03.03 飛機發動機上燃氣輪機技術那麼發達,為什麼大型運輸機發動機上還要裝螺旋槳?

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現代螺旋槳和二戰的活塞式發動機螺旋槳不一樣,現代大多數飛機使用的是渦槳,是渦輪動力的另一種表現形式,和二戰的活塞發動機已經本質上不同了。



現代渦輪發動機,一般由三種類型組成,分為:

渦輪噴氣式發動機

渦輪螺旋槳葉式發動機

渦輪風扇式發動機

其中渦噴屬於早期噴氣式發動機技術,比如我們熟悉的活躍在朝鮮戰場的米格15和F86這些都屬於渦噴。它最大的毛病是費油,燃料利用效率較低,所以飛機常常有腿短的毛病去。而且這種方法說白了就是個火箭,雖然能快速的獲得推力,但當速度接近音速時,便不可避免的產生激波,阻止氣流速度繼續增加。雖然高空高速這種脈衝的方式有優勢,但飛機是需要平衡考量的。



渦扇則是現代戰機和大型運輸機常常使用的發動機技術,簡單點說就是通過燃燒室溫度推送幾層內部的渦輪扇葉形成壓氣效應。風扇扇葉由轉子葉片和定子葉片組成,渦輪推動的是轉子,一對定轉子葉片為一個級,一般10個級上下。效率上比起渦噴好的多。



渦槳就不一樣了,它完全是為了適應性而製造的東西,通過渦輪推動槳葉,形成與活塞飛機差不多的工作效應。在性能上,它像一個介於活塞槳葉和渦輪之間的產物。



基本上來說,它有渦輪那種功率強大的特點,同時又如同活塞那樣可靠以及經濟性能好。對一些大型飛機來說,並不需要戰鬥機那種極端的高速,反而強調場地適用性和耐用可靠性。

架構上也可以這麼理解——渦槳是一個去掉了函道,風扇改成螺旋槳的渦扇,為了不引起螺旋槳音爆,它被限定了速度。就當它給鋸了一半吧。



實際上也正是中低速領域成就了渦槳發動機。它油耗不比活塞多多少,但是高空性能和加速能力更強,相比渦扇和渦噴則更加好維護和便宜經濟,尤其是油料方面,活塞發動機用的一般可都是航空汽油,比航空煤油貴。而且渦槳體積很小,單位功率大嘛。



在運輸、搜索、通信、巡偵、反潛、消防、預警方面,中低速飛機反而佔優勢,它們都可以大型運輸機為載體,你要是派一個油耗高,留空時間短,燃料費昂貴,低空能力差,維護標準高,起降能力差的渦扇渦噴來,不一定做的好這些事。


王司徒軍武百科


燃氣輪機是在航空發動機的基礎上開發出了的一款發動機,通常在大型水面艦艇和主戰坦克上運用。燃氣輪機是一款產生機械能的的發動機,這是與航空發動機有很大的區別的。從第二次世界大戰以來噴氣發動機就被髮明瞭出來,噴氣式發動機的發明讓世界航空工業發生了革命性的變化,速度上的提升是顯而易見的,當使用螺旋槳發動機的時候戰鬥機的速度永遠無法突破音速,而噴氣式發動機的出現使得戰鬥機達到音速成為了一個必要的條件。


目前在運輸機上使用的發動機主要是兩種,這就是渦扇發動機和渦槳發動機,包括大部分的民航客機使用的都是大涵道比渦扇發動機,另外大型軍用運輸機使用的也是大涵道比渦扇發動機,這些發動機具備很大推力,可以滿足這些最大起飛重量超過200噸的大型軍用運輸機的起降條件。

除了渦扇發動機之外還有一種發動機被運用在運輸機上,這就是渦槳發動機,實際上渦槳發動機室渦扇發動機的一個改進,渦扇發動機是通過向後的推力實現飛機的運動,而渦槳發動機使用發動機主軸帶動螺旋槳來帶動飛機的運動。到目前為止還沒有大型軍用運輸機上使用渦槳發動機,渦槳發動機主要在中型戰術運輸機上使用,包括洛克希德馬丁公司的C-130J,歐洲空客公司的A400M中型戰術運輸機等,我國的運-8/9系列也使用渦槳發動機。

