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1 # 兔哥哨位
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2 # 科技之重
作為世界上數一數二的發動機強國,俄羅斯肯定是可以製造出空心葉片的,在AL-21F發動機之後,也就是AL-31F航空發動機以及之後的型號就使用了空心葉片。空心葉片也就是說為了達到冷卻,減少應力 調頻等目的而製成的具有內部空腔的透平葉片。像AL-31F航空發動機的高壓渦輪葉片就是空心的。
航空發動機的葉片之所以被製成空心的主要是為了對葉片進行降溫,眾所周知,航空發動機的渦輪葉片工作環境極為惡劣。尤其是高壓渦輪葉片,因為前部的溫度也稱為渦前溫度,可以說是航空發動機中溫度最高的部位之一了。為了使高壓渦輪葉片可以承受高達1400℃——1700℃的高溫,以及100多Mpa的離心力作用。高壓渦輪葉片除了使用效能更好的單晶耐高溫合金之外,還要使用隔熱塗層以及氣膜冷卻技術。
因為現在的單晶耐高溫合金的耐熱效能達到1200℃就是極限了,而多餘的溫度就要用隔熱塗層和氣膜冷卻技術來應對了。而氣膜冷卻技術就需要高壓渦輪葉片是空心的了,因為壓氣機吸入的空氣除了被送入燃燒室外,還會被輸送到葉片底部,隨後透過葉片內的通道從葉片表面的一個個小孔中噴出,遇到燃燒室中的高溫氣體後在葉片表面形成一層很薄的氣膜,起到隔熱的作用。
空心葉片除了可以達到冷卻作用之外,還可以起到減重的作用。要知道衡量一款航空發動機是否先進的指標之一就是推重比,空心葉片很明顯的就是降低了葉片的重量,對提高航空發動機的推重比有幫助。所以說,像戰鬥機所用的小涵道比發動機中,對推重比要求較高,且對推力要求也較大。所以為了提高推重比和推力,就使用了空心葉片。
說實話,轟炸機上所用的航空發動機對推重比和推力的要求不那麼高,好多運輸機所用的航空發動機還沒有戰鬥機的推力大。只不過俄羅斯的MK32發動機是個例外,其推力達到25噸,在中涵道比發動機中推力是數一數二的。雖說NK32型發動機的推力高達25噸,但是航空發動機的推力主要與涵道比,進氣流量,渦前溫度有關。NK32發動機的涵道比已經不小了,再加上其較大的直徑,進氣流量也不會小,既然涵道比和進氣流量都可以滿足推力要求了,那麼也沒必要要求渦前溫度那麼高。
渦前溫度下去後,其高壓渦輪葉片也不必承受那麼高的溫度,直接使用實心葉片更省錢,也更省時間。所以說,這也是NK32型航空發動機葉片是實心的原因。並不是俄羅斯沒實力製造出空心葉片,只是作為轟炸機的發動機沒那個需求而已。事實上,俄羅斯的航空發動機的技術僅次於美國,是絕對可以製造出空心葉片的,這點是不用懷疑的。(圖片來自網路,侵刪)
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3 # Ownerryu
別小看空心葉片!英國就因為空心葉片強度不足易裂紋兒而造成了失敗!損失巨大!中國在航空發動機上有些技術不但領先俄毛而且世界第一!可惜CROWN上的明珠!不是那麼容易的!不但材料還要系統工程整合!需要時間檢驗!千錘百煉方能成功!金錢!鮮血!無畏的心!缺一不可!加油中國!加油武漢!
