31),F119(F22),EJ200(台风)。这些发动机的高空高速性能不会比涡喷差,因为虽然分出了一部分气流,但是加力燃烧室的壳体受到冷却,所以能够允许加力气体燃烧到更高的温度。比0.35低的涵道比被证明无法良好完成冷却任务。

涵道比0.4以上,就需要有一个菊花形的混流器,让内外涵道的气流混合在一起。这个时候就会产生一些匹配问题。一个比较经典的问题就是,如果内涵的压力大出外涵道过高,那么内涵道喷出的燃气就会顺着外涵道倒灌回去……F100PW100的“机库皇后”时代,出的最多的就是这个问题。再后来PW解决这个问题的方法就是把涵道比降低到0.4,气流不混合,才规避了这个问题。

所以就到达混流器位置的气流而言,这个地方的压力,代表着喷口气流的最终速度潜力。而这个位置的压力,基本上也等同于风扇压缩比。

F100的风扇压缩比我没有数据,AL31 是3.0,F110GE100是3.5,GE132是4.0。AL31的超音速特性,能够让苏27飞到2.35马赫。

事实上限制F15和F16最大速度的因素并不是推力,而是机体。想飞米格25那么快,就得跟米格25一样,用不锈钢蒙皮,大幅度增重……似乎F15并不愿意付出这样的代价。F16更惨,它的聚碳酸酯座舱盖承受不了2.0马赫以上的气动加热。

风扇压缩比跟涵道比是有一定的负相关性,但是这个负相关,建立在“同一核心机”,或者放宽一点,“同一设计水平”的基础上。

GE和PW,并不是同一水平。GE从未出过PW这样匹配方面的问题。GE可以用一级高压涡轮提取出PW用两级才能提取出来的功率。F100总共比F110多出1级高压压气机,1级高压涡轮。而即使这样,在相同直径限制的情况下,F100推力居然没F110大。

那么AL31又是个什么水平呢?AL31高压低压涡轮都只有1级,风扇设计不如美国2家,但是压气机和涡轮设计不输GE。

跟J79比,F100是神器;但是拿到F110的时候,当然是F110吸引力更大。所以“太行”最终是以F110作为母本进行设计。很多技术细节不清晰的,中国自己进行了补完(这也是为什么太行稳定性不如F110的原因),但是就基本参数,设计理念等等,少走了很多弯路。

2:除了涵道比,还有哪些因素影响发动机高速性能?

首先是进气口。进气口有激波锥或者斜板,就能够在超音速工况下对进气降低速度,加大压力。速度超过2马赫的飞机都有不同的激波压缩装置。

其次是喷口。一般来讲,“收敛~扩散”程度更大的发动机,能够在低速下让气流产生更加充分的膨胀,推力更大,长度更短,从而重量也更轻;但是到了超音速段,这种结构就会成为气流高速流动的阻碍。极端的例子就是,火箭发动机就只有一个膨胀段,压根没有收敛段。这个道理比较能够解释为何F404,M88 涵道比只有0.35,推力表现却偏向低速段。而F119,这台强调超巡的发动机,基本上加力燃烧室就是直筒。有些版本的F119地面推力提高到170多千牛……但是注意了,很可能是喷管发生了一些改变,而这些改变并不能让F22超巡更快,故而也没有实际应用。


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