03.02 遼寧號20萬馬力,而殲20有15萬馬力,是這樣嗎?為什麼?

深深的海洋30505607


在網上流傳著這樣一個問題“遼寧號20萬馬力,而殲20有15萬馬力,是這樣嗎?為什麼?”

這說法嚇死我了,趕緊翻書看看,順便做了一道簡單的計算題,真的把我嚇死了,這些老哥說得好有道理我竟無法反駁

馬力和推力並不是一個同單位概念,馬力是一個功率單位,一般換算公制為735.4瓦特。推力一般用牛頓公制,是力學單位。兩者的換算公式為:P=FxV

殲-20戰鬥機的最大飛行速度為2.5馬赫,飛行高度以10000米計算,該高度下音速為299.41m/s。殲-20使用的WS-10B發動機單臺加力推力為132KN,且有兩臺發動機。

那麼進行一下簡單的計算:

殲-20戰鬥機在10000米高空開啟加力達到2.5馬赫的最高飛行速度,發動機此時的瞬時功率為:

132x2x1000x2.5x299.41=197610600 瓦特

換算為馬力則為268857馬力,26.88萬馬力。

說實話得出這個結論的時候我都驚呆了,嚇得我伯努利方程都忘了。

畢竟在二戰時期,最好的灰背隼發動機也就才1650馬力,即使是滅世轟炸機圖-95使用的庫茲涅佐夫渦槳發動機也才14500馬力,換算之後的推力為11.77KN。

這麼一看,殲-20的數字換算之後咋一看還是沒毛病的,挑不出任何毛病,28萬馬力實至名歸。

但實際上,如果將這個數字換算一下會發現,遼寧號航空母艦與殲-20在發動機之間沒有任何可比性。首先我們做一個簡單的計算題,如果我們“聰明的工程師”將殲-20的WS-10B發動機扔到了遼寧號航母上,那航母是不是也能原地昇天呢?

答案是否定的!

要知道水中航行的阻力是非常大的,我們來換算一下遼寧號航空母艦的動力核心,即航母的推力。

遼寧號航空母艦裝備有四臺453型蒸汽輪機最大輸出功率為20萬馬力,最大航速為29節,那麼遼寧號航母的螺旋槳推力為:

200000x735.4/(29x1.852/3.6)=9858643 牛 換算為KN則為9858.64KN 是WS-10B發動機的74倍。

也就是說,想要讓遼寧號航母保持最高速度不變的情況下,如果將發動機拿走,換成WS-10B發動機,就需要至少74臺,而且要保證這74臺能以加力狀態同時運作(對吸氣和供油量等要求極高)。

這麼一說有些抬槓的嫌疑,但是這個問題本身就非常有趣不是嗎?

事實上,各種不同的武器所使用的發動機、行走裝置等都是工程師們經過優化計算的結果,一味地鑽進數據當中是絕對不可取的。軍艦之所以採用蒸汽輪機是因為蒸汽輪機結構簡單,工作條件較為優化,且大型化更加簡單。世界上最早的內能源輪船使用的就是蒸汽機,即使今天最強大的核動力船舶也是利用核能燒熱水的蒸汽輪機。

而戰鬥機採用的渦扇發動機也經歷了漫長的發展,在這個發展過程當中,戰鬥機進行了從火箭發動機到噴氣式發動機,再從最早的渦噴發動機一直髮展到現在的渦扇發動機。這些發動機對吸氣和工作條件要求極高,但卻能在最小的體積內爆發出最強大的推力,讓飛機成為天空中精靈般的存在。

這兩者在本質上、功用上的區別使得兩者沒有可比性,但卻顯露出一個事實,那就是現在的槓精實在是太多了


利刃號


根據慣用的單位,燃氣輪機是以千瓦兆瓦或者馬力來作為基本單位,而戰鬥機的發動機通常以推力作為基本單位。

所以根據你的描述是根據戰鬥機的發動機功率換算過來的,這個說法是本質上沒有任何問題的,因為在物理學中功率跟馬力是可以相互換算的,它們是一個可以互通的單位所以沒有什麼不妥。

