爲什麼運輸機還在用二戰時期的螺旋槳,不用噴氣發動機?

斌格謙


聞道有先後,術業有專攻。大型運輸機搭載的還是渦扇噴氣發動機,而中型戰術運輸機搭載的多是渦槳發動機,這和二戰時期的螺旋槳有天壤之別。渦槳式運輸機在野戰機場的短距起降、低空低速的空投、靈活的機場調度等場景方面有相對優勢。然而在載重量方面則是渦扇式運輸機的天下了。


在9款典型的現代運用運輸機中,載重量最多的5款都是渦扇噴氣式發動機,其中安-124以150噸位居軍用運輸機之首。而安-70則是首款搭載槳扇發動機的軍用運輸機,它的載重量是47噸,只有安-124的1/3,而這已經在渦槳式軍用運輸機中排名第一了。其次是空中客車A400M,它的載重量為37噸。而有“大力神”之稱的洛克希德·馬丁C-130載重量只有19.8噸。


C-130雖然載重量不大,但是在美軍的地位顯著。作為一款中型戰術運輸機,C-130從1956年入役以來,是美國最成功的、最長壽和產量最多(超過2500架)的運輸機型。它誕生的背景便是美軍提出的以下條件:1、中型運輸機尺寸;2、可在不平整的野戰環境下起降;3、可搭載13.5噸貨物;4、續航能力達到2414千米。C-130不僅承擔軍事運輸,還廣泛參與醫療救援、貨物運轉、氣象觀測、科學研究、空中加油、海岸巡邏、空中救火等任務。它裝上機輪滑橇式就能參與南極探險,這是渦扇式運輸機難以實現的。


而空客A400M則是“歐洲之星”,其技術指標是滿足在915米簡易跑道起降、載重25噸,航程4600千米,它的貨艙容積比C130大出60%。還記得《碟中諜5》中湯姆·克魯斯?他扒的就是一架A400M運輸機。


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目前的中型戰術運輸機普遍採用渦槳發動機,如C-130和我國的運-9,這主要是因為螺旋槳滑留能夠提高機翼升力,實現較好的短距起降能力,而這個能力對戰術運輸機來說極為重要。

在現代大型戰略運輸機的設計上,渦扇動力已經成為主流,主流代表機型有安-124、C-5、運-20、C-17等。這些運輸機通過採用大涵道比渦扇發動機,在航程和航速上取得了較好的性能。

但也有一種大型戰略運輸機反其道而行之,採用了螺旋槳設計,這就是歐洲聯合研製的A400M“灰熊”。該機安裝4臺TP400-D6渦槳發動機,單臺最大功率11060馬力,驅動直徑5.33米的八葉FH386複合材料螺旋槳。

作為唯一一種渦槳動力的戰略運輸機(請注意與A400M級別相同的安-70採用的是槳扇發動機,與渦槳有本質區別),A400M在設計時進行了深思熟慮。

首先與渦扇相比,渦槳發動機具有很低的紅外特徵,縮短了被紅外傳感器發現的距離,這點能夠提高A400M的戰場生存能力。

其次,A400M對螺旋槳的外形和旋轉方向都進行了精心設計,獲得了意想不到的氣動好處。4副螺旋槳的旋轉方向兩兩相反(1號和3號發動機的螺旋槳順時針旋轉,2號和4號逆時針旋轉),這種佈置被稱為“發動機之間向下”(DBE),不僅能顯著降低飛機的重量,還具有其他意想不到的優點。

在西方傳統的4發螺旋槳飛機上,從機翼後方看時,螺旋槳都以順時針方向旋轉,這會產生一定的螺旋槳扭矩效應,需要加大尾翼糾正。而在A400M上,當四臺發動機都正常工作時,DBE設計抵消了螺旋槳的扭矩效應,保持了飛機的對稱性。當一臺機翼外側的發動機發生故障時,DBE也能改善飛機在不對稱狀態下的操縱性。結果就是,A400M的垂尾面積比傳統的4發螺旋槳飛機小了17%,平尾面積也小了8%。

由於發動機功率大,八葉螺旋槳產生的滑流能使機翼產生更大升力,所以A400M只需使用簡單的前緣縫翼設計。所有這一切不僅降低了飛機的重量和耗油率,還降低了操作成本。此外,DBE設計還降低了振動,使A400M機身內的環境噪聲只比客機高一點。


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目前 在大型運輸機上,噴氣動力已成為主流,比如:運20,普遍採用螺旋槳發動機,主要是戰術運輸機,也就是C-130或運9這樣的,不是因為它們的原始設計時間太早了,更主要的原因為技術上的要求,也許噴氣動力看上去更好,卻不是所追求的目標。

首先運輸機不是作戰飛機,對其要求自然有所不同,如果是作戰飛機,我們會考慮到速度如何的問題,以及機動性好壞,甚至會在隱身性能方面做一些討論,但是運輸機不會這樣要求,速度高低並不是關注的重點,機動性也不會關注,談隱身性能也不合適。

運輸機講的載重量,以及航程,以及可靠性,以及耐用性的,螺旋槳發動機完全可以滿足這樣的要求,它無法保證高速,但油耗相對較低,可以保證大航程,可靠性也相當高。更重要的是,它對環境的適應能力強。

更重要的一點,戰術運輸機的主要任務為空運或空投,這一方面要求它們能夠進行低空飛行,進行空投,這個時候的速度不能過高,不然傘兵或裝備如何空投下去那?

