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1 # 泉州小馬
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2 # 一葉楓流
渦輪螺旋槳發動機適合低速的小型飛機。渦扇發動機適合大型、高亞音速飛機。在低速的時候,螺旋槳的效率比風扇要高,費用也低於渦扇。風扇的葉片有很多,製造起來很複雜,增加成本。反不如螺旋槳簡單。而採用變距螺旋槳,對低速飛行的適應性很強。
小型渦槳發動機的製造門檻低,也適合中小發動機公司研究開發。
渦扇發動機小型化的技術難度比較高。零部件更加精密。目前都是用在巡航導彈、教練機、公務機這些高價值產品上。
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3 # 熊貓說
英國MetroVick公司1943年發明渦扇發動機的時候就得出了一個至今適用的真理:
同樣燃油消耗率下,以較慢的速度向後推動更多的空氣,獲得的推力,必定大於以較快的速度向後推動更少的空氣。
1944年超級馬林設計論證了一架垂直起降戰鬥機,技術報告No.4040。
No.4040採用的僅僅是一個活塞式的格里芬61發動機,尚不是渦槳發動機(儘管同一個專案裡也考慮了渦槳),格里芬61的發動機功率現實中最高跑到2200馬力上下,當時超級馬林公司採用的是2500馬力的估測值,使用直徑19英尺的2x4葉共軸反轉螺旋槳,靜態推力(static thrust,即俗稱的拉力)達到15000磅力,66.72kN。
這是一個什麼概念?
1臺2500馬力的活塞發動機,提供的靜態推力,和鷂式的原型機霍克西德利P.1127“紅隼”所使用的飛馬5發動機,一模一樣!
推力一樣的情況下,活塞發動機比渦扇發動機的燃油消耗率低得多。
Pegasus 5發動機,最大推力15000磅力時,燃油消耗率約0.76lb/lbf/hr,計算得1小時耗油11400磅;
格里芬61發動機,估測最高功率2500馬力時,燃油消耗率0.50lb/hp/hr,計算得1小時耗油1250磅。
同樣推力下,耗油量相差近一個數量級。
以上。
當然,圖表裡也可以看到——靜止時15000磅的靜態推力,隨著速度增加,下降得多快。
BTW,這是韋斯特蘭WE-02垂直起降客機
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4 # 楚天雲平
很簡單的道理,軌道列車,有高鐵內燃機車城軌地鐵,它們的作用功能不同,誰都不能取代誰。飛機也是同樣道理,渦扇發動機適合遠端飛行,而螺旋槳發動機用於近距離飛行,前者載客多後者載客少。總之任何的交道工具只要不淘汰就有它存在的價值。
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5 # 科技型文盲1
再次糾正中國專家因無知而產生的錯誤叫法,這已經成為一個國家的悲哀,中國科技有很多牛頭不對馬嘴,還沒有入門。比如,log分明是遞數,硬是扭曲為對數。
一戰以後,世界只有軸噴,沒有渦噴。渦噴得有渦管、一種漸開式結構,如耳形。進一步,得有離心式壓氣機。無論專家多權威,敢叫渦噴都是外行人。
釆用什麼型別發動機與使用效率有關,任何效率,脫離使用條件都是瞎扯淡。理論上,噴氣速度與飛行速度越接近,使用效率越高。客機正常速度0.8馬赫,並不適用於軸噴,更適合槳葉。
選用軸噴,主要出於結構簡單,免維護時間也更長,加之噪音小一些。但效率略低。悲哀的是,囯內叫螺旋槳為渦漿。仍然不知道這個渦從何來。
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6 # 尼甘布
選配什麼樣的發動機主要取決於該機型的設計目的是什麼,渦槳、渦扇、渦噴並沒有什麼技術上的高下之分。需要長時間、遠端在五千米左右巡航,不需要超音速巡航的前提下當然選渦槳;需要高空巡航,強調巡航速度考慮渦扇,強調瞬間加速能力,需要機動靈活,燃油經濟性不重要的前提下必選渦噴。
不僅俄羅斯人,美華人也沒淘汰螺旋槳發動機。俄羅斯人圖95轟炸機,美華人C130戰術運輸機,使用的都是螺旋槳發動機。也不僅美華人,都沒聽說哪個大國淘汰了螺旋槳發動機。
螺旋槳發動機至今未淘汰,關鍵在於它擁有噴氣發動機取代不了的優點——它可以讓飛機在前線簡易跑道上起飛,草地、砂土、夯土等跑道都行,而且,同等起飛重量,它需要的跑道更短!