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4 # 魂舞大漠
NK32是為圖-160轟炸機量身訂做的一款渦扇發動機,推力達到了20噸,最大飛行速度超過了2馬赫,去年執行巡邏任務時,日本派出了最先進的F-35戰鬥機來攔截,結果奇蹟出現了,圖-160一加速,F-35被遠遠甩在了後面。
圖-160得易於2臺大推,跑得歡,速度正是一種能量,能量來自大推。要問NK32為何不用空心葉片,一句話,此前還達不到此種水平,而改進後的NK32,稱為NK321,就辦到了,使用空心葉片以後,使圖-160的航程增加了1000多公里,速度嘛當然也大為提高,更快了。
空心葉片可以提高材料應力,起到散熱的作用,以增加推力,提高壽命。然而航發進步,並非一蹴而就之事,需要長期努力,才能逐步提高。當今之世航發三大家,通用,普惠和羅羅,首先即表現在材料的進步,俄羅斯作為航發第二陣營,仍需奮起直追。航空強首先表現在航發強,這也是俄羅斯民用大飛機,不能暢銷的重要原因。
美歐在前豎起高高一堵牆,他們的航發推力足,噪聲低,而且省油很經濟。俄羅斯多年努力,已望其項背,但要追平,還要經過多年努力。不過說到這,要特別強調的是,無論省不省油,俄羅斯各種推力的航發都有,而且都能滿足使用,從NK321即可看到,幾十年的一款發動機,滿足了遠轟需要和使用,說到底,有可以擴大自身影響力,沒有的話,用什麼,能使用就是裝備發展真正的王道。
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5 # 從此蕭郎是路人甲
俄羅斯不是造不出空心葉片,仍然使用實心葉片是為了省錢。
為了重塑、提高空基戰略能力,俄羅斯近年來重新啟動了圖160的生產。按照俄羅斯國防部與喀山飛機制造廠簽署的第一階段復產協議,2027年前將生產10架圖160。
首架復產的圖160於2018年1月完成了首飛,這架圖160是用蘇聯解體前遺留在喀山飛機場的機體重新生產而來,這其中的悲喜大家也能體會一二。
雖然是由老機體重新生產,但是為了適應未來作戰需求,復產的圖160進行了改進,主要是航電、電子戰和武器系統,所以俄羅斯將復產的新圖160稱為圖160M2,以區別於存量完成現代化改裝的圖160M。
復產圖160M2並不僅僅是喀山飛機廠的任務,還需要整個供應鏈的重新運轉,作為圖160轟炸機的核心部件之一,NK-32發動機的復產是重要一環。NK-32是人類有史以來製造的推力最大的軍用發動機,最大加力推力25噸,推動200多噸的白天鵝能夠以超過2馬赫的速度突防。毫不誇張的說,NK-32是蘇聯航空發動機的巔峰之作。
而跟隨圖160M2復產的NK-32也是其改進型NK-32-2,這款改型其實在蘇聯時代就已經啟動,但是隨著蘇聯解體後的動盪不了了之。與前型相比,NK-32-2的推力沒有變化,但是耗油率下降了5%,使得圖160M2航程增加了1650公里。
筆者之所以用不小的篇幅介紹圖160M2復產的背景,就是想說復產圖160是俄羅斯無力啟動下一代隱身轟炸機的情況下的無奈之舉,關鍵就是“多快好省”,一切都要講究少花錢。在這樣的情況下,NK-32-2繼續使用實心葉片、放棄使用也就很合理了,因為要省錢。
空心葉片當今廣泛用於航空發動機,由於發動機渦輪葉片需要承受近2000度的高溫,使用空心葉片可以提高耐高溫水平和發動機壽命。
俄羅斯航發工業雖然不如美、歐,但是瘦死的駱駝比馬大、破船也有三千釘,俄羅斯目前航發水平還是穩居世界第二梯隊,空心葉片這種技術對俄羅斯來說不是問題。目前俄羅斯的PD14發動機就採用了空心葉片和整體渦輪盤技術。
圖160M2復產規模並不大,需要重新生產的NK-32-2發動機也就是百十臺左右,而且轟炸機又像戰鬥機那樣對發動機效能依賴那麼大,美國B52轟炸機上60多年前生產的TF33不也用的挺好嗎?
所以,綜合各方面的考量(當然,主要還是為了省錢),NK-32-2用實心葉片非常正常,也非常合理。
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6 # 難明我心
如今航空發動機的葉片之所以被製成空心的主要是為了對葉片進行降溫(避免葉片受應力的影響,熱脹冷縮)以及減少葉片的重量,換成了夾心或者是空心結構的。
空心葉片對提高發動機的推重比有很大的幫助,大涵道比一般都用在運輸機或者是客機,小涵道比大多應用在戰鬥機上,所以說,像戰鬥機所用的小涵道比發動機中,對推重比要求較高,且對推力要求也較大,而且還要減輕風扇的重量,所以為了提高推重比和推力以及重量,就使用了空心葉片。
