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第257章 大涵道渦扇發動機-《科技強國從升級鏡頭開始》


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    一款飛機發動機的性能好不好,通常首先就是看它的推力大小,然后在這基礎上追求省油。

    但問題來了,

    根據f(推力)=*(1出口氣流速度-0飛機速度)以及效率n=2/1+(1/0)兩個公式可以得出的結論

    發動機出口氣流速度1越快,推力越大,但相應的效率就低。

    除了這個問題,飛機在不同的飛行高度和速度下,涵道比也有非常大的影響,比如對于小涵道比的戰斗機來說,涵道比超過07,更適合低空,涵道比低于05,更適合高空。

    所以省油和推力,大涵道比和小涵道比,本身就是一個矛盾,很難做到各方面兼顧,而這其實還只是設計航發的時候,各種需求與技術的矛盾之一。

    每一個看似細微的設計改變,背后都是需求和技術權衡妥協的結果。

    當然,技術是在不斷發展的嘛,科研也講究一個大膽假設,小心論證。

    以客機和運輸機的大涵道渦扇發動機為例,它們的進氣口風扇只有一個,并且直徑通常都在三米以上,因此可以吸入非常多的空氣,其中大部分都進入了外涵道,提供了發動機85%以上的推力。

    因此對于大涵道發動機來說,擴大外涵道與風扇直徑來增加推力的效果非常明顯,f35上的f135發動機就是這么干的。

    但副作用也很明顯,外涵道與風扇直徑太大,迎風阻力就大,因此大涵道比的飛機,很難進行超音速飛行。

    于是就有人提出了個疑問,既然飛機在起飛或者格斗的時候,需要小涵道比獲得更大的推力和速度,巡航的時候又追求大涵道比追求省油和續航,

    那如果弄一臺可變涵道比的發動機,豈不是完美解決了這個問題?

    理論上確實可行,渦扇發動機說白了,就是兩個直徑大小不一樣的筒子套在一起,只要造個大小可以伸縮的外筒子和風扇,一臺可變涵道比的發動機就出來了。

    但就是這原理看似簡單的東西,真想做出來難如登天。

    這東西一聽名字就知道,結構肯定非常復雜,先不說能不能做出來了,光是在高溫高速的發動機里面,加了這么多的系統和零件,可靠性和壽命就是老大難的問題。

    因此到目前為止,各國都還只是處于初期研發階段,真正能拿出來的可變涵道比發動機,一個都沒有。

    相較于一聽就難度極高的可變涵道技術,變循環技術則相對簡單,也好理解。

    變循環目前有兩個方向,

    一個是根據情況,啟用或停用加力燃燒室,而加力燃燒室其實就是在內涵道和外涵道噴出的冷熱氣體交匯處,再加一個噴油燃燒裝置,利用空氣中沒有消耗掉的氧氣再次燃燒,提高推力,在這種狀態下,整臺發動機其實和渦噴已經沒有什么區別了。

    另一個則是直接通過增加幾個氣體的閥門,來控制進入內外涵道的氣體比例,需要高推力起飛或突防的時候,就把大部分的氣體都引入內涵道的燃燒室燃燒噴出。

    第二種方法,其實國普惠在1962年就研發出來了,這款名為j-58的自循環發動機也是全球第一款投入使用的變循環發動機,裝備它的是r-71“黑鳥”戰略偵察機。

    而這款裝備了j-58自循環發動機,看起來極具科幻感宛如外星產物的飛機,也確實成為一個時代的神話。

    它是第一款成功突破熱障的實用型噴氣式飛機,32馬赫的速度連導彈都追不上它,服役24年被上千枚防空導彈攻擊過,但除了一次對高麗的偵查任務中被一枚5200導彈擊傷,其余全部毫發無傷,其科技含量哪怕放在現在也還能打。

    在和老毛子的那場競爭中,他們雙方在舉國之力之下,確實憋出了很多黑科技,哪怕至今都還在享受那場科技競賽所帶來的余澤。

    不過在競賽的過程中,普通民眾的日子就沒那么好過了,就和華國勒緊褲腰帶搞兩彈一樣,奇跡都是要付出相應代價的。

    冷戰結束后,黑鳥因為每架高達20億刀的造價,以及每月3700萬刀的使用成本,讓老也大呼吃不消,最終在1998年黯然退出了歷史舞臺。

    除了惠普的j-58,老美的ge公司也成功研發出過f-120變循環發動機,只不過因為成本等原因,最終也被淘汰了,后來ge公司就吸取了教訓,不一味追求高技術,轉而尋求起了性價比。

    目前反推力,變循環,變涵道這幾種技術,華國也在研究攻克,目前已經拿出來的,就是加力燃燒室技術,但并不是那種可以自動啟停的。

    至于康馳,

    他比較貪心,既然理論上可行,那就全都要!

    只不過真搞起來后,他發現事情遠沒有想象中的簡單。

    不說別的,光是讓他照著渦扇20的圖紙,復刻出一臺渦扇20都得費好大勁,更別說一款全新的黑科技發動機了。

    對于航發來說,有三大主要核心設計、材料、工藝。

    其中設計圖紙有了,材料想要什么國家肯定都會提供,但工藝這東西,如果不去航天工業學習,光靠康馳自己琢磨,沒個一年半載估計都難。

    但從航空工業只給圖紙沒給工藝就能看出,他們對康馳多少還是想留一手的,這也能夠理解,要是誰上來就找康馳要光刻機的圖紙和技術,他肯定也不樂意。

    雖然蔡耀斌給他這些‘學習資料’的時候,看起來似乎云淡風輕,甚至生怕他不感興趣,但背后肯定也是軍方大佬們費了老大勁才幫他搞來的。

    所以康馳也沒奢望能通過去西飛學習得到這些工藝,只能靠自己搞定。

    何以解憂,唯有開掛。
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