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第5代變循環(huán)發(fā)動機(jī),直接用了某15的核心機(jī)?

2023-07-02 23:56 作者:瀚海狼山  | 我要投稿



第4代大推力渦扇的成功裝機(jī)首飛,可以算是軍用推力平臺首次達(dá)到了全球領(lǐng)先水平,畢竟在已經(jīng)實際裝機(jī)的全球所有戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)中,還沒有任何一種讓35噸級的重型隱身機(jī)可以用200米的距離就當(dāng)即拉起,然后大仰角躥升到上萬米的高度。而這種巨大的成功,也為今后的系列化發(fā)展打開了超級戰(zhàn)略窗口。因為第4代軍用大渦扇的核心機(jī)非常先進(jìn)。今后既可以用作大直徑非加力渦扇發(fā)動機(jī)的核心機(jī)部分,也可以直接用來開發(fā)更先進(jìn)的第5代自然變循環(huán)發(fā)動機(jī)。某15的核心機(jī),被認(rèn)為其渦輪前進(jìn)氣溫度首次超過了2000K。比絕大多數(shù)第3代渦扇,甚至其升級版都高出了200K以上。行業(yè)內(nèi)一般按照渦輪前溫度每提高80K左右,那么發(fā)動機(jī)的最大推重比就會提高至少1個單位。這也是第4代渦扇;


由第3代大推推重比8到8.5,直接提高到10到11的核心原因之一。當(dāng)然渦輪前溫度敢提高200K以上,主要在于燃燒室與渦輪部分,不論是基本設(shè)計還是基礎(chǔ)材料,都有了本質(zhì)性的提高。否則到了一定的溫度與壓力極限,即使想再提高10K都是很困難的。畢竟2000K的高溫,已經(jīng)早就超過了大部分普通金屬材料的固定熔點。在有極端耐高溫高壓,性能先進(jìn)的第4代核心機(jī)的情況下,如果還能解決大直徑主風(fēng)扇的設(shè)計與材料問題,那么3.5米直徑、35噸級推力以上的最大直徑渦扇發(fā)動機(jī)的這個最后的航發(fā)高地也會被最終攻克,那么整個航空體系將進(jìn)入全球一流的自由境界。至于下一代的自然變循環(huán)發(fā)動機(jī),也可以直接采用15的核心機(jī)。根本原因在于第4代渦扇除了渦輪前溫度到目前最高之外。還在于,


整個壓氣機(jī)系統(tǒng)與軸系都是大為簡化。比如絕大多數(shù)普通第3代渦扇,都有5到6組壓氣機(jī),而第4代渦扇只需要最多4組更高效的壓氣機(jī)就夠了。壓氣層級的減少,不但提高了系統(tǒng)的整體可靠性;還為下一步的設(shè)計變形打好了基礎(chǔ)。自然變循環(huán)發(fā)動機(jī)根本原理就是要把外涵道的冷氣流,直接引入內(nèi)涵道的燃燒室進(jìn)行燃燒做功,而且也直接降低了經(jīng)過多級渦輪之后的噴氣溫度,這樣從熱力學(xué)上,也有更好的燃燒熱交換效率。而隨著發(fā)動機(jī)推力的迅猛提高,作為裝機(jī)型號的飛行速度也越來越快,最終很自然的就會普遍到2.5馬赫以上,這樣就會產(chǎn)生沖壓燃燒現(xiàn)象。也就是原則上不需要任何多級壓氣機(jī),就可以讓外界的氣流在燃燒室內(nèi)猛烈燃燒做功。因此3代發(fā)動機(jī)的5到6組壓氣系統(tǒng)。


在高空高速下反倒風(fēng)車阻力很大。最終5代變循環(huán)發(fā)動機(jī)可能只需要3組壓氣就夠了,因為一旦超巡到2.2馬赫以上,就有開始進(jìn)入沖壓燃燒的苗頭。如果采用15的核心機(jī),那么預(yù)計兩者的研發(fā)成功時間差,最多也就是以月計算!


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