t815856169
这种″厉害"体现于用当今最先进的四代机与未来的五代或六代机去较量性能,没有可比性!
可变循环发动机与当代涡扇发动机最大不同是,它除具备当今高性能涡扇发动机性能之外,还具备火箭发动机的特性,使战机飞出大气层外的临近空间,具备在空中和临近空间,以四代机的超声速或五代机的高超声速两种高度、两种速度的能力,两种性能可根据需要随时转换,这就是可变循环发动机之名称的由来。而装了这种发动机的战机才称得上是空天战机。
而空天战机的作战能力将是当今所有战机无法比拟,也就是说空天战机可以对四代以下战机随意戏虐,而它的飞行高度和速度对后者连其机载武器来说连望尘莫及的资格都没有,干脆就是没的玩了!除此而外,由于它的高速,使其携载的任何攻击或空战武器都具备了高超声速性能,使它无论对空、对地、对海打击作战中,其射程、精度、威力都会有大幅度提高,更重要的即使是一枚普通炸弹,凌空一击,对手也只能坐以待毙,无法拦截。
然而,在可预见的未来,这种战机还只能适用于有人和无人作战系统搭配投入使用,无法做到全部釆用有人机投入凌空战场。当然,这种方式也是未来作战方式的主流发展方向。
铁岭锋
说到发动机,不论是轮船、飞机、哪怕只是个摩托车,配置发动机的作用都是至关重要的。飞机的发动机有很多种,变循环航空发动机和涡扇发动机就是其中的两种。
涡扇发动机的优点在于加速度上的效率非常高,在提升飞机的速度上有很大的功劳。但是也只有在这种模式下才更能显现其意义。那么涡扇发动机在不需要这么大效率时候的模式能调节吗?人类的每一科技成果,几乎都是因为想要在现有的基础上打造更完美的结果。人们希望发动机能支持多种模式切换。比如飞机在作战时候,需要大量的能量支撑,所以涡扇发动机的作用比较显著,但是,输出大,耗能也大,在不作战模式下,如此的高耗能,既是一种能量浪费,续航也大大打折。此时与变循环航空发动机一对比,就弱很多了。变循环航空发动机的特点在于能随时切换模式。在作战模式下,可以切换成高效率输出,作战成果不熟涡扇发动机;而在非作战模式下,又能切换成节能模式,既节约了耗损,也续航。
变循环航空发动机其实很早就有,只是后来没有发展起来,有关专家认为没发展起来的原因有二:一是之前的技术不行,无法满足需求;二是当时的飞机的要求,配置涡扇发动机就可以了,也就没考虑在变循环航空发动机上大费周折的研究了。
新中国成立之初,很多高科技产品依赖进口,这些年的科学技术的飞速发展,慢慢也在很多领域摆脱了进口的情况。在不久的将来,中国必定能在发动机的领域有着更重大的突破!
利刃军事
现在各种飞机使用的发动机主要是2种:1,涡喷发动机。2,涡扇发动机。
涡喷发动机拥有高空高速性能好的优点,而涡扇发动机的高空高速性能不及涡喷发动机,但是在巡航飞行时更加省油。
而变循环发动机,在理论上可以兼顾这两种发动机的优势。
变循环发动机的基本原理并不复杂。
这是涡喷发动机。
而涡扇发动机就是在涡喷发动机前面装一个风扇,外侧再多一层。
经过燃烧室的一层被称为内涵道,而没有经过燃烧室的则被称为外涵道。
聪明的人肯定已经发现了:如果涡扇发动机的外涵道关闭,那不就是个涡喷发动机了吗?这就是变循环发动机的基本原理:通过发动机内部机械结构的调整,使得发动机能够在不同的工作模式下切换。
通过各个涵道间的调节板,关闭或开启一部分涵道,切换工作模式,根据实际情况的不同,比如超音速飞行就变成涡喷,亚音速飞行就变成涡扇。
变循环发动机的优势不在推力,而在省油。
我举个例子,F-22为了超音速巡航,它的发动机涵道比只有0.3,涵道比越大越省油,对应阻力越大。那么很明显,0.3是一个折中的数字,它既要估计超音速飞行时的阻力,又要估计亚音速飞行时的油耗。
但是如果可以根据实际情况切换涵道比,比如超音速飞行时涵道比0,变成涡喷,亚音速飞行时涵道比0.6,变成涡扇,这样就能实现更远的飞行距离。
因为实际使用中,飞机会经常在各种速度间切换,以不同的速度飞行,很显然0.3涵道比的最优区间是很小的,而变循环发动机0-0.6可变涵道比可以适应更大的飞行区间。
另一方面,未来下一代战斗机的飞行速度还要提高,单纯的涡扇发动机或者涡喷发动机都不能完全满足需求。所以发展变循环发动机,是第六代战斗机的基础技术。
贞观防务
可以这么理解,一台自适应变循环发动机能当几台普通喷气发动机使。它融合了涡扇发动机,涡喷发动机,冲压发动机的优点,同时具有这三种发动机的优势。
