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  • 1 # 老鷹航空

    這個問題涉及到軍用飛機和民用飛機動力系統特點了。航空發動機在過去的一百多年時間裡從活塞發動機演變到噴氣式發動機,種類雖然繁多,但是在相當長的時間裡並沒有過分強調軍用航空發動機和民用航空發動機區別,只是看需求指標。通俗的說,只要指標滿足要求,價格合適,體積重量也合適,那麼就可以使用,也就是說在某種情況下可以看到民航飛機和軍用飛機使用同一種航空發動機的情形。

    而國內轟六改進型轟炸機上使用的軍用渦扇發動機就是D-30KP2型發動機,也算是D-30發動機的持續改進延伸產品。

    在噴氣式動力時代,尤其是渦扇發動機時代,軍用渦扇和民用渦扇發動機之間開始分道揚鑣了。主要的原因就是因為民航飛機更強調燃油經濟性、靜音型和使用壽命,而軍用飛機更強調大推力輸出,在這種背景之下民用渦扇發動機走上了大涵道比渦扇發動機技術之路,而軍用渦扇發動機則走上了一條小涵道比渦扇發動機技術之路。

    下面給出兩種渦扇發動機的圖片,放在一起對比就一目瞭然了。這張是民用渦扇發動機GE9X,外涵道尺寸相當大;

    接下來再看一下F22的渦扇發動機F119型,

    所以,通俗的說如今軍用渦扇發動機和民用渦扇發動機之間的區別就是外觀直徑,軍用的偏細,民用的偏大。

    ——問題就回答到這裡了——

  • 2 # 老何157501439

    你過於強調“軍用”和“民用”的區別了,無論軍用或者民用的發動機,其核心機都是一樣的,只是在效能和經濟性上取得一個平衡點罷了,比如說以渦扇發動機為例,其核心機都是渦噴發動機,外部增加了一個涵道並安裝了渦輪風扇,戰鬥機的渦扇發動機由於機體限制,只能採用中等涵道或者小涵道的發動機,客機則沒有這些限制,所以採用大涵道的渦扇發動機,以提高推力和經濟性,但並不是客機的發動機就不能作為軍用,預警機大多都採用的是民航客機改裝的,其發動機當然也是民用發動機了,還有軍用運輸機和轟炸機等,也採用的是客機的發動機,難道說就一定非得要軍用發動機不可嗎?

  • 3 # 九品侍衛

    客運飛機與軍用飛機兩者發動機最大的區別應該就是發動機本身的涵道比,一般情況下客運飛機所使用的都是大涵道比發動機,而軍用飛機所使用的都是小涵道比發動機。

    所謂的涵道比是指渦扇發動機外涵道與內涵道空氣流量的比值,內涵道的空氣進入燃燒室與燃料混合,外涵道的空氣不進入燃燒室,而是與內涵道流出的燃氣相混合後排出。外涵道的空氣只通過風扇,流速較慢,且是低溫,內涵道排出的是高溫燃氣,兩種氣體混合後降低了噴嘴平均流速與溫度,較低的流速帶來了較高的推進效率和較低的噪聲,而根據熱機原理,較低的溫度能帶來較高的熱力學效率。兩種因素共同作用,使渦扇發動機在相同油耗的情況下能獲得比渦噴發動機更大的推力。

    首先涵道比越大,相應的風扇直徑也就越大,且燃氣用於風扇做功的能量越多,發動機熱效率越高,就越省油。但是風扇越大,重量也就越大,相反加速效能就不好,所以大涵道比發動機只適用於民用機,不適合軍用飛機。

    相反小涵道比發動機的加速性好適合軍用飛機,特別是戰鬥機使用。但是耗油量比大涵道比發動機要高出許多。這也就是為什麼民用客機只會使用大涵道比的原因,因為民用客機需要盈利,耗油量大的飛機為公司無法盈利。

  • 4 # 南京灰太狼新奇特科技

    民航科技的發動機首先考慮的是燃油經濟性,噪音要低,可靠性要求非常高。因為民航一旦出事故,就是100多條甚至幾百條人命。軍用發動機首先考慮的是穩定性可靠性,還有就是能速度,因為軍用飛機在遇到危險時,能不能及時逃離危險區,飛機的速度是很關鍵的。