不過我要告訴你的是,根據物理學中的原理你想飛的更快你所具備的推動能量就應該更大,你自身具備的質量越大所需要的推動能量越大,所以在物理學中沒有靜止質量的光子可以達到光速,所以你的質量跟你的速度實際上是矛盾的。

30噸左右的殲20飛行非超音速巡航速度1000公里/小時,6.7萬噸滿載排水量的航空母艦速度要達到1000公里/小時那需要具備多大能量?很顯然是不合理的,你必須符合物理規律,在愛因斯坦相對論中明確的說到,當物質的速度接近光速的時候它的質量將變得無限大,所需要推動它的能量也需要無限大,所以想飛的快必須質量小這樣才符合物理學理論。

而馬力作為功率的一種表示單位是很正常的,所以殲20具體數據準確性不論,這個數值還是大致和實際功率一個數量級。



李曉偉


目前殲二十戰鬥機所使用的WS-10太行發動機,單臺最大推力13噸以上,摺合26×0.735=18萬馬力 是所有人都知道,航空發動機是無法直接用在航母上的。

而ws-10核心機的衍生產品QD70燃氣輪機,QC70艦用輕型燃氣輪機。

QC70燃氣輪機為7000千瓦,也就是7兆瓦。主要應用於726a型氣墊登陸艇 而美國的lm2500燃氣輪機功率為25兆瓦至30兆瓦。所以qc70燃氣輪機的功率稀鬆平常 而且qc70燃氣輪機的定義也僅僅是輕型艦用燃氣輪機



遼寧艦總功率110兆瓦,

兩臺qc70燃氣輪機加起來也才14兆瓦。也就是說,就衝這一臺7兆瓦的功率,想要推動遼寧艦,少說不得來它10臺?

但是考慮到美國的lm2500燃氣輪機也是20兆瓦往上走的存在(初期款是25,000馬力後期,已經大於3萬馬力,朝著35,000邁進了)


而lm2500燃氣輪機,其核心機使用的是tf39渦輪風扇發動機的核心機,TF39-GE-1A發動機最大推力18萬千牛,直接理解成18噸,也就是說,嗯,這qc70改也能改成20兆瓦往上走的。這樣一來4臺發動機也就夠了。

實際上,4臺燃氣輪機推動一艘航母很正常 甚至於伊麗莎白女王級和僅用了兩臺35兆瓦的MT30燃氣輪機....所以說 將h20的發動機改改用來推航母毛毛雨了。

tF39a發動機,大致數據直徑2.54米 長度4.785米 質量,3316千克推力18噸
1馬力=0.735千瓦

嘯鷹評


很多磚家回答說,遼寧艦發動機的功率和j20的功率不是一個東西,我想,你們初中物理是體育老師教的?

只要稱為功率,它就是一個東西,沒什麼不一樣。

也許有人會問,那兩臺j20發動機不就可以推動遼寧艦了嗎?答案是,非也,兩者做功方式不一樣,艦船需要把渦輪機的後噴推力轉換成軸動力,飛機是直接用後噴氣流的推力,轉換會損失一部分動力,再加上船用渦輪機不可能像飛機渦輪機那樣工作,同樣的核心機,做燃氣輪機的功率要比噴氣動力的功率小很多很多。

還有磚家用寶馬汽油發動機和拖拉機柴油發動機比,拜託,同功率下,柴油機的低速扭距要大的多好嗎,同時柴油機由於壓縮比很高,燃油經濟性好,同時造價也比較低廉,這三大優點更適合拖拉機使用


老鄭90726


這是完全錯誤的。一般軍艦發動機的功率才用馬力計算,馬力是功率單位。飛機發動機性能一般用推力衡量,使用千牛計算,或者用噸,千牛是力的單位,馬力和千牛是兩個不同物理量的計量單位。

馬力是工程技術上常用的一種計量功率的單位。1公制馬力等於每秒鐘把75公斤重的物體提高1米所作的功;千牛是工程設計、力學計算中的常用單位,是力的單位, 1千牛約相當於102千克的物體的重力。