美国当年下马了变循环发动机一是因为技术不太成熟,YF120没有明显的性能优势,同时风险过大。二是F-22并不需要飞3倍音速以上。
图一:美国的变循环发机早在黑鸟上就实用化了。J58可以当涡喷和冲压使。
涡扇发动机,涡喷发动机,冲压发动机这三者的优势区间是完全不同的。涡扇发动机适合亚音速飞行,比较省油,所以现在所有的民航客机,全都用涡扇。而在跨音速飞行时,一直到约两倍音速,涡喷有优势。但是飞到3马赫以上时,涡扇和涡喷全都不行,真正靠谱的是冲压发动机。
美国第六代战斗机,要求油耗低,航程远,又要求飞得快,能飞3-5马赫。目前人类所有造出来的发动机,包括YF120都不行。所以美国搞了新玩意,叫做自适应循环发动机,在低速飞行时,象涡扇一样工作,在跨音速飞行时,象涡喷一样工作,在高速巡航时,象冲压发动机一样工作。
图二:变循环发动机原理图。通过调节片来控制气流走向。
中国的歼20已经研发成功,正在瞄准美国的六代机进行科研。换句话说,中国用于替换歼20的战斗机,必须飞得更快。目前歼20的极速约为2马赫左右,下一代战斗机将在3马赫以上。再牛的涡扇也没法装备这样的战斗机,只能是自适应变循环发动机才可满足。
从原理上说,普通涡扇发动机相当于一个大桶套了一个小桶,每个桶叫做一个涵道。空气从大桶出,燃气从小桶出。涡喷发动机只有一个桶。而自适应变循环发动机则总共有三个桶。第三个桶内的气流温度较低,可以提取更多的功率。
图三:请注意,只有自适应循环发动机才有第三个涵道。
从技术水平上讲,目前美国的变循环发动机技术相当领先,达到了约7级水平,而9级则是NASA认定的最高一级,即量产成熟型号。中国想要在第六代战斗机上不被拉下差距,就必须抓紧自适应变循环发动机的研发。
厉兵
在人类航空动力第一次打开了喷气式发动机这个大门之后,空中飞的东西都如同发现了新大陆,速度和能量的权重一下占据了所有有关航空器设计的第一位置。对于航空动力的追求,人类一直都是以贪婪和完美的角度去拼搏。也正是这样科技的进步在工业领域,第一时间就会反映在航空发动机上。
在最早的离心式涡轮喷气发动机出现瓶颈之后,人们迅速设计了两种现在主流的航空动力,涡轮风扇发动机和涡轮喷气式发动机。有很多人认为涡喷和涡扇是父子关系,其实不然,这两种构型一开始就几乎是同时被提出的。然而因为涡扇发动机对于材料和加工以及各个重要部件的设计要求在当时是无法想象的,所以涡喷发动机首先被人们研制并且使用。
在结构上涡扇发动机只是比涡喷发动机多一个最前面的大风扇,然而正是这个风扇使得涡扇发动机能够有两个喷气通道,就是内外涵道。内外涵道的比值就叫涵道比,通常外涵道越大越省油,但是推重比小;涵道比越小,涡扇发动机爆发力越足但是更耗油,推重比更大。这样我们就可以发现,涡喷发动机就是涵道比为0的涡扇发动机。
涡扇发动机省油,可以让战斗机有很优秀的作战半径。而涡喷发动机推力足。那么有没有办法可以让涡扇发动机和涡喷发动机的优势结合起来又吧劣势弥补呢?变循环发动机或者叫可变涵道比发动机就出现了。顾名思义就是可以按照需求变化涵道比的发动机,在巡航的时候涵道比变大这样可以省油。在需要进入超音速跨过音障时把涵道比变小。
这样的技术到今天为止连美国人都还在费力的实验,目前为止并没有一款实用的变循环发动机问世,就是在实验室里的样品也还远远达不到能飞的地步。在70年代末和80年代就提出将变循环发动机作为下一代战机的主要动力,无异于是画大饼。
军情解析
楠竹一
种花家的军事兔来回答。这个话题要从头说起。
二战后喷气式飞机的发动机经历了这么几个阶段。最开始是涡喷发动机。
涡扇发动机就是压气机前的风扇直径扩大,并设置外涵道,因为外涵道不烧油而且能提供一定的推力,所以涡扇发动机相对比较省油。
简单的说就是通过设置在各个涵道前端的调节板,关闭或者打开某个涵道。没有了外涵道的涡扇发动机就是涡喷发动机,涡喷发动机加个外涵道就是涡扇发动机。因为这种发动机的工作原理是可以改变的,所以就叫变循环发动机。
美国人在SR-71上用变循环发动机多多少少有些实验的意味,而且SR-71的J-58变循环发动机性能并不怎么好。
种花家的军事兔
变循环航空发动机可以使发动机的热力循环发生变化,从而改变发动机内部流路的变化,这是因为飞机的飞行速度并不是匀速的,他是在不断调整变化的,为了让飞机在飞行时能发挥良好的性能,所以就需要一个可以适应不同飞行状态的发动机,以前的飞机一般是涡喷就只能是涡喷的模式,涡扇也只能用涡扇模式,这样会形成一种高油耗,白白浪费资源。