  • 5 # 魑魅涅磐

    在很多軍用飛行器中,我們能夠看到很多基於民用客機等飛行器改裝而來的軍用飛行平臺,比如現代很多國家裝備的空中預警機和反潛機等都是基於民用客機平臺改裝而來的。其次除了這種基於整個平臺的改裝外,很多軍用飛行平臺在零部件的採用上也會採用民用型號的軍用改進版本,在這其中最著名的就是發動機了,比如美國很多運輸機上採用的大涵道渦扇發動機其實都是基於民用版本改進而來的,那麼這些軍用運輸機使用的發動機和原版民航客機使用的發動機有沒有區別呢?區別又在哪呢?其實很多軍用運輸機在動力系統的選擇上都大量採用了民用版本的發動機,特別是在美軍隊伍中,比如大家常見的B52戰略轟炸機/C17戰略戰術運輸機使用的渦扇發動機都是在民用型號上改進而來的。以B52戰略轟炸機現階段使用的TF33-P-3渦扇發動機來說,該發動機屬於經典的TF33渦輪風扇發動機最新改進型號,而TF33發動機是在民用JT3D渦扇發動機基礎上改進而來的軍用型號,JT3型渦扇發動機是美國普惠公司受波音公司委託為波音公司新研發的波音707客機開發的動力系統,後來該動力系統也被麥道-8客機和中國自主研製的運-10客機選為裝機動力系統。由於該發動機通用性好,適裝能力強所以也被同期換髮的B52H戰略轟炸機選為裝機動力。要說起民用的JT-3發動機和軍用的TF-33發動機有什麼區別的話,其實仔細來說還是有些許區別的,JT3發動機是普惠開發的第一款大推力高涵道比渦扇發動機,相比現如今的渦扇發動機在油耗/噪音等方面有很大的差距,由於開發時間較早的原因該發動機的軍用和民用版本之間在硬體上是沒有任何差別的,只是在發動機控制軟體上有些許差別,比如軍用版本更注重發動機的推力大小和發動機的可靠性等,而民用則更為側重推力和經濟性,當然在後期的B52換裝以及普惠繼續開發的TF33後期版本中這兩款發動機其實從軟硬體已經沒有任何差別了,除了民用航發更新速度快,JT3發動機逐漸被淘汰市場後,普惠也就沒有再大的意願重資投入改進TF33渦扇發動機了。但是到了C17戰略戰術運輸機就不一樣了,該機雖然從一開始在動力選擇上就選擇了當時普惠的明星型號PW2037渦扇發動機的軍用版本PW2040,並且將其軍用版本全新命名為F117-PW-100渦扇發動機,而PW2037渦扇發動機是普惠為波音757窄體客機研發的動力系統,在波音757客機上獲得了長久的經濟可靠性,以及非常好的低噪聲和低排放等優異表現,基於此普惠在該發動機基礎上透過推力提升的方式推出了全新的型號PW2040渦扇發動機,所以光是從發動機推力大小上就有所不同。其次該軍用和民用版本在軟硬體上的差距還是挺大的,首先在軟體編碼上民用版本優先考慮的是該發動機在排放標準/噪音表現/可靠性/推力四者之間平衡綜合考慮,而軍用版本則主要考慮的是推力和可靠性這兩個標準,對於排放標準和噪音表現反而沒有民用版本那麼嚴苛,畢竟使用環境不同所以要求也就有所不同。其次在硬體選擇上,民用版本的PW2037渦扇發動機在硬體上為了降低飛行噪音/飛行油耗/排放汙染等,使用了很多先進技術,比如質量更輕但是價格更貴的零部件等,而軍用版本在零部件的選擇上主要還是以低成本和高可靠性為主,比如在硬體上寧願採用上一個型號使用的零部件也不會貿然採用全新推出還沒有經過市場長久飛行檢驗的零部件,當然這也是基於軍用嚴苛的可靠性要求而制定的。當然很多軍用飛行器使用的發動機其實和民用版本只有名稱不同,軟硬體完全相同的也不少,畢竟現代民用渦扇發動機在可靠性/推力/排放等標準上相比軍用更為嚴苛,同時再加上發動機開發成本越來越高,所以軍方在選擇發動機時很多都會直接選擇民用版本。比如中國自主研製的ARJ-21“翔鳳”支線客機使用的CF-34渦扇發動機軍用型號TF34-100也被美軍使用在A-10攻擊機上。總結來說,早期因為民用標準相比軍用標準比較落後的原因,同一款產品軍用標準和民用標準會有所不同,以至於在軟硬體上會有所差別。但是隨著民用技術標準的提升和相比軍用更為全面廣泛的市場長久檢驗,民用標準的渦扇發動機已經很好的能夠囊括軍用發動機的標準要求,外加渦扇發動機開發改進成本越來越高,以至於軍方在選發時不得不妥協。所以現在很多軍用飛行器採用的發動機很多就是直接將民用版本裝機使用,這樣也有很大的好處,比如在後勤維護保養上,藉助民用市場可以優勢可以降低後勤維護保養成本等有利因素。