而俄羅斯的NK32發動機是個例外採用實心的葉片,其推力達到25噸,在發動機領域推力也是難逢對手,NK32屬於大涵道比發動機,大涵道比發動機為了增加推力,都採用增大流量比來增加發動機的推進效率,風扇轉子直徑也相應的變大,這也是俄羅斯圖160一個加速就將F35甩開的重要原因。
航空發動機的推力主要與涵道比,進氣流量,渦前溫度有關,但是渦前溫度是照顧空心葉片的基數上提出與空心葉片同時進步的,空心葉片的應用也對渦前溫度要求有所提高,大涵道比和高進氣流量都給了NK32足夠的動力,至於空心葉片方面則不在考慮之內,所以NK32的實心葉片不會影響到發動機正常的功率輸出,也就沒有必要換成空心的。
說空心葉片省錢的都是沒有依據的瞎談。
俄羅斯自蘇聯解體,經濟嚴重製約工業技術發展,航空發動機也是如此,這款Nk32-02發動機已經有23年沒有生產這款發動機了,需要重新整合,換一句話說就是,俄羅斯近些年並沒有很好的更新航天發動機製造技術,發動機的型號很多,而這款發動機又不是俄羅斯的主要出口產品之一,俄羅斯沒有更多的資金來完善這款發動機的生產設施,空心葉片對於俄羅斯來說並不是什麼技術難點,是資金困擾了該款發動機的更新換代。
至於省錢,那更不可能,實心的鈦合金的葉片難道不比空心的貴,夾層或者是空心的都採用焊接的,而實心的語言整塊鍛造,在進行加工,這裡面又涉及到精鑄、高精度模具以及萬噸級的壓力機進行鍛造成型,比空心的要貴多了。
俄羅斯並不是所有的航發都才用的是實心葉片,NK32採用實心是完全沒有必要將其換成空心的,更關鍵的是,俄羅斯沒有徹底更新NK32發動機生產線上技術應用。
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兔哥回答:航空發動是飛機的心臟,能不能自主研製一款飛機發動機是一個節點,你能研製出一款先進的飛機不能自主研製一款發動,那麼就不能算是具備完整的戰鬥機製造能力,而且因為發動機無法自主研製也會制約戰鬥機的效能提升。不能自主研製發動機就做不到跟據需要而研製所需要的發動機,只能是飛機追著發動機的腳步走。世界上的發動機強國美國和俄羅斯都是領頭雁,其中美國最先進,俄羅斯自成一派,緊隨其後。
俄羅斯的這款NK32發動機主要裝備於圖-160M2戰略轟炸機,確切的說是NK32-02型發動機,這也是俄羅斯最先進,推力最大的航空發動機,俄羅斯方面表示,三十年內都不會考慮出售這款發動機,可見俄羅斯對這款發動機的重視和保密程度之高。這款發動機的推力可達二十噸以上,和圖-160戰略轟炸機上面安裝的NK32-01發動機比,不論是節油效能,使用壽命,還是推力都有所提高。使圖-160的航程增加了1000多公里。圖-160戰略轟炸機低空航程11000~13000千米,高空亞音速航程16000~18000千米,同時具備超音速巡航能力。圖-160戰略轟炸機是目前世界上最大,飛行速度最快的轟炸機。圖160M2戰略轟炸機上面安裝四臺NK32-02型發動機,單臺最大推力據說可達23噸,能使圖-160M2戰略轟炸機超音速達到2馬赫以上。不過據美國媒體報道,俄羅斯這款發動機雖然效能先進,但其發動機葉片依然採用了實心結構。目前,美國的航空發動機開始使用空心發動機葉片,空心葉片的優點是重量輕、強度高,同時發動機轉速高,相應的推力也大。美國同行表示,俄羅斯的NK32依然是一種渦輪噴氣發動機,而不是採用變迴圈等先進技術的先進發動機。美國同行的說法也並非沒有道理,發動機葉片空心技術,變迴圈技術是航空發動機的最先進技術,俄羅斯的這款NK32-02發動機沒有采用,應該說是俄羅斯需要一款成熟技術的發動機來滿足圖-160M2轟炸機的需要。
俄羅斯的航空發動機皮實耐用,從整體技術來說不如美國航空發動機精細,重量輕,油耗低,壽命長,但還是能滿足使用需要的。俄羅斯的作戰飛機普遍要比美國作戰飛機載彈量大,速度快,當然,總體技術還是不及美國先進。俄羅斯自蘇聯解體,經濟嚴重製約工業技術發展,航空發動機也是如此,這款Nk32-02發動機由俄羅斯聯合發動機製造集團負責生產,據俄羅斯航空發動機生產方表示,該公司已經有23年沒有生產這款發動機了,需要重新整合,這也是俄羅斯航空發動機沒有采用空心葉片的原因,這方面俄羅斯確實是落後美國了。這款NK-32-02發動機要比NK32-01發動機長一些,長約為6米,直徑為1.5米,重量達3.5噸,這是一個大型發動機。俄羅斯航空發動機儘管和美國航空發動機比有所不足,但依然處於世界航空發動機研製的第二把交椅,各種大型航空發動機,戰鬥機發動機,直升機發動機門類比較齊全。其實,俄羅斯的航空發動機能保持這個水平相當不錯了,俄羅斯在蘇聯解體前的航空發動機生產主要是在烏克蘭,看烏克蘭現在怎麼樣了,所以,俄羅斯的航空工業保持還是不錯的。以上是兔哥個人觀點,歡迎關注兔哥,歡迎探討評論!圖片來源網路。