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  • 1 # 兵工科技

    圖注:變迴圈發動機原理圖,它可以透過改變內外涵道空氣流量,或改變內外涵涵道比等方法,實現變迴圈,從而達到既能節油又能支援高速飛行的目的

    其實美國在六代發動機上有很多嘗試,比如說高超聲速發動機計劃,即用亞燃和超燃衝壓組合發動機,實現馬赫數5以內的飛行器推進。但試驗多次受挫,這說明其技術門檻的完全跨越尚需時日。其他型別的發動機,如太陽能發動機,由於其能量密度過低,無法滿足第六代機的高速機動要求;脈衝爆震發動機在推力向量控制、噪聲抑制、高熱通量和熱疲勞等技術難關,在2030年前配裝第六代機的可能性並不大。因此,自適應變迴圈發動機作為目前最成熟的未來發動機技術方案,也是美國第六代機當前最現實的選擇。

    圖注:採用雙涵道變迴圈原理的YF120發動機,它在選型中雖然被普惠公司的F119擊敗,但它採用的變迴圈發動機技術代表了航空發動機技術發展的未來方向,因此在美國第六代戰鬥機發動機選型中,它又捲土重來

    除了技術比較成熟外,變迴圈發動機自身也具備很多優點:

    第一,耗油少、效率高。變迴圈發動機具有更優的結構、更高的進氣流量,能夠實現更低的燃油消耗。其燃燒效率比目前發動機(如F-35戰鬥機配裝的F135發動機)提高25%,因此,耗油率比第五代戰機降低25%。

    耗油率的降低,還可大大增加飛機的續航時間、待機時間。由於使用變迴圈發動機技術,當飛機亞音速巡航時採用高旁路渦扇模式,超音速巡航時則採用渦噴模式,從而拓寬了發動機的工作範圍,提高了不同飛行狀態下發動機的工作效率。

    第二,相容性強、成本低。第六代機發動機採用自適應通用發動機技術和高效嵌入式渦輪發動機技術,利用一種核心發動機或基準發動機可衍生出系列發動機,以滿足不同任務飛機的需求,因而擴大了發動機的適用範圍,使之具有良好的相容性。按照美軍設想,第六代機發動機應能夠滿足未來全譜系空中平臺的需要,既可配裝在空軍第六代戰機上,也可裝在海軍第六代戰機F/A-XX上,還可以供無人轟炸機使用。而且,F-22、F-35等第五代戰機也只需少量改裝就能換裝第六代發動機。由於通用性強,第六代機發動機的經濟可承受性將大大改善,其研發成本和裝備價格將大大降低,價效比也會隨之提高。

    第三,零件少、用途多。變迴圈發動機應用了新技術、新原理,能夠充分利用衝壓效果,使發動機零件減少70%,可大大降低發動機的安裝阻力,提高發動機的可靠性和維修性。第六代機發動機除用於提供動力外,還可用於飛機的方向控制。以戰鬥機的垂尾為例,垂尾是保證飛行和起降時飛機方向安定與方向操縱的重要部件,但垂直豎立的巨型垂尾是隱身的噩夢。第六代機發動機利用發動機的推力向量、氣動控制面和壓氣機引氣方式等來實現飛機的方向控制,可使第六代戰機成為沒有垂尾的戰鬥機。提高了飛機的隱身效能,使第六代飛機具有低可探測性的特點。

  • 2 # 突擊曉分隊

    首先,我們來看下美國對於六代機的要求,主要有兩個重點,首先是要求更加遠的航程和更加長久的巡航能力,這就需要發動機油耗更低、阻力更小,能力更強。比如,要求六代機的作戰半徑達到1850-2300公里,這個指標比目前F-35的作戰半徑大了60%。其次是要求使用鐳射、微波武器,戰機向多電、全電方向發展,而這些電力的提供,同樣也離不開高效能的發動機。也就是說發動機不僅僅是提供推力,還要擔負全機武器、裝置的供電任務。總結起來就是要求為六代機提供飛的遠、跑的快、油耗低、供電強大的發動機。看起來難度不是一般的大。

    為此,未來的六代機發動機既要有超音速條件下渦噴高推力特點,又要有亞音速條件下渦扇低油耗特點。顯然目前的發動機根本做不到這種互相矛盾的效能,而兼顧渦噴、渦扇發動機特點的變迴圈模式的發動機無疑是最好的選擇,因為該發動機涵道比是可變可調的。

    這樣我們就不難理解為美國軍方的選擇了,高速時,涵道比變小、推力大;低速時,涵道比變大、油耗低。整體上這樣的設計就可以滿足發動機各種條件下對動力的需求,進一步確立六代機在動力方面保持對五代機的優勢。

    此前GE公司的YF120發動機和惠普公司的F119發動機都參與了五代機的競爭,不過GE公司的方案過於先進,反而在五代機的競爭中落選了。而經過十幾年的發展,目前GE公司的YF120發動機已經日趨成熟了。