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7 # 空天知識局
在低速低空,螺旋槳飛機更省油,渦輪噴氣發動機作為噴氣引擎,大涵道比渦輪風扇發動機應用於民航,適用飛行範圍與螺旋槳飛機相當,但是價格昂貴,適用於大飛機。螺旋槳飛機適用於,短途的支線客機,公務機等。
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8 # 兔子的野史
現在螺旋槳大多由渦槳發動機驅動,用什麼發動機要結合飛機的速度和需要的動力,在低速情況下螺旋槳推進效率最高,但是在高速中高速渦扇會好一些,如果要把飛機開到1馬赫以上那就得選渦噴或者衝壓發動機了。
同等條件下,飛機推進效率和參與推進的空氣質量成正比。螺旋槳飛機可以讓更多空氣參與到推進過程中,渦扇次之,渦噴最小。但是,飛機一旦達到高速,螺旋槳推進橫截面過大風阻更大反而影響了飛機推進效率。還有飛機一旦超音速,氣體的很多引數造成的影響將會反轉,比如在亞音速情況下流體速度和通道橫截面積成反比,而超音速情況下確恰恰相反。
所以,並不是螺旋槳已經過時了,而是飛機需要一個什麼動力或者什麼楊的速度,才選什麼樣的推進方式。
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9 # 老鷹航空
回答這個問題前,首先得糾正一下,現代飛機上使用的螺旋槳發動機可未必都是二戰時期的那種活塞式發動機,而是渦槳發動機。渦槳發動機其核心機其實就是一臺渦噴發動機,只不過不再是向後方噴口噴射高速高壓高溫氣體來獲取反作用的推力,而是透過驅動後部的渦輪葉片,將其轉化成為旋轉機械能輸出,配合前端的減速齒輪來帶動螺旋槳旋轉,從而實現推力的產生。
渦槳發動機+螺旋槳這樣的動力系統和渦扇發動機動力系統相比,各有各的特點和專長,都算是現代航空發動機,這一點和技術落後並沒什麼關係。
渦槳發動機+螺旋槳由於需要透過螺旋槳來產生推力,而螺旋槳的效能受到槳尖馬赫數的限制,因此這種動力系統更適合於低速飛行;況且螺旋槳的推力產生機理是基於空氣動力學,氣動效率方面在同等推力條件下,渦槳發動機的燃油消耗要小於渦噴或渦扇發動機。
正因為如此,渦槳發動機+螺旋槳的動力系統在當今領域中,主要應用在三種機型上:
1、支線客機或者大載客量的通航客機,這是渦槳發動機在民用領域最為主流的應用機型,可以發揮渦槳發動機好維護、省油的特性,又可以滿足動力需求,畢竟渦槳發動機的動力輸出強度遠高於活塞發動機。典型支線客機應用產品比如中國產的新舟60;
通航類客機應用案例比如美國塞斯納公司的208B“大篷車”飛機。
2、中型運輸機;這是渦槳發動機在軍用飛機領域的主流應用方式,一般都是集中在雙發/四發的中型、輕型運輸機上,比如C-130、安-24等機型。低速推力輸出大,油耗相對更低,有利於提高運輸機的航程。
3、大型遠端轟炸機。
在轟炸機上的應用,渦槳發動機如今和渦扇發動機相比,並不佔優勢,但是在上個世紀五十年代,轟炸機應用渦槳發動機主要是為了降低油耗,延長航程。最經典的應用案例就是圖-95轟炸機了。不過現在轟炸機基本上都是渦扇動力為主了。
——問題就回答到這裡了——
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10 # 孔乙己亂彈
準備好一大堆資料和圖片回答一下這個問題,重在參與、不求名利……
當代航空工業發展和技術運用講究“物實”、軍民用運輸機機體大小不同使用也不一樣。
以軍用運輸機為例分戰術運輸機和戰略運輸機之分。戰爭雖然是典型的消耗一切資源的、戰爭經濟學也必須考量一番。以當今飛機的動力分渦噴發動機、渦扇發動機以及渦槳發動機三大類。
渦輪螺旋槳發動機最經濟。中短程運輸機都採用此類發動機。渦輪螺旋槳發動機燃油消耗低、經濟性強、對低速運輸機更加實用。甚至於像歐盟聯合研發的中遠端運輸機“M400”運輸機也採用4 發渦槳式發動機作為動力最佳選項。
