國產航空發動機取得了長足的進步,但仍落後於先進國家
前段時間,中國航空工業集團公司(CNAC)收到好訊息,新型AES100民用渦輪噴氣發動機成功完成了冰凍條件下的適航試驗,實現了該領域的技術突破。
AES100是典型的民用***,其冰測試是在惡劣的天氣條件下進行的,以驗證其安全性和可靠性。
根據計畫,AES100有望在2024年獲得中國民航適航證,將能夠滿足民用無人機等各種飛機的能源需求。
我們很開心,但我們需要一盆冷水。 雖然我們在飛機發動機領域取得了長足的進步,但與30年前的美國相比,我們還有很長的路要走。
說到國產飛機,我們想到的是國產發動機,說到發動機,我們都認為我們的技術跟美國太遠了,頂多只有三十年的歷史。
前段時間的話題是國產電機,我們最終能打到什麼水平?
飛機發動機的工作原理。
此外,該發動機被認為是工業皇冠上的明珠,以及光刻技術以及該國尚未完全掌握的十幾項基本技術。
該發動機於 1937 年推出,已有近乙個世紀的歷史,但其工作原理保持不變。
內燃機的心臟由三部分組成:壓縮機、燃燒室和渦輪機。
在執行過程中,發動機旋轉進氣葉片,吸入並壓縮外部空氣,然後將其送入燃燒室,在那裡與噴射的燃料混合進行燃燒,從而產生推力。
如果僅此而已,它將被稱為渦輪噴氣發動機,因為它消耗大量燃料且效率低下。
這怎麼能做到? 在發動機後部加裝渦輪機和傳動軸,渦輪旋轉帶動風機、低壓葉輪和高壓葉輪壓縮發動機內的空氣,然後與燃料混合,產生強大的推力。
這是渦扇發動機。
渦扇發動機最重要的特徵是雙噴嘴總成,發動機吸入的氣流通過內圈(內噴嘴總成)和外圈(外噴嘴總成)。
在這種情況下,有乙個術語稱為"流量比",是指外部擴散器中的氣流與內部擴散器中的氣流之比。
由於通道的長寬比不同,可分為小通道比內燃機和大通道比內燃機。 小通道比發動機和大通道比渦扇發動機最直觀的區別是,乙個比另乙個厚。
小型噴氣式飛機的加速比發動機好得多,機動性也好得多,尤其是在戰鬥機上,但它消耗的燃料太多。 它在空中也不起作用。 由於高度較低,風扇的空氣動力學效率大大降低。
如果發動機的流量比大,風扇直徑大,則氣體可以提供更多的動力,從而提高發動機的效率; 推力越大,節省的燃料就越多。
當然,您也可以使用螺旋槳,例如***的螺旋槳。 這就像船上的螺旋槳。
結論:只要能控制核心,就能把它變成更有用的功能。
飛機發動機的奧秘。
目前,只有美國、俄羅斯、英國和法國有能力自行開發高效能飛機發動機,這是乙個重大挑戰。 詳。
1.對安全性和可靠性要求高; 民用飛機發動機的使用壽命為30,000小時,未來應達到100,000小時;
為確保飛行安全,還進行了跌落測試和吸冰測試。
將幾隻鳥扔進發動機,但要確保發動機平穩執行。 在一分鐘內用一噸冰填充發動機而不會損壞它。
2、轉速高,離心力強;
當發動機以每分鐘15,000-16,000轉的速度執行時,每個發動機葉片上的離心力是其自身重量的10,000倍,即15噸,相當於舉起幾輛汽車。
3.對材料有嚴格的要求;
軍用飛機發動機的溫度是1700度,民用飛機發動機的溫度是1500度,金屬已經熔化,但它繼續工作。
可想而知,獲得必要的材料是多麼困難。
當風力達到 4 或 17 級時,火焰穩定且不閃爍。
飛行器起飛時,發動機抽氣,風力達到17級,此時火焰必須保持均勻燃燒,不熄滅,不改變方向,否則發動機會**。 這需要飛機具有良好的空氣動力學效能。
我們在談論什麼樣的國產發動機?
世界排名第一的科恩·多比。
我們將國產 WS-15 與美國 F-119 進行了比較。
F-135發動機的推力大於WS-15發動機的推力。 那麼,美國F-135的發動機真的更先進嗎?
我們將本土 WS-15 戰鬥機與美國 F-119 戰鬥機進行了比較,後者的翼展為 025 公尺和 102公尺。
F-119的傳動比為03.直徑為113公尺,但最大推力只有15公尺9噸。 雖然修改以提高傳動比,但 159噸的推力仍略低於WS-15。
美國 F-135 的推力為 057。最大推力是通過減速獲得的。
當速度下降到 1 時在 6 馬赫時,它的最大推力為 195噸。
我們的 J-20 配備 2WS-8 的速度為 15 馬赫,速度非常快,比美國的 F-35 快得多。
眾所周知,隨著每次加速,空氣阻力增加四倍,飛機的表面溫度增加十倍。 這是對機器材料的改進。
根據規格,WS-15的發動機直徑較小,通道較小,但其進氣量高於F-119,這意味著WS-15的葉片具有更高的轉速。
速度越高,對材料的需求就越大,這意味著我們在發動機材料上有了突破,但這還沒有正式宣布。
可以說,我們用小型 Düker 發動機取得了很多成就,而且不止乙個方面。
更重要的是,在民用航空中,沒有足夠的發動機來利用大型風道。
中國C919使用的發動機不是國產發動機,而是CFMLEAP-1C,這是美國通用電氣和法國賽峰集團聯合開發的中置雙噴氣渦輪噴氣發動機。
CK 1000 和 CK 2000 是目前中國正在開發的兩架飛機,主要用於 C919 和 C929 飛機。
CJ1000尚未投入商用,但仍略低於LEAP-1C。
推力延遲:CJ1000發動機的輸入比為106:1,11噸至13噸之間的大推力5噸之間; LEAP-1C 的飛行比為 11:1,推力為 124 噸和 135噸之間;
尺寸、壓力比:CJ1000風機直徑195 公尺,長度 329公尺,配備22相壓縮機,總壓比為47:1;LEAP-1C 長度 45 公尺,風扇直徑 198 公尺,配備 23 相壓縮機,總壓比為 50:1。
材料:CJ1000由TC4型鈦合金製成,而LEAP-1C由3D織物模具製成。
leap-x"該發動機於 2008 年 7 月 13 日推出,距今已有 15 年,這意味著我們內部開發的發動機遠不如 15 年前的競爭對手。
直到1990年,F119發動機才正式進入試飛階段,直到30多年前的1991年,才開始量產。 與 30 年前的競爭對手相比,我們的 WS-15 僅略勝一籌。
因此,許多網友認為,中國的引擎比美國差了三十年。
但我想說的是,我們在技術上落後了 30 年,在發動機開發上落後了 100 多年。
然而,我們也意識到,在1991年蘇聯解體和美國崛起為世界唯一超級大國之後,美國在許多方面都出現了倒退,尤其是在飛機發動機方面。
歐美飛機發動機已經30多年沒有大修過了,30歲的F119依然是最好的三颱發動機之一。
如果保持目前的發展速度,我們很快就會趕上甚至超過歐美國家。
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