一开始的变循环技术主要是调整发动机的流量和涵道比,这主要是需要适应高速飞行和可续航的经济原因,后来经过现代科技,比如传感器和数字技术的发展,发动机的控制不再是机械计算元件的简单机械液压控制变成复杂精确的控制,而是通过涵道比的变化和对核心机流量的控制,完成发动机在涡轮风扇与涡轮喷气工作模式间的转换,使飞机在各种飞行状态下都有可以满足需要的性能。
涡扇发动机多用于现在飞行速度在400到1000公里的飞机上,这符合绝大多数的飞机飞行速度,涡扇发动机在是在涡喷发动机的基础上增加了风扇,一部分空气通过外函道向后推,另一部分空气进入压气机,两者形成高温高压喷气混合形成合成推力。
飞机发动机的技术核心是在于提高燃油的使用效率,能够提供更大的高速推力,提高飞机的超速巡航和拦射能力,减低中低空飞行和亚音速的耗油率。
变循环喷气发动机改变的是他的热力循环燃气涡轮发动机,只要改变了变循环的发动机循环参数如空气流量和含到底增压比等,就能让发动机适应各种飞机的飞行状态,比如在爬升和加速时,飞机需要一个强大的推力,这个行为如果有变循环喷气发动机完成的话,飞机就会有一个更加良好的运行状态,所以他就要满足高速飞行的要求,又要满足低速待机长行时间或者远程持久飞行的要求,同时还得节省资源。总结起来就一句话,“变相循环发动机是飞机拥有低油耗的经济能力和拥有高速推力的好东西”。
军事一点通
这个问题,说起来简单,讲起来复杂,为了通俗易懂地讲解这个问题,我们姑且另辟蹊径从如下角度入手
我们知道,飞机是在天上飞的,汽车是在地上跑的!汽车的速度是车轮转速提供的,车轮对地静摩擦,车轮速度就等于汽车速度了
那么,飞机呢?飞机在天上飞的时候,飞机轮子不转啊!它的速度谁决定呢?估计大家都清楚,发动机的排气速度决定!如果排气速度是5米每秒,飞机绝对飞不到6米每秒,因为这相当于发动机喷口在以1米每秒速度往发动机里吸气,如此发动机在提供制动力,而不是动力,必然会从6米每秒减下来!
知道喷气速度决定飞机速度后,我们再来探讨同等发动机功率输出下,喷气速度,与喷气质量的关系,我们知道E=1/2MV²,发动机输入多少能量,就会让空气带有多大动能,排气质量M大,排气速度V就小,又F=Ma,M大,发动机推力就大,所以,给定发动机输出功率下,推力和排气量成正比,和排气速度成反比(这和汽车发动机是一样的,转速越高,可输出的扭矩越小,所以,起步,上坡,费劲的地方要低挡,小速度大力气)
我们还知道,飞机在天上飞,唯一的阻力是空气阻力,空气阻力和飞机速度成正比,那么,由此可知,飞机的速度越大,飞机在克服阻力上所消耗的能量就越多,这告诉我们,同等发动机功率输出下,同等距离上飞机飞得越快,飞机发动机浪费的功W=FS就越大,飞机越费油
到此为止,这个问题就有答案了,
在非作战状态下,把发动机加粗,增大进气量,从而减小排气速度,可以让飞机在较低速度下获得更大的推力和更远的航程,
在作战状态下,把发动机变细,让进气量减小,排气速度增大,让飞机获得更大的速度
什么是变循环呢?通俗理解,就是给发动机多加几个带开关排气口,通过控制开关实现排气口径的增大减小,根据作战状态需要,随时调整,同等航程下,大大省油,同等油量下,大大提高航程,
丢了自己259793923
变循環航空发动机相比传統涡扇发动机结構不同,从而改變热力循環发动机回路发生变化,这是因為飞機飞行速度并不是很快匀速,它在不断调整发生速度变化。为了这架飞機飞行时能发挥性能,就需要一個可以适應不同飞行状态发动机。
美國最早SR-71黑鸟装上J58变循環涡轮航空发动机,因為黑鸟高度很高飞行,飞行员身穿宇航服驾駛这架黑鸟侦察机高度很高速度飞行,空气稀薄,而起飞爬升,降落阶段,飞機飞行速度低,空气密大,只需要转少空气就可以,多余空气通過进入旁路流经发动机,不进入燃燒室相当於涡扇发动机。
变循環航空发动机适應不同高低空环境要求和不同速度,需要大量空气流量不同,现在涡扇发动机适应中低空就可以满足,飞行到高空进气道就会明现有效不足,发动机推力下降,甚至停車危險。变循環发动机主要为涡輪发动机低速和高速适应不同飞行差别,低速时工作发动机状态,高速时工作变成冲压发动机。变相循環发动机可成為经濟实用,臆未飞機发动机低耗油和拥有在变速循環发动机。