戰術運輸機大多數都是選擇經濟實惠的渦輪螺旋槳發動機。
典型的像:An2/運5輕型運輸機、美國的“C130-大力士”運輸機、安12/y12/運9運輸機。歐洲的“M400”/俄羅斯/烏克蘭的安70以及將來的中國“運30”運輸機、不可比取替……
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11 # 軍機處留級大學士
現代航空動力主要是渦槳發動機和渦扇發動機,其次是活塞式螺旋槳發動機。
渦輪螺旋槳發動機和渦輪噴氣發動機/渦輪風扇發動機使用相同的燃燒和發電概念:燃燒燃料使渦輪旋轉。
噴氣發動機的渦輪最大化加熱空氣由噴口部分產生向後的推力推動飛機前進。
渦輪螺旋槳發動機的高速渦輪帶動齒輪元件,以較低的速度驅動大功率螺旋槳反作用於空氣產生推力。
比起純噴氣發動機,渦輪螺旋槳發動機更受青睞的主要原因是渦輪螺旋槳發動機在比噴氣發動機在更慢的飛行速度下提供更大的功率和更高的效率。
這就引出了一個問題,為什麼飛機機身是為功能或目標設計的,因此具有特定的形狀,然後決定了它的空氣動力學(從而決定了最佳速度)。商用客機是為相對較輕的負載和大量的座位空間而設計的,對速度有一定的要求,但對燃油效率有明確的考慮。打算運載大截面貨物的飛機不能以更快的速度飛行,因此渦輪螺旋槳發動機將更合適。
除了渦輪螺旋槳發動機的經濟優勢外,特別是對於較小的飛機和較短的航程,渦輪螺旋槳發動機比噴氣式發動機噪音小,由於高溫冶金,成本低於噴氣發動機(材料成本和維護)和燃料消耗對有效載荷的環境化學影響最小。
相比之下,由往復式活塞驅動的飛機發動機在技術上更簡單,購買成本更低,但噪音比渦輪發動機更大,效率也更低,尤其是隨著飛機尺寸的增加,情況更嚴重。歐美通用航空的普通民用飛機使用活塞式螺旋槳發動機較多,既有一定的航速,也具備經濟性。
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12 # 海事先鋒
同樣是螺旋槳飛機,但是內涵卻大不一樣。二戰的螺旋槳飛機用的是活塞發動機,也叫作行星或者星形發動機,這種發動機類似於現代汽車的多缸式發動機,一般都有4個以上的活塞,多的可達8個左右,其原理和汽車發動機類似,不同的活塞有不同的行程節奏,帶動螺旋槳葉旋轉。
但是這種經典的發動機並不能產生更大的推力,在二戰之後由於技術的發展已經進入極限,其能量轉化率低的特點暴露無遺,如果繼續使用,那麼帶動一架100多噸的運輸機,恐怕發動機的個頭得兩三層樓那麼大了,顯然已經進入了邊際效應區和死衚衕。現代螺旋槳發動機則是一種叫做渦槳發動機的螺旋槳發動機。
現代渦槳發動機本質上也是一臺燃氣渦輪發動機,一般都是使用渦噴發動機改造,原本得渦噴發動機是利用燃燒室內得高溫氣體排出產生推力,而渦槳發動機不同,雖然都是渦輪發動機,但是他等於把燃燒室內產生得能量轉化為了槳葉轉動得能量,由於槳葉旋轉得動力方式可以透過增加槳葉的長度或者改變設計來提高推力,因此飛機可以獲得比渦輪本身產生的推力更大的推力。
渦槳發動機比渦噴發動機的低速效能更好,飛行更加平穩,全程也更加省油,有利於將軍用飛機的航程半徑提高,在那些不是很追求速度的飛機上,則可以保證飛機在低速狀態下的平穩度,有利於以此發展反潛飛機、巡邏飛機、警戒飛機、預警飛機和轟炸機、運輸機等機種,典型的例子就是俄羅斯的圖95熊式轟炸機和中國的高新系列電子戰機。
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13 # 軍武雜貨鋪
燃油經濟性高,低速效能好。同等油耗狀態下螺旋槳飛機的推力更大,同等推力條件下,螺旋槳飛機的速度較低。有優點就有缺點,缺點也很明顯,那就是不適合高速飛行。螺旋槳大多用在低速飛機上!對飛機有超音速要求的話,還是放棄螺旋槳方案的要好。