為什麼艦船用馬力飛機用千牛? 因為衡量艦船跟飛機性能的指標不一樣,評價艦船性能一般用續航距離,最高航速等指標,使用功率計算更容易,所以用馬力衡量發動機功率;評價飛機尤其是戰鬥機一個非常重要的參考是推重比,比較推重比就要用推力,所以用千牛計算。正確的計算應該是遼寧艦的發動機功率達到20萬馬力,殲20戰鬥機的發動機推力達到了150千牛。


深藍利劍


一些非權威機構發佈的東西不可相信。

有的超豪跑車據說有五千匹馬力,而一臺客運火車也就五六千匹馬力,搞得我現在都不相信那些鬼話了。



用戶創維


只談能量的話,不要忘記速度。。。

一個能以馬赫為單位巡航,一個只能跑到30節。。。

E=mv²/2

能量和速度的平方成正比,和質量成正比

質量對比遼寧艦比黑絲帶重2000倍,根據官方透漏黑絲帶最高速度2.6馬赫,比遼寧艦快53倍,平方後為2809倍。。。

所以純理論上來講殲20發動機能量和遼寧號發動機能量差不多,可能還要更高一些

至於推力的不同,這又涉及到扭矩的概念和飛機發動機推力計算的概念,那就是長篇大論了。

所以知道為什麼飛機發動機那麼難做了吧。。。



滿船清夢壓熙和


馬力是功率的單位。一馬力等於734.8瓦特等於75千克力/米的做功。

換句話說,遼寧艦真正的動力輸出是燃氣輪機的輸出軸的扭矩(或者叫燃氣輪機給軸承,槳葉的扭力大小)。這牽扯到一個複雜的:降速,齒輪放大扭力的過程。

而殲20的動力是發動機吸入空氣通過發動機葉輪將空氣壓縮然後引燃,給飛機一個向後的推力,這個推力反作用到飛機上讓飛機往前飛。

而殲20的動力是吹出來的,發動機內燃燒是我一個作用增加燃燒空氣壓力從而增加發動機往出噴射的空氣壓力。

遼寧艦是依靠燃氣輪機或者蒸汽輪機給主軸一個扭矩,這個扭矩可以通過特殊變速箱減速後放大扭力輸出給螺旋槳。

你真的要對比的話,遼寧艦6萬5千噸,殲20多少噸。殲20最大推力15噸左右,遼寧艦人家一出門6萬多噸出去了。能一樣嗎。


風車騎士45541173eg


哈哈,這個問題就是一個典型的軍事小白所提出的問題,下面淡然小司就簡單回答一下,希望能給題主帶來一些收穫。首先要糾正一個問題,就是殲20戰機並不是15萬馬力,這是一個有病句的提問,將20戰機所安裝的發動機產生的叫推力,通常是以“千牛”為單位,偶爾也有以噸為單位的,這樣能夠便於大家理解而已。那麼我們就先說一下殲-20戰機的推力。

殲-20戰機是我國研製的第四代戰隱身戰鬥機,國際標準第五代戰鬥機。其配套研製的發動機為渦扇~15發動機,目前正在定型當中,有望在2020年定型裝機。我們這裡就以渦扇~15發動機為例來說殲-20戰機的推力,當然不是15的數據很多都是來自於網上的推測,但是這不耽誤我們今天對於該問題的解釋。



在2018年11月6日珠海航展上,中航工業集團宣傳片當中有一架高空試車臺上的發動機影像,據說就是未來的渦扇15發動機。渦扇15發動機的最大推力為161.86千牛,巡航推力為105.22千牛。推重比為8.86。但是很多網絡傳言其最大推力達到18噸(約為176.58千牛),推重比超過10以上,不知道最終的渦扇-15會是多大的標準。不過這個爭論也會很快得到驗證,畢竟我們的劉大響院士在2018年7月做工作報告時,就稱第四代發動機將在未來2-3年完成定型。而劉大響院士口中的第四代發動機就是指的我們,渦扇15發動機。



