船用发动机不在乎推重比,飞豹用的斯贝发动机推重比不高,为什么不改成船用发动机?

落花流水9515


在我国开始设计制造歼轰-7A之初,发动机成为一项急需解决的难题,为了加快研发进程,我们只得从英国购买了50台成品发动机和全套设备,为了这批设备我国同英国签订了将近10亿人民币的合同,在现在看来十亿的军费支出并不惊人,但当时的这个数字是极其巨大的,当时的十亿相当于今天的700亿人民币。这份巨额支出在后来的研发过程中充分发挥了它的作用,这批发动机让我国的发动机领域取得了非常大的跨越。

当时,我国在航空战斗机领域的研究刚刚起步,为了弥补空军力量的不足,我国在1973年启动了飞豹战机项目,但在项目启动之初,我国没有合适的发动机来支持飞豹战机,因此发动机成为了当时研究的瓶颈,但面对当时的国际环境,我国歼5和歼6战机不能满足空防任务,所以飞豹的研究迫在眉睫。当时我国正处于发展起步阶段,以我国的工业产能和科学技术水平根本无力解决发动机问题,发动机是战机的心脏,所以我国只能从资本主义国家引进,我国从英国引进了一批罗尔斯·罗伊斯 斯贝MK202加力式涡轮风扇发动机。这是中国战机首次使用国外的发动机,花费了将近十亿人民币,但以后来的发展看来,这笔钱花的非常值得的。

当时现实情况说明了当时英国的技术是非常先进的,在发动机设备到位后,这批发动机放在试车台上,在首次调试就可以正常工作,在装备了此发动机的战机试飞过程中没有出现过任何异常,解决了当时我国面临的困境,最重要的是,我国的科学技术人员通过这批发动机和全套设备,防造斯贝发动机,掌握了大量的先进工艺和技术,这些都是国内以前没有接触过的,这对我国当时工业技术发展意义是非常的巨大的,不但如此,这批设备让国内的关于项目管理、质量控制、寿命考核等方面空缺得到了填补。所以说我国在发动机领域迅速发展与当时的明智决策是分不开的。


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斯贝发动机具有航改船用燃气轮机的潜力,只是我们还没有进行。英国罗·罗斯贝(Rolls-Royce Spey)SM1A就是从斯贝直接改型而成,其最大功率达到13824千瓦,改进后的C型最大功率更是高达17750千瓦,燃油消耗率为235g/千瓦时,这已经达到了美国LM2500燃气轮机的标准!

图、罗·罗斯贝SM1AC

飞豹使用的涡扇-9是英国罗·罗设计生产的斯贝RB.168MK202授权生产版,我国进行了部分改良,自然也有改装的可能。由于航空发动机技术的革命性发展,尤其是热效率、可靠性和耐久性的提升,让航空发动机技术向工业和舰船用燃气轮机的转移成为可能。

其实我国从1970年代开始以数十种涡喷、涡桨、涡轴、涡扇发动机为基础进行改型研制工作。经过近40年的发展,已形成中国南方航空工业有限公司、沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司、中国航发哈尔滨东安发动机有限公司、成都发动机公司、兰翔机械厂等企业以航发为基础改型成功并投入使用,广泛应用于船改燃气轮机、油田发电、油田注水和供热、机械驱动等。尤其以南方公司改进的WJ6系列为基础,成功研发出WJ6G1、WJ-6G1A以及609号燃气轮机、WJ6G2、WJ6G4、WJ6G4A和QD20系列。在气垫船动力、铁路机动车动力等投入使用。是我国销售最多的国产燃气轮机。

图、搭载斯贝燃气轮机的英国皇家海军 23型护卫舰

更值得关注的是,英国已经开始将遄达800为基础改型研制出36MW双转子轴流式MT30舰船用燃气轮机。并在2013年安装在美国海军DDG-1000驱逐舰上。2013年更是安装在英国皇家海军“伊丽莎白女王”级航空母舰上。期待我们的先进航发尽早投入使用,并装备于我们的航母上,不但解决飞机的“心脏病”问题,还能提升航母的动力系统。


航空之家


这问题逻辑我怎么一点儿看不懂呢?