渦槳發動機與渦扇發動機相比雖然說推力上有差別,但是渦槳發動機具備了渦扇發動機不具備的能力,這就是燃油消耗比較低,通過使用渦槳發動機可以實現運輸機的長時間的飛行,也能夠獲得良好的經濟效益。除了中型戰術運輸機使用渦槳發動機之外,俄羅斯的圖-95戰略轟炸機也使用了渦槳發動機。在一些民用支線客機上也有使用渦槳發動機,而好處就是經濟。


航空視界


題主的問題字眼略糙,但是問題本身沒毛病,是個好問題。

題主想問的可能是:為啥噴氣式發動機技術這麼牛了,有些大型運輸機還在用螺旋槳?這實際是一個硬幣的兩面。

圖一:阿湯哥還是很拼的,爬到A400M上拍電影。A400M算是大型運輸機採用渦槳的絕唱。

首先,必須承認,主流大型軍用運輸機用噴氣式渦扇是主流,而用渦槳是非主流。

採用渦扇作為動力的大型運輸機很多,包括C-5銀河,C-17空中霸王III,中國運20,俄羅斯伊爾76,日本C-2,而採用渦槳的大型運輸機只有歐洲的A400M,中型運輸機包括中國運八和美國的C-130。

從科技樹上來說,渦扇的通用性很好,從一個核心機上,可以衍生出戰鬥機,轟炸機,客機,運輸機全部機型的發動機。中國殲十用的WS-10發動機,和美國F-16的F110發動機,算是親兄弟,核心機都來自於民機的CFM56,而CFM56是大家接經常接觸,但是最有可能忽視的,它是A320和波音737的動力。

另外,裝備渦扇發動機的飛機,最大飛行速度比較快,是優於渦槳飛機的。

圖二:中國的運20不採用渦槳,這是因為直接把伊爾76的發動機搬過來就能用。

其次,渦槳還是有一定的性能優勢。

渦槳發動機相對而言,油耗比較低。這一點對於大型飛機很重要,尤其是軍用飛機,寧願噪音比較大,也希望飛得遠一些。另一方面,渦槳飛機短距起降能力比較好,能在較短和較惡劣的跑道上起飛,這點比噴氣式飛機強。軍用大型運輸機在野戰條件下,有時沒有那麼完美的基地可以用,將就在土路上飛起來,好過飛不起來。

另外,渦槳飛機的低速性能比較好,畢竟軍用運輸機經常需要在低速時執行空投任務,速度太高是不行的。

圖三:巴西的KC-390是一種優秀的中型軍用運輸機。

最後總結一下,當代軍用運輸機的主流大勢是噴氣式取代渦槳,不光是大型戰略運輸機會這麼玩,中型運輸機也開始這麼玩,比如巴西的KC390軍用運輸機,性能非常不錯,可以作為C-130的優秀換代備胎。


厲兵


現代飛機的發動機就是我們常說的航空發動機,俗稱“航發!”雖然進入噴氣發動機時代已經很久了,但是現在很多飛機(民用、軍用都有)還是用的“螺旋槳”!

飛機發動機早期的時候是活塞氣缸內燃機,最頂峰的就是星型結構的,螺旋槳驅動!後來要飛得更快,就過度到噴氣發動機時代!開始是渦噴,後來到現在又發展出渦扇噴氣發動機(還有直升機用的渦軸發動機)

現代大型運輸機不管是民用還是軍用基本都是渦扇發動機為主了!美軍的C-141,C-5,C-17,烏克蘭的AN-225,AN-125,俄羅斯的伊爾-76,我們的運-20,鬼子的C-2,等等都是噴氣發動機的!

當然也有例外,戰術級的比如大名鼎鼎的C-130用的渦輪螺旋槳的,優點低速性能好,維護保養簡單,使用成本低!歐洲用來代替c-130自己研製的A400M也是渦輪螺旋槳推進!烏克蘭的AN-70也是螺旋槳的,但是它和別的C-130,A400M的還不一樣,是烏克蘭獨門技術,用的是槳扇發動機配的獨特的前後兩組(前8,槳、後6槳)大傾角灣月型的槳葉,工作時兩組槳葉反轉,推進性能好,效率高、經濟性好!還有我國最新研製的兩棲飛機AG600也是渦槳發動機,比較適合水上起降的環境(俄羅斯有噴氣式的水上飛機,但實際用下來沒有渦槳的好)之前的水轟-5也是渦槳發動機!還有個特殊的雖然不是運輸機,TU-95(也可以看著是,只是專門來做炸彈和導彈的),也是螺旋槳的!但是它也很有特點,四臺渦槳發動機,每臺發動機驅動兩組大直徑的四葉獎反轉!還有有國輕型的運輸機,運-12用的也是渦槳發動機!