  • 6 # 哨兵ZH

    主要的區別在於客運/貨運飛機(包括民航客機和軍用運輸機)使用的是渦輪風扇發動機,而戰鬥機使用的則是渦輪噴氣發動機,也就是我們平時說的渦扇發動機和渦噴發動機,當然,現在的先機戰鬥機也是開始使用渦扇發動機了,比如F-35“閃電”,它上面的F135型發動機就是一款小涵道比渦扇發動機(同時也是目前世界上最先進的軍用大推力航發),那麼為什麼要在它的前面加上“小涵道比”這幾個字呢?因為那些客運/貨運大飛機使用的是大涵道比渦扇發動機,它們之間在結構上是存在著一定的差異的,具體有哪些不同下面會詳細介紹,現在我們先來介紹渦扇發動機和渦噴發動機,看看它們之間的區別在哪?

    ▲F135渦扇發動機

    首先,渦噴和渦扇都屬於航空發動機的一種,而航空發動機的種類雖然還有很多,但是它們在核心機元件上是沒多大區別的,基本上都是“壓氣機+高壓燃燒室+渦輪機”這三種結構,是的,所有的航空發動機核心機結構都是這樣的,比如下面圖一就是一個渦輪噴氣發動機的結構簡圖,從圖中我們可以知道它的主要三個結構就是壓氣機、燃燒室和渦輪,那麼渦輪風扇發動機的結構又是怎麼樣的呢?其實區別並不大,渦扇發動機相比渦噴發動機的區別就在於它的前面多了一個風扇,以及因為這個風扇而多出來的外涵道,比如下圖二所示,就是一個渦輪風扇發動機的結構簡圖。

    ▲圖一:渦輪噴氣發動機▲圖二:渦輪風扇發動機

    所以,渦噴和渦扇在結構上的區別就在於渦扇多出來的那個風扇以及外涵道上,同時也正是因為結構上的這種不同,導致它們在工作原理(推力來源)上也存在一定的差異,對於渦噴發動機來說,它的推力來源主要就是從噴口高速噴射而出的高溫高壓燃氣,即這個過程大概為:空氣從進氣道進來後會先被壓氣機壓縮成高壓氣體,然後再進入到燃燒室與燃料混合點燃,產生高溫高壓燃氣,但是,這個燃氣從燃燒室出來後會先噴射到後面的渦輪機的葉片上,帶動渦輪機工作,同時渦輪機又會反饋帶動前面的壓氣機運轉,接著剩餘的燃氣才是從尾部的噴口高速噴出,產生推力。因此,這種結構的渦噴發動機對燃氣能量的利用率是較低的,為什麼?因為燃氣的總能量除了一部分被渦輪機、壓氣機帶走之外,直接從尾部噴出的那部分燃氣溫度也特別高,即這個能量並沒有完全用到產生推力上面(即動能),而是一部分又以熱能的形式散發在了空氣中。

    ▲渦扇發動機原理動圖

    然後我們繼續來說渦輪風扇發動機,關於渦扇發動機的原理,我們先來看上面的那個動圖,圖中不同顏色的箭頭代表的就是不同溫度的空氣/燃氣,所以,渦扇發動機的工作原理就是這樣的:從進氣道進來的空氣透過風扇後會分為兩部分,一部分透過外涵道後達到尾部噴口,另一部分則是和渦噴發動機是一樣的,先進入壓氣機壓縮、燃燒室與燃料混合燃燒,變成高溫高壓燃氣後達到尾部的噴口(其中一部分能量同樣也會反饋帶動前面的風扇和壓氣機),最後就是,外涵道出來的溫度較低的空氣與內涵道出來的溫度很高的燃氣混合後再從噴口噴出。所以,渦扇發動機的推力我們可以理解為:風扇轉動產生的推力以及高壓燃氣噴射產生的推力之和。

