船用發動機不在乎推重比,飛豹用的斯貝發動機推重比不高,為什麼不改成船用發動機?

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在我國開始設計製造殲轟-7A之初,發動機成為一項急需解決的難題,為了加快研發進程,我們只得從英國購買了50臺成品發動機和全套設備,為了這批設備我國同英國簽訂了將近10億人民幣的合同,在現在看來十億的軍費支出並不驚人,但當時的這個數字是極其巨大的,當時的十億相當於今天的700億人民幣。這份鉅額支出在後來的研發過程中充分發揮了它的作用,這批發動機讓我國的發動機領域取得了非常大的跨越。

當時,我國在航空戰鬥機領域的研究剛剛起步,為了彌補空軍力量的不足,我國在1973年啟動了飛豹戰機項目,但在項目啟動之初,我國沒有合適的發動機來支持飛豹戰機,因此發動機成為了當時研究的瓶頸,但面對當時的國際環境,我國殲5和殲6戰機不能滿足空防任務,所以飛豹的研究迫在眉睫。當時我國正處於發展起步階段,以我國的工業產能和科學技術水平根本無力解決發動機問題,發動機是戰機的心臟,所以我國只能從資本主義國家引進,我國從英國引進了一批羅爾斯·羅伊斯 斯貝MK202加力式渦輪風扇發動機。這是中國戰機首次使用國外的發動機,花費了將近十億人民幣,但以後來的發展看來,這筆錢花的非常值得的。

當時現實情況說明了當時英國的技術是非常先進的,在發動機設備到位後,這批發動機放在試車臺上,在首次調試就可以正常工作,在裝備了此發動機的戰機試飛過程中沒有出現過任何異常,解決了當時我國面臨的困境,最重要的是,我國的科學技術人員通過這批發動機和全套設備,防造斯貝發動機,掌握了大量的先進工藝和技術,這些都是國內以前沒有接觸過的,這對我國當時工業技術發展意義是非常的巨大的,不但如此,這批設備讓國內的關於項目管理、質量控制、壽命考核等方面空缺得到了填補。所以說我國在發動機領域迅速發展與當時的明智決策是分不開的。


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斯貝發動機具有航改船用燃氣輪機的潛力,只是我們還沒有進行。英國羅·羅斯貝(Rolls-Royce Spey)SM1A就是從斯貝直接改型而成,其最大功率達到13824千瓦,改進後的C型最大功率更是高達17750千瓦,燃油消耗率為235g/千瓦時,這已經達到了美國LM2500燃氣輪機的標準!

圖、羅·羅斯貝SM1AC

飛豹使用的渦扇-9是英國羅·羅設計生產的斯貝RB.168MK202授權生產版,我國進行了部分改良,自然也有改裝的可能。由於航空發動機技術的革命性發展,尤其是熱效率、可靠性和耐久性的提升,讓航空發動機技術向工業和艦船用燃氣輪機的轉移成為可能。

其實我國從1970年代開始以數十種渦噴、渦槳、渦軸、渦扇發動機為基礎進行改型研製工作。經過近40年的發展,已形成中國南方航空工業有限公司、瀋陽黎明航空發動機集團有限責任公司、中國航發哈爾濱東安發動機有限公司、成都發動機公司、蘭翔機械廠等企業以航發為基礎改型成功並投入使用,廣泛應用於船改燃氣輪機、油田發電、油田注水和供熱、機械驅動等。尤其以南方公司改進的WJ6系列為基礎,成功研發出WJ6G1、WJ-6G1A以及609號燃氣輪機、WJ6G2、WJ6G4、WJ6G4A和QD20系列。在氣墊船動力、鐵路機動車動力等投入使用。是我國銷售最多的國產燃氣輪機。

圖、搭載斯貝燃氣輪機的英國皇家海軍 23型護衛艦

更值得關注的是,英國已經開始將遄達800為基礎改型研製出36MW雙轉子軸流式MT30艦船用燃氣輪機。並在2013年安裝在美國海軍DDG-1000驅逐艦上。2013年更是安裝在英國皇家海軍“伊麗莎白女王”級航空母艦上。期待我們的先進航發儘早投入使用,並裝備於我們的航母上,不但解決飛機的“心臟病”問題,還能提升航母的動力系統。


航空之家


這問題邏輯我怎麼一點兒看不懂呢?

