军用和民用航空发动机有什么区别吗?航空发动机博士告诉你答案

航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”,但是大家对于这种充满了神秘感的机械装置都不甚了解。比如说,那些装备在先进战机上的军用发动机和我们平时可以看到的客机上的民用发动机到底有什么区别呢?

军用和民用航空发动机有什么区别吗?航空发动机博士告诉你答案


先说几个错误的答案

对于军用发动机和民用发动机有什么区别,很多人都有自己的答案,但是正所谓外行看热闹、内行看门道,这些答案虽然有一定的道理,但是都是片面的、不正确的,我们先来列举几个错误答案:

1,军用发动机有加力燃烧室,民用发动机没有。

这个答案是不对的。比如说,美国的C-5银河运输机使用的动力TF39发动机,身为一款军用发动机却没有加力燃烧室;相反,协和飞机是一款民用飞机,其装配的“奥林匹斯593”发动机却是一款由加力燃烧室的涡喷发动机。

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协和客机的发动机就有加力燃烧室

2,军用发动机高速性能好、直径小;民用发动机高速性能差、直径大。

这个答案也是不对的。比如说很多军用运输机使用的涡桨发动机,高速性能比客机使用的大涵道比涡扇发动机高速性能更差。

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装有涡桨发动机的C-130运输机

为什么这些答案都是错的?因为这些答案都默认军用飞机都用涡喷发动机或者小涵道比涡扇发动机,而民用飞机都是用大涵道比涡扇发动机,所以他们说的发动机的区别是涡喷发动机和涡扇发动机之间的区别,却不是军用发动机和民用发动机之间区别

换言之,民用飞机也有可能用涡喷/涡扇/涡桨发动机,军用飞机也有可能用这些发动机,那么同一个种类的发动机,民用发动机和军用发动机有什么区别呢?

军用-民用航空发动机的区别主要看“内功”

飞机发动机的设计都是跟飞机的任务需求密切相关的,军用飞机跟民用飞机在使用环境、任务需求上有着巨大的不同,所以在发动机设计要求上也有很大的区别。

比如说,在发动机设计准则中,有这么一条,大意是这样的:“军用发动机要能够承受3.5rad/s的机动载荷,而民用发动机只需要承受1.5rad/s的机动载荷”。

其实这点设计上的区别很好理解,军用飞机因为要求要求更加灵活,所以要能够保证做剧烈的机动动作,自然军用发动机也要能够承受这些巨大的过载。而民用飞机慢悠悠地飞行,则不需要有这些区别。

军用和民用航空发动机有什么区别吗?航空发动机博士告诉你答案

军用飞机表演高机动飞行

但从这个标准上的差异出发,虽然民用飞机和军用飞机的发动机在结构上看起来几乎没有什么区别,但是在具体的设计上则产生了很大的差异:

首先,军用发动机中的很多结构要更“粗”,更“结实”一些,这样才能够抗住这么苛刻的机动飞行;其次,军用发动机转子叶片和机匣之间的间隙要相对大一些,这样飞机在做机动飞行的时候,旋转的叶片才不容易碰上不旋转的机匣;最后,因为叶片和机匣之间的间隙变大了,相应的发动机效率就会下降很多。

这些由设计标准带来的内在的区别才是真正的差异所在

内行看门道、外行看热闹,真正的军-民发动机区别不是一眼就能看出来的,而是要真正地深入其中才能够明白其中的区别。

刚刚只是举了一个设计标准上的区别,类似的设计标准差异还有很多很多,而且因为设计标准不一样,所以军用发动机和民用发动机在设计的时候注意的点也大不一样——这些区别才是真正的军用发动机、民用发动机之间的区别。

这么说不太好理解,我来举个例子吧:

这就好比文科生、理科生,最后的考察标准不一样(考试不一样),学习的内容自然也不同。虽然一眼看上去,文科生、理科生都是两只眼睛一张嘴,但实际上两类学生在“内功”上有很大的区别

因此,有些人说“军用发动机跟民用发动机的区别就是军用发动机有加力燃烧室”,就跟一个人说文科生理科生的区别在于文科生都是女生一样,都是“只知其表、不知其里”。

再举个例子

现在由于军用飞机有些时候会有垂直起降的需求,所以会在结构上跟现有的民用发动机有一些区别,比如说著名的F-35战斗机上的发动机F135就有复杂的升力风扇结构,你在民用发动机上很难看到。

军用和民用航空发动机有什么区别吗?航空发动机博士告诉你答案

F-35战斗机使用的F135发动机

军用和民用航空发动机有什么区别吗?航空发动机博士告诉你答案

F-35飞机垂直起降过程

那么是不是可以说,有升力风扇就是军用发动机和民用发动机之间的区别呢?经过上面的解释读者朋友们可能也知道答案了:这不是军用发动机和民用发动机之间的区别。

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民用垂直起降飞机

因为万一未来某一天,民用客机也需要垂直起降了怎么办?毕竟垂直起降的民用飞机也有很强的应用前景。所以类似的升力风扇到时候也会出现在民用发动机上。这个例子同样告诉我们:军用、民用发动机不能单单看外在的样式,而要看内在的设计要求


总结

军用发动机和民用发动机的区别,最本质上的来源于不同发动机的任务要求不一样,因为任务要求、使用环境不一样,所以设计标准不同,即便是同一个类型的发动机,在具体的结构、功能设计上会有不一样的侧重点,这些区别才是军用发动机和民用发动机之间最根本的区别。

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