    ▲大涵道比渦扇發動機

    也就是說,相對於渦噴發動機,渦扇發動機的推進效率是要更高的,為什麼?因為發動機的推進效率“η”與進氣口的進氣速度和尾部燃氣的噴射速度有關,簡單來說就是:噴氣速度越接近進氣速度時,航空發動機的推進效率“η”就越高。渦噴發動機燃氣溫度越高,噴射速度也就遠高於進氣速度,所以推進效率低,而渦扇發動機因為是外涵道的冷空氣和燃燒室出來的燃氣混合後再噴射而出的,其溫度更低,所以,噴射速度也就相對更小,更接近進氣道的進氣速度,推進效率也就更高了。

    ▲渦輪噴氣發動機噴氣動圖

    最後,關於渦噴和渦扇的推進效率問題,是有個計算公式的,這個公式我在之前的回答中已經有過介紹,這裡就不再贅述了。我們只要知道,在產生相同推力的情況下,渦扇發動機有著更高的推進效率,燃油經濟性也更好,但是,由於它的前面多了個風扇,所以其體積也更大,即(大涵道比)渦扇發動機並不適合高速飛行,因為它的“頭”太大了,所以速度越高,風阻就越明顯,因此,使用渦扇的發動機的通常是那些亞音速的客運/貨運飛機。渦噴發動機則不會,它的優點就是適航性更廣,不管是高空高速,還是低空亞音速都能適應,但是有個問題就是低速飛行時油耗感人,同時低空高速效能也不怎樣,所以現在使用渦噴的一般是那些老式戰鬥機,比如用來執行截擊任務的高空高速截擊機等,使用渦噴就是最合適的。

    ▲內、外涵道空氣流量示意圖

    當然了,今天的那些先進戰鬥機,基本上也是使用渦扇發動機為主,只是她的發動機跟民航客機、運輸機使用的渦扇發動機又有些許不同,即戰鬥機使用的是小涵道比渦扇發動機,而後者則是使用大涵道比渦扇發動機,那麼問題又來了,什麼是發動機的“涵道比”呢?我前面有提到,渦扇發動機因為前面多了個風扇,所以把空氣透過的通道分成了兩個,即:外涵道和內涵道。而所謂的“涵道比”簡單來說就是指:分別透過外涵道與內涵道的空氣的流量的比值。如上圖所示,一般來講,涵道比與風扇的體積有關,因為風扇越大,外涵道也就越寬,流過的空氣流量就越多,涵道比也就越大;反之,風扇小,外涵道就越窄,空氣流量也就越少,涵道比也就越小。所以,戰鬥機使用的雖然也是渦扇發動機,但是人家的發動機前面的風扇體積更小,所以涵道比也就更小。軍用戰鬥機使用的渦扇發動機,其涵道比通常都是小於1的,而客機、運輸機等大飛機的渦扇發動機涵道比則是大於1,如下圖所示。

    ▲部分軍用飛機發動機的涵道比

    ▲部分客運/貨運飛機發動機的涵道比

    關於渦噴和渦扇發動機,以及大涵道比、小涵道比渦扇發動機的相關內容到這裡基本上就介紹完了,但是,不管是渦噴還是渦扇,都僅僅是航空發動機中的其中一小部分,因為往大里說,航空發動機屬於燃氣輪機,它的種類還有不少,除了前面提到的渦噴和渦扇之外,其實還有渦槳發動機、渦軸發動機以及槳扇發動機。這裡就順帶給大家簡單來介紹一下這幾種航空發動機,先來說渦槳發動機,所謂“渦槳”,直接從字面上來解釋就是“槳葉+動力渦輪”的結構,其實就是一款螺旋槳發動機,只不過跟傳統的螺旋槳發動機使用活塞動力不同,渦槳發動機的螺旋槳使用的是渦輪動力,所以,它的全名也叫:渦輪螺旋槳發動機。這玩意的優點是結構相對簡單、推力大、省油,以及低速經濟型很高(高於渦扇),但是不能高速飛行,同時外掛的槳葉會帶來一定的安全問題,因此,使用這種發動機的基本上都是那些小成本客運飛機,或者時老式軍用運輸機等。比如下圖中的An-22運輸機:

    ▲使用渦槳發動機的An-22

    接著是渦軸發動機,這玩意其實也很常見,就是直升機上使用的發動機, 動力結構是“渦輪+傳動軸”,如下圖所示,就是一款渦軸發動機的結構簡圖。渦軸發動機有個特點,就是與大部分的航空發動機不同,渦軸發動機是“不噴氣”的,它追求的是化學能與機械能之間極致的轉化。

    ▲直升機的動力系統結構示意圖

    最後要說的就是槳扇發動機了,從結構上看,槳扇發動機其實屬於一種“跨界發動機”,介於傳統渦槳發動機和渦扇發動機之間,為什麼這麼說?因為與渦扇發動機相比,槳扇發動機沒有外涵道,但是卻和渦槳發動機一樣擁有著螺旋槳,只不過槳扇發動機的螺旋槳速度更高,為什麼?因為雖然兩者在結構上都是透過渦輪來帶動螺旋槳的運轉,但是渦槳發動機的螺旋槳是由渦輪透過減速器來帶動的,而槳扇發動機的螺旋槳與渦輪之間則是沒有減速器的,所以它的螺旋槳轉速遠高於渦槳發動機。因此,在螺旋槳的設計中,槳扇發動機螺旋槳的葉型以及葉片翼型都和渦槳發動機的螺旋槳不同。同時,根據槳扇的位置來劃分,又可以把槳扇發動機分為“推進式”(前置槳扇)和“牽引式”(後置槳扇)。目前,因為槳扇發動機不僅有著與渦扇發動機類似的速度和效能,而且在經濟性上又可以媲美渦槳發動機,所以它已經成為了新時代軍/民用大型飛機所青睞的主要動力系統。下圖為使用牽引式槳扇發動機的安-70運輸機:

    ▲安-70運輸機

    關於航空發動機之間的簡單區別,寫到這裡基本上就介紹完了,軍用發動機和民用發動機之間的區別其實主要還是最開始提到的渦噴和渦扇發動機,以及小涵道比渦扇和大涵道比渦扇發動機之間的區別。後面的接種航空發動機,一般都是部分軍用民用的。

  • 7 # asiavikin雜談

    【asiavikin獨立視角】民用發動機追求省油、低噪音、可靠性高,軍用的追求潑辣性以及推重比。

    民用發動機有經濟性要求,這裡面首要的就是省油。如果消耗燃油太多,航空公司的老闆們對安裝這種發動機的客機一定是敬而遠之。不過民用發動機的工作環境比軍用機好多了:目前投入運營的客機都是亞音速的,而且飛行過程中不會做變態的各種機動,這樣一來,民用發動機的進氣質量要比軍發好很多。

    下面以渦扇發動機為例來說說民用發動機和戰鬥機用發動機的差別:

    首先看風扇,民用發動機為了省油,涵道比是越高越好啊,這就意味著風扇越來越大。軍用發動機就不行了,特別是戰鬥機只能使用小涵道比設計,因為戰鬥機不能只考慮亞音速,還要考慮超音速。由於超音速飛行時機身截面積是關鍵要素,將來的超音速飛行時間所佔比重會越來越大,因此戰鬥機用渦扇發動機的風扇做不大。

    再看壓氣機,壓氣的目的是提高增壓比,民用發動機也是越高越好,越高越省油,連上風扇後的總增壓比能達到35-40,為此可以在高壓壓氣機前面平添上一個增壓壓氣機,重量上去了無所謂。軍用機就不行了,總增壓比到25-27就不再提高了,因為再高就要增加更多的壓氣級,重量就上去了,而軍用發動機對重量非常敏感。

    燃燒室,民用發動機要求省油、低噪音。反而燃燒的穩定性最不重要,因為客機飛得四平八穩,不用躲導彈、躲飛機。軍用發動機當然也要省油、低噪音,但是燃燒穩定性是關鍵指標之一。

    高低壓渦輪,民用的為了提高效率(其實也是省油)敢搞多級渦輪。比如普惠的PW4098和GE的GE90-115B,低壓渦輪都達到了6、7級。而軍用機的高、低壓渦輪都儘可能設計成單級,因為承受不了重量上漲的後果。

    加力燃燒室,民用沒有,只有軍用。當然了,民用發動機因為沒這麼個累贅,設計的時候在重量上也可以更放手一些。總體來講,民用發動機對重量控制得不那麼嚴格。但是對經濟性要求很高。

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