船用發動機不在乎推重比就是因為推重比這個指標對船用發動機沒什麼意義(艦用發動機也沒有推重比,只考慮輸出功率),所以船用發動機就可以做得很重、很大,畢竟你做再重的發動機跟船比起來還是小意思,多個八九噸的重量到時候船做得大點兒就什麼發動機都無所謂了。

航空發動機之所以要考慮推重比,就是因為飛機是要上天的,少一噸重量帶來的都是質的區別(你就想你可以多帶一噸燃料或者一噸武器彈藥會對戰鬥力有多大的提高),你搞個發動機一兩百噸重,飛機飛都飛不上天,一點兒用都沒有。

上面第一張圖就是艦用的燃氣渦輪發動機,第二張圖是航空燃氣渦輪發動機,雖然說外觀上有類似的地方,但是內部從結構到材料都有很多的不同。如果打個比方的話,艦用燃氣渦輪發動機就是開山斧,講究大力出奇跡、穩定皮實耐用;航空燃氣渦輪發動機就是手術刀,講究巧奪天工、用最小的代價得到最高的推力。

所以說兩種不同的使用環境讓艦用、航空燃氣渦輪發動機有著不一樣的設計需要,幾乎可以說兩種發動機是沒有辦法在對方的工作環境中使用的。而這個問題問的就是在讓人摸不到頭腦了,飛豹的斯貝發動機推重比不高,你倒要用一個沒有推重比限制的艦用發動機(雖然艦用發動機沒有推重比這個說法,但是實際上艦用發動機的結構效率很低),這不是南轅北轍麼?

我再舉個例子來說明這個問題的邏輯有多荒謬:石頭不是用來吃的,所以沒人在乎石頭好吃不好吃。你晚飯做的不好吃,為什麼不去吃石頭?——所以這邏輯簡直是荒謬到了極點了。


航小北的日常科普


分兩部分說,原版和國內仿版。

原版RR改了多個型號,高中低檔,產品線非常豐富,這些燃機不僅裝備了帝國海軍,還有相當大量的出口,比如日本、加拿大。斯貝改燃機基本上是RR在奧林匹斯之後最重要,銷量最大的燃機。要說的是,RR那時候就給斯貝改燃用上中冷回熱了,比美帝還要早。

國內仿版基本都是黎明生產。起因是上面看著日本人用原版斯貝改燃眼紅,也想弄個用用。先後搞了直接加自由渦輪、改小風扇加渦輪、換渦噴13壓氣機加自由渦輪等湊合項目,然而由於實際並未掌握斯貝的自主生產技術,這些項目都成了無根之木,最後通過鑑定就束之高閣,不了了之。

當年技術水平確實不高,這些自改項目哪怕不受限於自產斯貝的問題,生產出來實用性也相當堪憂,效率功率和原版相去甚遠。


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與其說在乎發動機推重比的,不如說在乎發動機所在的裝備整體推重比。燃氣輪機的增壓比和渦輪前溫度是形成推力大小的重要指標,而渦輪前溫度都設計有增加的餘度的,所以發動機公佈的推重比並不是一個獨立的指標,除了材料、技術之外,它還綜合了經濟性、可靠性、壽命、維護成本等要求確定下來的指標,相互關係大家應該都懂的,發動機的推重比會因裝備任務而在多個指標中取捨。對於空優戰鬥機來說它需要高推重比,因為它對機動性要求高,裝備推重比因發動機機推重比變化很大,目前我們空軍三代空優戰鬥機空戰時推重比均大於一,有的正常起飛時就超過一,而殲轟七不是空優戰機。對大型裝備來說,發動機的推重比對裝備的推重比影響不大,而且其設計過載就很小,所以大飛機、輪船等大型裝備會就偏向在乎推力大小,只要起動或起飛時能加速起來就行,並不在乎機動性有多好,所以更在乎可靠性、壽命、維護成本等經濟性指標。


嚮往埃及


好像一般規律都是航改燃的,就是利用航空發動機的核心機改造成船用燃氣輪機。如果是一臺優秀航空發動機改成船用燃氣輪機應該沒問題,因為航空發動機的轉數,燃氣溫度,使用環境遠比船用要高。反之改造就不一定了。


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