船用发动机不在乎推重比就是因为推重比这个指标对船用发动机没什么意义(舰用发动机也没有推重比,只考虑输出功率),所以船用发动机就可以做得很重、很大,毕竟你做再重的发动机跟船比起来还是小意思,多个八九吨的重量到时候船做得大点儿就什么发动机都无所谓了。

航空发动机之所以要考虑推重比,就是因为飞机是要上天的,少一吨重量带来的都是质的区别(你就想你可以多带一吨燃料或者一吨武器弹药会对战斗力有多大的提高),你搞个发动机一两百吨重,飞机飞都飞不上天,一点儿用都没有。

上面第一张图就是舰用的燃气涡轮发动机,第二张图是航空燃气涡轮发动机,虽然说外观上有类似的地方,但是内部从结构到材料都有很多的不同。如果打个比方的话,舰用燃气涡轮发动机就是开山斧,讲究大力出奇迹、稳定皮实耐用;航空燃气涡轮发动机就是手术刀,讲究巧夺天工、用最小的代价得到最高的推力。

所以说两种不同的使用环境让舰用、航空燃气涡轮发动机有着不一样的设计需要,几乎可以说两种发动机是没有办法在对方的工作环境中使用的。而这个问题问的就是在让人摸不到头脑了,飞豹的斯贝发动机推重比不高,你倒要用一个没有推重比限制的舰用发动机(虽然舰用发动机没有推重比这个说法,但是实际上舰用发动机的结构效率很低),这不是南辕北辙么?

我再举个例子来说明这个问题的逻辑有多荒谬:石头不是用来吃的,所以没人在乎石头好吃不好吃。你晚饭做的不好吃,为什么不去吃石头?——所以这逻辑简直是荒谬到了极点了。


航小北的日常科普


分两部分说,原版和国内仿版。

原版RR改了多个型号,高中低档,产品线非常丰富,这些燃机不仅装备了帝国海军,还有相当大量的出口,比如日本、加拿大。斯贝改燃机基本上是RR在奥林匹斯之后最重要,销量最大的燃机。要说的是,RR那时候就给斯贝改燃用上中冷回热了,比美帝还要早。

国内仿版基本都是黎明生产。起因是上面看着日本人用原版斯贝改燃眼红,也想弄个用用。先后搞了直接加自由涡轮、改小风扇加涡轮、换涡喷13压气机加自由涡轮等凑合项目,然而由于实际并未掌握斯贝的自主生产技术,这些项目都成了无根之木,最后通过鉴定就束之高阁,不了了之。

当年技术水平确实不高,这些自改项目哪怕不受限于自产斯贝的问题,生产出来实用性也相当堪忧,效率功率和原版相去甚远。


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与其说在乎发动机推重比的,不如说在乎发动机所在的装备整体推重比。燃气轮机的增压比和涡轮前温度是形成推力大小的重要指标,而涡轮前温度都设计有增加的余度的,所以发动机公布的推重比并不是一个独立的指标,除了材料、技术之外,它还综合了经济性、可靠性、寿命、维护成本等要求确定下来的指标,相互关系大家应该都懂的,发动机的推重比会因装备任务而在多个指标中取舍。对于空优战斗机来说它需要高推重比,因为它对机动性要求高,装备推重比因发动机机推重比变化很大,目前我们空军三代空优战斗机空战时推重比均大于一,有的正常起飞时就超过一,而歼轰七不是空优战机。对大型装备来说,发动机的推重比对装备的推重比影响不大,而且其设计过载就很小,所以大飞机、轮船等大型装备会就偏向在乎推力大小,只要起动或起飞时能加速起来就行,并不在乎机动性有多好,所以更在乎可靠性、寿命、维护成本等经济性指标。


向往埃及


好像一般规律都是航改燃的,就是利用航空发动机的核心机改造成船用燃气轮机。如果是一台优秀航空发动机改成船用燃气轮机应该没问题,因为航空发动机的转数,燃气温度,使用环境远比船用要高。反之改造就不一定了。


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