再有一個,進行空運時,它們往往要在野戰機場,甚至要在平坦的地面上著陸,比如:草原地區,這時的螺旋槳發動機要比噴氣式發動機更為適用,比如:地面的異物,石頭等被吸入噴氣發動機往往是致命級的,螺旋槳發動機遇上同等情況要好得多。

能不能在野戰機場起降為戰術運輸機的起碼標準,所以螺旋槳發動機更受歡迎一點。


講武堂


首先不能夠說螺旋槳式發動機比噴氣式發動機出現的早就說人家是落伍的。只能夠說螺旋槳式發動機它的研發起點比噴氣式發動機研發起點要低。

兩款發動機是有各自的優缺點的。

比如螺旋槳式發動機,他就有著油耗較少,而且技術可靠,性能可靠的優點,比如說在情愫領的時候,當時前蘇聯一直想研發一款大型的戰略轟炸機能夠飛越北冰洋直接轟炸美國。但是卻在發動機這個問題上遇到了障礙,一般無奈之下,俄羅斯人只能夠拿著螺旋槳式發動機安裝在圖95的身上,這樣,俄羅斯人的轟炸機能夠飛越北冰洋轟炸美國,航程才堪堪可以達到。但是這一款戰略轟炸機也有著自己的缺點,比如說航速太慢。噪聲太大,後來前蘇聯人實在是看不下去了,又自己研發的一款戰略轟炸機,這就是白天鵝圖160

這款戰略轟炸機用的是噴氣式發動機,相比較於他的前一任來說,它的航速更快。它的航速是重型戰略轟炸機裡面最快的,而且它的運載能力也更強。但是它的研發技術要求太高,以至於蘇聯解體後,俄羅斯人沒辦法單方面地生產出一架圖160,直到最近才剛剛完成。

而且相比較於圖95的那種高產量圖160可以說用稀缺來形容都不為過,造價較高,而且使用起來維修成本較大。

這也就是近幾年為什麼一說到俄羅斯的戰略轟炸機,人們想起來的往往不是白天鵝,而是圖95熊式戰鬥機。

在前蘇聯這個國家身上我們就可以看到這兩款發動機最大的不同之處,那麼還要說些什麼呢?


漩渦鳴人yy


首先來更正一下一個觀點,現在飛機上的螺旋槳和以往飛機上面的螺旋槳雖然看上去都是一個發動機加一個螺旋槳,然後發動機帶著螺旋槳旋轉,我問一下你的髮型是10年前漂亮帥氣還是現在漂亮帥氣?為什麼現在人一看見自己以前的照片就不想給人看,自己背後還罵自己當年是個傻缺?



也就是說有一個最直觀的變化,那就是發動機的性能已經提高了好多倍了,這就使得某些情況下,比如當機身體積在某一個體積重量範圍內時,使用螺旋槳帶動效率更高,速度更快!

我們只從從經濟的角度來解釋一下:現在飛機,除了戰鬥機等少數飛機以外,不需要很快的飛行速度,飛的太快沒有那麼大的必要,不像戰鬥機,在某些情況比如戰敗逃離的情況下需要很大的飛行速度,其他狀況比如什麼中型運輸機,什麼電子偵查等等,不需要很大的速度,使用螺旋槳牽引比使用噴氣發動機牽引的成本更小,螺旋槳燒油能量利用率更高,就是兩個字:省錢!

不知道用什麼淺顯易懂的語言從發動機原理上解釋,希望能拋磚引玉,得到大神的答覆解釋ᕙノ•̀ʖ•́ノ୨


悅動生活


這是個有趣的問題,以下內容僅為個人一些簡單的認識和想法,供拋磚引玉,歡迎更多討論和回覆:

這個問題需要分開論,首先,需要明確個概念,這個“螺旋槳”可不是以前二戰時期的螺旋槳。二戰時期的螺旋槳,多數就是活塞式發動機驅動,而多數現代運輸機使用的是渦輪螺旋槳發動機,也簡稱渦漿發動機。而且實際上,這臺渦漿發動機的原理,其實也是“渦輪風扇發動機”去掉外涵道後,改進而來。“渦輪風扇發動機”也簡稱為渦扇發動機,所以 實際原理上,還是噴氣發動機。