而遼寧艦航母,其前身是瓦良格號航母,但是前蘇聯只將其完工68%蘇聯就解體了,也就是說這是一艘沒有完工的航母,而且在我們購買時只是一個船殼,其動力系統並沒有安裝完畢。而遼寧艦航母所配備的是8臺大型燃油鍋爐,加上4臺TB-12蒸汽輪機。每臺TB-12蒸汽輪機所能提供45000馬力,而我們國家是對其進行了改裝和升級,將其功率提高到50000馬力。那麼4臺蒸氣輪機就能為遼寧號航母提供20萬馬力。


也就是是說,遼寧號航母擁有20萬馬力的,動力系統,並且通過四軸推進,可以使遼寧號航母擁有超過30節以上的航速。也正是因為這樣的航速,才為遼寧號航母上所搭載的殲15艦載戰鬥機提供最基本的航母風速。讓殲15艦載戰鬥機,在遼寧號滑躍甲板上能夠順利起飛。

所以,兩個問題還是相對容易理解的,只是,二個問題確實是有些真的不懂行。不過沒關係,我們自古都有“敏而好學,不恥下問”,無論我們是否懂得,但是我們都有一個學習的心,今天的問題值得給你題主點贊,雖然你是軍事小白,但是你的好學值得肯定!


淡然小司


哈哈說到馬力的問題了,先說殲-20有沒有15萬馬力吧,這裡咱們就用WS-15來做分析,國產WS-15發動機的最大推力為181.373千牛。

其實呢發動機看這個數字就已經可以知道功率高低了,至於換算成多少馬力基本上沒有多少人這樣去做。理由很簡單測量這個數值對飛機的飛行並沒有太大意義。噴氣發動機的功率其實就是指流經發動機的空氣的動量增量。但由於飛機飛行的過程中速度是變化的,那麼這個增量考慮流經發動機的空氣阻力,並不是一個線性狀態。說白了算出來也沒有太大意義。這時我們得反著做個一個大致的估算,WS-15發動機最大功率的時候耗油量是1.98kg/N/h,這樣計算一下在最高飛行速度下殲-20的WS-15發動機每秒耗油量就達到了99.75公斤,兩臺發動機就要耗油199.5公斤。國產航空燃油的熱值是每公斤44.73兆焦。那麼燃油完全燃燒可以放出8924095719焦耳的能量,換算成馬力則是12141626.83馬力,沒錯,是1214萬馬力!這是最最最最最理想的狀態。


但燃燒從微觀時間上看是一個緩慢的放熱過程,熱量並不是一個瞬間就能放出來的,因此這個大的出奇的數字能夠利用到的很小,大約只有13%。這樣還剩下1578411馬力,簡單的說就是158萬馬力吧。而且在燃燒的過程中並不是所有燃油都可以充分燃燒,在開加力的過程中,大量燃油被拋出噴管形成了長長的火焰並沒有參與做功過程,其實燃油真正燃燒的不足45%。那麼還剩下71萬馬力的能量。這些還只是熱能!還沒有轉化成動能。在開著加力狂奔的過程中,實際上僅僅有5-7%的熱能能轉化成動能——也就是飛機的實際功率,也就是3.75萬馬力-4.97萬馬力之間。

這就是殲-20大致的功率數量了。還遠沒有15萬馬力之多。


弄明白這點,大體也就可以推算出大部分戰鬥機的馬力數了,但這個數其實沒任何作用。飛機還是看推力就完全夠了。


看別的回答裡面有回覆問,為啥航母不直接用噴氣式發動機推動。這個問題就還在一個效率上,如果利用8臺WS-15發動機也可以勉強的達到20萬馬力的動力輸出。但問題來了,這8臺發動機每秒鐘耗油量就達到了800公斤,遼寧號滿載8000噸燃油的話,那麼就僅僅能開動兩個半小時左右的時間了。這樣航母的續航能力也就僅僅有100海里。


因此遼寧號這類的航母,一般就使用重油鍋爐帶動蒸汽輪機了,重油鍋爐的一個好處就是燃燒速度慢,熱能利用率高。


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