  • 3 # 海事先鋒

    因為變迴圈發動機可以看做是下一代發動機增推和改善飛行效能的最佳選擇。

    圖為F135發動機,他將會採用變迴圈技術進一步增加推力。

    美國宣佈要把F135發動機增推到22噸,屆時它將成為目前世界上推力最大的發動機,也是單發推力第一次突破20噸級的航空發動機,比過去以10噸為界限劃分大、中推的範圍又提高了一倍,屆時英國推力為9噸的EJ200發動機,法國推力為8噸的M88發動機都會成為較小推力的發動機。就連中俄13噸的大推力發動機也會出現代差,造成這一局面的一個主要技術就是變迴圈。

    圖為變迴圈發動機的原理圖。

    美國近年來在變迴圈發動機上投入巨大,早在黑鳥飛機就首次運用了變迴圈技術,變迴圈技術是利用機械結構和其他獨特設計,使得發動機的涵道比隨之改變,產生不同特性的發動機。現代渦扇發動機由外涵道和內涵道組成,產生推力主要在內涵道,外涵道可以提供額外的推力,使得渦扇發動機比較早二代機使用的渦噴發動機更加省油,也更容易產生更大推力。

    圖為臺架測試中的F135發動機。

    現在大型運輸機、轟炸機、客機等都使用大涵道比發動機,而戰鬥機發動機則運用的是小涵道比發動機,小涵道比可以增加進入空氣的加熱效率,提高燃料燃燒效率,增加變速特性和加速特性,而大涵道比可以增加推力,可以降低油耗。變迴圈發動機可以做到使發動機的涵道比隨時變化,在巡航階段變成大涵道比,比較省油,也能提高常規推力,交戰時可以切換到小涵道比,這樣就能靈活機動,提高作戰能力了。

    圖為渦扇發動機和渦噴發動機的區別圖。

    第六代戰鬥機的發動機,除了提高推力,增加壽命外,最重要的就是要變迴圈了,這才是突破性的技術。

  • 4 # 魂舞大漠

    六代要圈定變迴圈了。一聲巨響震天下,它在前面打唿哨,以為了不得,其實沒什麼,依之現在的技術成熟度,還裝模做樣拿出所謂指標來,“戰區滯空時間提高50%,油耗降低25%,飛行航程增加35%”,可問嗎?成熟否?GE無以答,正在研究,離突破不遠,旦夕之間,與我們一樣的,假模假式的沒地讓人噁心,要成熟早就吹得震天響,如何會現在這幅模樣,說白了還沒完成唄。沒完成你吹得什麼?答案一個,蒙人而已。

    “黑鳥”是什麼東西?軍內編號J58,實現了SR-71之雙三,號稱從未被打下,沒被打下問你為何不飛了?開這玩意就像駕駛太空梭似地,尿不溼,供氧系統全都招呼上,開始嘛,還有點意思,只是日子過到現在,也只能對中東國家有意義,再想橫行無忌,門都沒有,世上的事從來有矛就有盾,誰也甭吹一款老東西可以天長地久地活著,門都沒有。傳說SR-72不是三年兩年,憑其隱身再造“黑鳥”神話,說歸說,做歸做,如果沒有技術問題,早就裝備了,問題是現在所謂六代正糾結,不知對不對,不要以為穿上馬甲就可愚弄眾生,自己心知肚明,所以包括SR72仍在研究,F-33也只能等著,劃下的標準看似不低,心裡有譜沒譜天知道,至少不能再學“猛禽”,出世即落後,裝備了不足200架,猶強要說嘴,重開生產線云云,完全是胡說八道,要真好使,三百兩百億的,財大的美國空軍會在乎麼?

    變迴圈到底有沒有意思?有意思,是它可以在高速與低速間自適應般切換,該快快,該慢慢,慢的時候就會帶來滯空時間的提高,油耗也會低得多,油耗少航程加大,難在滯空時間,真地有說的這麼好嗎?實現了工程化設計,可以,只是GE會嗎?有號三巨頭,變迴圈設計豐富,可是嚇死了世上的腦殘們,張嘴欺天,一說就是40年,你懂還是不懂,嚇唬自己有用嗎?一會一個主意,這技術,那技術,拿不出來,實現不了,正是腦殘一個,實現不了全然沒有用,你說距離接近目標是一夜,我講你一萬年也弄不成,這就是嘴仗啊,科學實驗講究實事求是,正是最大的功夫,沒有這,誰一天也活不下去。

  • 5 # 可以叫我小濤

    自適應變迴圈發動機一直是戰鬥機發動機發展的未來,它充分結合了大涵道比的燃油經濟性和小涵道比的機動性,可極大增加戰鬥機的航程。

    變迴圈雖說原理很簡單,但是市場需求、基礎工業、工程經驗和系統整合能力才是專案成敗關鍵。歐洲有基礎,但是缺少需求。中國有一定基礎也有需求,期待早日趕上來。

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