渦漿發動機是噴氣時代對活塞式螺旋槳發動機的最佳化,穩定性大大提高現代螺旋槳飛機和二戰時期的螺旋槳飛機本質上動力方式差不多,但是核心動力來源不一樣。現代螺旋槳發動機大多采用的渦輪螺旋槳,而二戰時期的螺旋槳飛機大多采用的是活塞式螺旋槳。動力輸出的核心是不一樣的。
活塞式發動機內部和我們熟知的內燃機的做功原理差不多,都是透過活塞運動做功。而渦漿的動力來源是一臺類似於渦輪噴氣發動機。由於採用活塞式螺旋槳的發動機本身劇烈做功會引起振動,相比於現代渦漿而言,穩定性差距很大。而渦漿發動機的幾乎所有運動都是圍繞著核心渦輪的旋轉運動,在發動機運轉過程中穩定性要大大高於活塞式螺旋槳飛機。
不過無論是活塞式螺旋槳還是渦輪螺旋槳飛機都有一個極大的缺點,那就是高速飛行不合適。螺旋槳圍繞一箇中軸線旋轉,螺旋槳葉靠近軸的速度和螺旋槳葉的尾端速度不一樣,尾端擁有更大的角速度。一旦這個速度超過音速,就會在螺旋槳的尾部形成持續不斷的渦流。渦流是高速轉動的氣團,對飛機飛行是有極大危害的,所以螺旋槳飛機的速度比較低,在700多公里飛行已經是極限。
渦漿發動機之所以還在用,很大的原因是其燃油經濟性更高,而使用渦漿的飛機本身對速度要求並不高現代渦輪核心機的轉速動輒上萬轉每分鐘,螺旋槳的速度大概有1000轉就足夠飛機飛行所使用的動力了,也就沒有必要轉那麼快,轉的太快了,漿尖渦流就會出現。解決的辦法是核心機透過減速齒輪裝置降低螺旋槳的旋轉速度。這樣就可以很好的控制螺旋槳的旋轉速度了。
相比於渦扇發動機而言,渦漿發動機如果給螺旋槳加個整流罩,就是一臺渦扇發動機。可以將渦漿發動機理解為一臺外涵道可以無限擴充套件的渦扇發動機。上文我們大概說清楚了渦漿發動機為何要保持低速度。接下來我們再來看一下,渦漿發動機為何比渦扇發動機的油耗更低。
渦扇發動機我們都知道,涵道比越大,越省油。渦扇發動機的推力是風扇的直接推力外加核心機的燃燒推力。涵道比指的是外涵道和內涵道空氣流入的比例。涵道比越大,說明燃燒室得到的空氣總量越少,燃燒室的油耗就越小。民航飛機使用的涵道比最大可以到10,而軍用飛機為了追求比較暴力的動力輸出,一般都是以核心機燃燒作為動力來源,所以涵道比就會很小。如果將大涵道比風扇外側的整流罩去掉,就變成了一臺渦漿發動機了。而渦漿發動機的油耗,可以比涵道比10更大,所以也就更省油。
渦漿飛機的推力來源主要是螺旋槳旋轉所產生的推力,而渦扇是風扇推力外加核心機高溫高壓氣體膨脹排出的推力之和。所以在達到螺旋槳的轉速要求之後,渦漿發動機的核心機燃燒室可以足夠小,只需要燃燒輸出的能量可以推動螺旋槳的旋轉就行了,核心機沒必要對外做功。而渦扇發動機在推動風扇做功的同時,燃燒室高溫高壓氣體在從尾噴口排出的時候,會有很大比例的能量白白浪費掉了,並未參與推力做功的能量比例更大。根據能量守恆定律,渦漿的能量利用率更高,可不就是比較省油嗎?
渦漿發動機相比渦扇發動機還擁有其他的優勢。因為其不需要那麼高的速度,對核心機的燃燒溫度和轉速的要求都沒有渦扇發動機那麼高。這樣渦輪核心機的製造相對也就便宜很多,另外就是維護和保養也更加容易。作為軍事用途很多飛機只要夠用就行了,沒必要在所有的飛機上都採用渦扇發動機,完全可以將渦扇發動機寶貴的產能用到更需要的飛機機型上!
渦扇發動機很多網友的認知是比較省油,其實這個省油本質上是相對於渦噴發動機而言的。從活塞螺旋槳到渦噴,再到渦漿最後過渡到渦扇發動機。航空發動機的發展是個逐漸在完善的過程。渦扇發動機很好的解決了噴氣飛機燃油經濟性和航速的問題,所以成為現代航空的主流發動機。但是渦漿發動機擁有比渦扇發動機更高的燃油經濟性,雖然飛機安裝渦漿的速度較低,但是並不代表就會被淘汰掉。現代軍用中型運輸機很多都在使用渦漿發動機。中國的空警500的載機平臺也是使用的渦漿發動機。因為運輸機以及預警機都不需要很高的速度,只要夠用就行了。
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螺旋槳飛機的起飛,低速效能更優秀。當初發明噴氣機的原因,就是因為螺旋槳飛機一旦需要高速飛行,速度就上不去。