總結下,現在戰略級大中運輸機基本都是渦扇發動機為主了!戰術級的、輕型的運輸機用的螺旋槳推進的!還有水上飛機環境特殊,絕大部分都是渦槳推進!現代的螺旋槳推進和二戰那會的螺旋槳推進早就不可同日而語了!


中國人民很行1


看了這麼多就沒有發現幾個對的,我來說一下吧!

第一,現在帶螺旋槳的飛機發動機叫渦槳發動機;是渦輪發動機的一種,可以將其理解為風扇很大(外涵道無窮大)的渦扇發動機的變種;

第二,活塞式發動機(星型佈局)的飛機在小型飛機上還能看到,但是在大型飛機上早看不到了。所以,看到帶螺旋槳的飛機都是渦槳發動機了;

第三,在渦輪發動機裡面,外涵道約大推進效率越高(換句話說越省油),但是由於漿很長所以飛行速度不會太高(漿尖很容易超音速),所以飛行速度不會高,當漿稍超音時阻力會急劇上升,反而降低飛行效率。

第四,發動機目前都是渦扇主流,渦扇又分為大涵道比的民航發動機和小涵道比的軍用發動機(渦槳可以看做涵道比無窮大的發動機);

總之,樓主的題出錯了,謝謝


網上鄰居46


簡單的說,為了省錢。

至今為止航空發動機大致可分為三大類,活塞發動機,渦輪發動機,火箭發動機。二戰結束前活塞發動機是絕對的主流,現僅僅在小型飛機上還有應用。目前從單座運動飛機到大型商業客機渦輪發動機都是絕對的主流,渦輪發動機細分為渦輪噴氣發動機,渦輪螺旋槳發動機,渦輪軸發動機等等。

現在仍然裝有螺旋槳的飛機,尤其是大型飛機絕大多數是渦輪螺旋槳發動機,已經不是二戰以前的活塞螺旋槳發動機了。渦槳發動機核心結構和渦噴、渦扇一樣都有壓縮風扇、燃燒室、渦輪機結構,不同的是發動機輸出功率給螺旋槳,這種發動機在較低速度情況下燃油效率比渦輪噴氣發動機高很多,整體結構比渦輪風扇發動機簡單,造價低,既便宜,又省油。


nordland


發動機是發動機,螺旋槳是螺旋槳,合起來才是動力裝置。

就像船一樣,有柴油機的,有燃氣輪機的,還有核動力的,但絕大部分還是通過螺旋槳推進,還有少部分是通過噴水推進。

具體到飛機是採用螺旋槳、噴氣推進,還是槳扇推進,取決於飛機的使用領域和設計指標,想追求亞音速的巡航效率,現在的螺旋槳和槳扇是很不錯的選擇,想高亞音速或者跨音速飛行,渦扇可以兼顧經濟性和速度;想追求高空高速甚至“雙三”,渦扇就不太行了,需要渦噴或者衝壓;等等。也就是說,每種動力裝置有其擅長的飛行包線。


鹽巴虎俠


在給定油量的情況下,速度和航程是一個矛盾!要記住,天上可沒有加油站哦?!

所以,不同用途飛機,對性能有不同的要求。如果,希望速度快,就得用渦輪噴氣發動機,如果希望省油航程遠,就得用渦輪螺旋槳發動機,如果希望速度和航程都能兼顧,就得用渦輪風扇發動機!


丟了自己259793923


現代大型運輸機用的可不是普通螺旋槳,而是渦槳發動機。也屬於噴氣發動機的一種。跟二戰時期的活塞式螺旋槳是天壤之別。為什麼使用螺旋槳,一是可以省油,二是低速氣動性能更好。運輸機不需要高速度,而要強動力,渦槳是很合適的選擇。


德克斯特2711


現代的螺旋槳飛機嚴格意義上也是燃氣輪機,螺旋槳用著速度雖慢(這個慢是相對的比高鐵快幾倍)。但省油非常經濟


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