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  • 1 # 魑魅涅磐

    雖然現在絕大多數客機都使用了更加先進的噴氣式渦扇發動機,但是和戰機使用的渦扇發動機之間還是有很大區別的,特別是在結構大小和功能應用上有很多不同之處:一、首先客機使用的渦扇發動機和戰機使用的渦扇發動機在具體效能要求上有很大不同之處,比如客機對於發動機最大的要求主要有經濟性、安全性、工作壽命、可維護性和噪音這幾個重要指標,在當下客機使用的航空發動機中主要對經濟性和排放環保標準比較看重,這也是各大航司最為看重的兩大賣點。當然前提是其他包括安全性等都完全達標的前提下,否則就有可能和B787客機裝備的瑞達1000發動機因為設計缺陷而發生結構損壞等嚴重威脅客機飛行安全的重大飛行事故。但是戰機使用的發動機就沒這麼多嚴格的技術標準來,特別是在經濟性、環保標準這兩點上軍用發動機幾乎不看這兩點,而是更注重最為核心的效能表現。二、我們用肉眼看客機使用的發動機和戰機使用的發動機最大的區別就是直徑不一樣,特別是戰機使用的發動機幾乎前後一樣粗,但是客機使用的發動機清一色的前粗後細。其實這個和兩款發動機的涵道比不同有直接關係,因為對於渦扇發動機而言,發動機產生的推力大小主要由內外涵道共同產生其中燃油燃燒產生的高溫噴氣直接推動戰機前進的過程中,也帶動外涵道我們肉眼看到的渦輪風扇高速旋轉,說白了內外涵道的出現就是為了降低發動機油耗的同時增加發動機推力。客機對於發動機的經濟性更為看重,所以將不燒油的外涵道風扇設計的越來越大,所以對於客機而言,外涵道風扇直徑越來越大後,產生的推力也越來越大,既兼顧了客機對於推力的需求,又透過增加涵道比的方式降低了油耗。但是對於戰機使用的發動機就不一樣了,首先戰機的發動機基本都是內建在機身內部的,限於戰機機身內部空間有限,所以根本無法容納尺寸超大的大涵道比渦扇發動機;其次涵道比增大後發動機的直徑也會急劇增大,繼而增加了空氣阻力,不利於飛行器高速飛行,但是對於戰機而言是需要超音速飛行能力的,所以對於速度的追求不一樣也限制了戰機發動機涵道比的增加。三、戰機使用的發動機和客機使用的發動機在內部結構上也有所不同,前面說過客機使用的發動機想要增加推力最直接的方式就是增加外涵道風扇直徑繼而提升推力,但是對於戰機使用的發動機而言無法增加涵道比來提升發動機的推力,所以戰機發動機就得透過額外的多噴油方式來增加推力,所以戰機使用的發動機在燃燒室後面還有一個額外的加力燃燒室,其透過二次噴油燃燒來增加發動機的噴氣速度和壓力,繼而提升發動機的推力,但是客機使用的發動機沒有這個必要所以也就沒有加力燃燒室。四、轉子結構不一樣,客機發動機為了降低油耗所以涵道比設計的比較大,其中大部分推力主要由外涵道渦輪風扇提供,內涵道更多的是給外涵道風扇葉片一個持續推動力,同時為了降低發動機結構複雜和減輕發動機重量。所以在轉子結構設計上,客機發動機除了有更高效、增壓比更高的的高低壓壓氣機外,還有用於帶動前端外涵道風扇和內涵道壓氣機轉動的高低壓渦輪葉片,而帶動外涵道渦輪風扇旋轉的低壓渦輪為了應對更大扭矩輸出所以,低壓渦輪級數較大,一般能達到8--9級數,同時低壓渦輪直徑相比高壓渦輪直徑更大一些。但是對於戰機發動機就不一樣了,戰機使用的渦扇發動機大部分推力仍然由內部燃燒產生推力的內涵道提供,外涵道更像是起一個輔助節油的作用。所以為了產生更大的推力,戰機發動機高低壓壓氣機轉子不光級數多,而且增壓比更大,就是為了能夠將進入發動機的空氣透過渦輪風扇壓縮的更大、更強以產生更大的推力需求。不過由於沒有需要推動額外的外涵道打直徑風扇旋轉,所以戰機發動機只有一級高低壓渦輪用於分別帶動前中端的高低壓壓氣機轉子轉動。總結來說,戰機使用的渦扇發動機雖然和客機使用的發動機同屬於渦扇發動機行列,但是介於兩款發動機對於需求的不同,所以在設計、研發方向和技術難度上完全不同。不過兩款發動機的核心機基本是一致的,比如全球範圍內產量最大的CFM56系列客機航空發動機,使用的核心機其實就是美國當前F15、F16大量使用的F110系列軍用小涵道比渦扇發動機核心機。

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