知道這點就好繼續往下區分,我們看到的C-5“銀河”、C-17“全球霸王”,俄羅斯的伊爾-476,還有中國的運-20這些運輸機都是使用渦扇發動機的,也就是題主所說的“噴氣發動機”。但是這些機型多數都屬於戰略大型運輸機,主要運重型坦克、彈藥、物資補給等等。為了保證洲際飛行效率,所以使用推理更大的渦扇發動機來保持0.7馬赫左右的巡航速度,畢竟要跨洲際飛行,一口氣2000公里,太慢誰也受不了。

而使用渦漿發動機主要都是戰術運輸機,例如:美國的C-130“大力神”,中國的運-9,俄羅斯安-12等等,這些機型主要是運輸中小型貨物,空投傘兵,速度不能太快,同時還要保證低速性能和低耗油,所以選擇了渦漿。同時,渦漿還可以提高機翼升力,具備較好的短距起降能力,這個對於戰術運輸機尤為重要。

當然,也有個異端,那就是歐洲的A-400大型戰略運輸機,比較適合歐洲的實際應用,但是不太適合幅員遼闊國家使用。所以,究竟採用什麼發動機,還是需要看整體需要,而不是為了好看而造。一個國家有一個國家的具體情況,例如我國就是用了 渦扇發動機的運-20和渦漿發動機的運-9組成了戰略空運體系。


軍事天地


中國新型運輸機模型,採用四部螺旋槳發動機

現在各國使用的運輸機,就動力系統來說,可以說使用噴氣發動機和螺旋槳發動機的情況並存,不是因為螺旋槳發動機是較早時代出現的,而噴氣發動機是後來出現的,所以噴氣發動機的飛機就一定會一統天下,螺旋槳發動機的飛機就一定得面臨被徹底淘汰。

螺旋槳發動機的運輸機,現在依然佔據著半壁江山,而且,各國還都在積極研發新型號的螺旋槳動力的運輸機,說明螺旋槳動力作為運輸機的動力並不代表落後,而是有著噴氣式發動機不能取代的特殊優勢。

最突出的一點優勢就是,省油,實現大航程。運輸機與主戰飛機不一樣,速度快慢並不特別重要,關鍵是看能不能運得多,飛得遠,而螺旋槳發動機相比噴氣式發動機來說,最大的特點就是油耗低,裝載同樣的油量,可以飛出更遠的距離。

螺旋槳發動機的油耗低,速度上比噴氣發動機的運輸機要慢,這好像是缺點,但又何嘗不是優點呢,它飛得慢,起飛和降落時對跑道的環境適應性就特別強,野外條件下的簡易跑道上完全不會影響其起飛和降落,但換成是噴氣式飛機就不一樣了,可能就飛不起來或者不敢貿然降落,怕起伏不平的跑道路面會誘發事故。

另外,螺旋槳發動機的運輸機飛得慢,也就可以飛得低,方便它搭載的人員或者物品進行空中投放,降低了空投安全的風險,相反噴氣發動機的運輸機就很難做到相同的空投高度,不然會面臨更大的安全風險。

既然螺旋槳發動機的運輸機有這麼多優點,當然會一直存在並且還會繼續發展下去。


兵工科技


視覺欺騙了你,看似是螺旋槳發動機,但是這個螺旋槳和普通的活塞式螺旋槳還是有不一樣的地方。它是一種渦輪噴氣機。



如果仔細的去觀察會發現發動機是有進氣道的。

渦輪噴氣式發動機有四個大的類型:

1.渦輪噴氣發動機




2.渦輪風扇發動機



3.渦輪螺旋槳發動機



4.渦輪軸傳動發動機



從速度飛行的效率上來說渦槳發動機的效率和經濟性反而是最高的。

因此類似於C-130這類的運輸機會採用渦槳發動機。


高達模型製作技巧


此螺旋槳非彼螺旋槳。二戰時期的螺旋槳發動機用的的是活塞氣缸發動機,原理是通過活塞在氣缸水往復供功為螺旋槳提供動力,和你的車基本一至。而現在的螺旋槳飛機用的是渦輪螺旋槳發動機,是用燃氣輪機噴射高壓燃氣帶動螺旋槳做功為螺旋獎提供動力。渦輪螺旋槳發動機(以下簡稱渦槳發動機)相比活塞發動機擁有功率大,起動快,負載大的優點。相比渦扇動機(噴氣機)具有省油,耐用和適應性強的優點。他雖然不如渦扇發動機的功率大但省油,航程遠,皮實耐用,不挑環境,更適合簡易跑道甚至土跑道也能起降。渦扇發動機通常裝備超大型戰略運輸機和轟炸機上。這機的機型主要起降地點是相對後方或二線等查對安全的機場,有充足的跑道和安全保障。而還有一種運輸機叫戰術運輸機。他是為戰術級目的研製的,,通常是在一線戰場進行戰術級任務而研製。這樣的機場通常只有簡易跑道,甚至臨時修建的跑道或公路。所以渦槳發動機的優勢就出來了。總之沒有好不好,只有用途不一樣罷了。如果說渦扇發動機是超跑的話,渦槳就是皮卡。幹什麼活用什麼東西而已。


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