渦輪螺旋槳戰鬥機比一般的螺旋槳戰鬥機有什麼優勢?

虎哥148448574


採用螺旋槳的飛機發動機無外乎有兩種:活塞式發動機和渦槳發動機(像烏克蘭安70運輸機採用的D-27槳扇發動機並沒有投入使用所以不算)。




從20世紀初萊特兄弟發明第一架有動力的飛機開始,其裝備的發動機就是活塞式發動機,而活塞式發動機簡單來說就是我們汽車中裝的發動機(活塞在氣缸中將燃料的化學能轉換為熱能後推動活塞做往復運動成為機械能)。經過兩次世界大戰的洗禮,活塞式發動機的性能也得到了長足發展,裝備活塞式發動機的戰鬥機最大飛行速度已經接近800km/h,飛行高度也達到了4500米左右,直至後來開始被更先進的渦槳發動機所取代。

活塞戰鬥機只留存於二戰之前,像號稱二戰性能最強的P51野馬戰鬥機,就裝備了一臺1720馬力的機械增壓活塞發動機,使得野馬戰鬥機的最大飛行速度達到了785Km/H,也成為了歷史上飛行速度最快的活塞式飛機。


二戰以後更先進的渦槳發動機逐漸取代活塞式發動機了,而世界上第一個裝備渦槳發動機的是英國的塘鵝艦載預警機(就是那個得了腮腺炎的)。也成為了二戰前為數不多的裝有渦槳發動機的戰鬥機。



而更先進的渦槳發動機脫胎於噴氣發動機,和噴氣發動機一樣有燃氣渦輪,只不過增加了一套動力輸出軸而變為了渦槳發動機或渦軸發動機。渦槳發動機的由於採用了增壓比更大的渦輪結構設計,所以其同樣具有飛行高速範圍大的優勢,而這一點卻是活塞發動機最大的缺點,其次渦槳發動機的中低速性能好,所以像戰術運輸機首選動力都是渦槳發動機,反而不是渦扇或者渦噴發動機,像我國的運8/9,美國的C130都是選擇了渦槳發動機。


現在要想找個裝備渦槳發動機的戰鬥機還不好找,但是也有,像美國援助給伊拉克的巴西航空的A-29超級巨嘴鳥攻擊機就是一款採用了渦槳發動機的軍用作戰飛機(其採用了世界上最成功的普惠的PT6A發動機)。

要說活塞式戰鬥機和渦槳戰鬥機有什麼區別由優劣的話,這肯定是有的,首先說說渦槳發動機,首先它的功率大,重量輕,功重比(功率/重量)就大,其次穩定性好,噪音也小,最大功率可超過10000馬力,功重比為4以上(世界上功率最大的渦槳發動機就是前蘇聯圖95戰鬥機所裝的NK-12發動機,五個功率接近15000馬力)。 而活塞式發動機最大不過三四千馬力(像B29轟炸機的發動機單臺功率也只有2200馬力),結構複雜重量大所以功重比也比較低,一般最大隻有2左右。現在已經沒有活塞發動機用作通用航空了,也就只有一些航模或者缺乏先進渦槳發動機的大型無人機無可奈何的採用了活塞發動機。


將兩款發動機裝到飛機上的區別也會因為發動機性能上的差異而有著天壤之別,比如在通用航空領域,裝有活塞發動機得都是一些小型飛機,飛行速度慢,體型小。而大型的飛機像通用支線客機或者更先進的無人機採用渦槳發動機的比較多。

比如在無人機領域,小型的無人機可以採用活塞發動機或者電池都可以,但是到大型無人機上,活塞動力的無人機就不如渦槳動力的無人機了,比如我國的彩虹5無人機,大小、重量和美國的捕食者無人機差不多,但是礙於我國在中小功率渦槳發動機上的空白,其只能採用功率小,性能限制較大的活塞發動機,裝機後最直接的表現就是彩虹5有效載荷只有後者的一半左右,最大飛行高度也縮減了將近一半,所帶來戰鬥力的嚴重縮水,其次渦槳發動機採用航空煤油做燃料,其價格也比活塞發動機使用的汽油便宜的多。


前面我說過汽車上的發動機就是活塞發動機,再舉個例子就可以看出活塞發動機和渦槳發動機的區別,比如馬自達的轉子發動機和普通的發動機相比,RX7上裝備的那臺1.3L的轉子發動機其輸出功率和扭矩相比大眾那臺1.4L的EA211發動機高功率版本大的多,而轉子發動機其實和渦槳發動機就有點相像。想一想電影頭文字D中高橋涼介那臺RX7就明白了。


魑魅涅槃


現在還在天上飛的螺旋槳飛機的發動機大概有以下幾種,渦槳、槳扇、渦軸、內燃、活塞、電機、人力、自然力等幾種。

其中渦槳、槳扇、渦軸是一個系列的產品,核心工作原理基本相同,共同特點就是都有一個壓氣室。不同的則是,槳扇發動機實際就是除去了外涵道的渦扇發動機,渦軸發動機則是由渦輪增壓傳輸給軸動力從而帶動旋翼旋轉。

而內燃、活塞、電機發動機則無壓氣室,從而使裝配以上發動機飛行器相比渦輪增壓發動機的飛行器,速度低,航程短、馬力小、載重低、某些型號的發動機過於笨重,佔機體積過大等缺點。其中內燃、活塞式螺旋槳發動機是一種利用一個或者多個活塞將壓力轉換成旋轉動能的發動機。活塞發動機是熱機的一種,靠汽油、柴油等燃料提供動力。而電力發動機靠電力維持動力,電力可以由太陽能或電池提供,太陽能型的光伏片的面積很大;蓄電池型裝配的電池系統也比較寵大。

人力與自然力的發動機很特別,人力螺旋槳發動機是完全靠人力使飛行器或得動力的方式。航模上很常見,就是皮筋機,用手把皮筋繃緊了再放飛航模,使航模的螺旋槳順著皮筋繞拒的反方向旋轉。自然力的發動機多利用風力和氣流控制旋翼的旋轉。











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