新概念发动机那么多,美国六代机为何独选变循环发动机?
因为变循环发动机可以看做是下一代发动机增推和改善飞行性能的最佳选择。
图为F135发动机,他将会采用变循环技术进一步增加推力。
美国宣布要把F135发动机增推到22吨,届时它将成为目前世界上推力最大的发动机,也是单发推力第一次突破20吨级的航空发动机,比过去以10吨为界限划分大、中推的范围又提高了一倍,届时英国推力为9吨的EJ200发动机,法国推力为8吨的M88发动机都会成为较小推力的发动机。就连中俄13吨的大推力发动机也会出现代差,造成这一局面的一个主要技术就是变循环。
图为变循环发动机的原理图。
美国近年来在变循环发动机上投入巨大,早在黑鸟飞机就首次运用了变循环技术,变循环技术是利用机械结构和其他独特设计,使得发动机的涵道比随之改变,产生不同特性的发动机。现代涡扇发动机由外涵道和内涵道组成,产生推力主要在内涵道,外涵道可以提供额外的推力,使得涡扇发动机比较早二代机使用的涡喷发动机更加省油,也更容易产生更大推力。
图为台架测试中的F135发动机。
现在大型运输机、轰炸机、客机等都使用大涵道比发动机,而战斗机发动机则运用的是小涵道比发动机,小涵道比可以增加进入空气的加热效率,提高燃料燃烧效率,增加变速特性和加速特性,而大涵道比可以增加推力,可以降低油耗。变循环发动机可以做到使发动机的涵道比随时变化,在巡航阶段变成大涵道比,比较省油,也能提高常规推力,交战时可以切换到小涵道比,这样就能灵活机动,提高作战能力了。
图为涡扇发动机和涡喷发动机的区别图。
第六代战斗机的发动机,除了提高推力,增加寿命外,最重要的就是要变循环了,这才是突破性的技术。
新概念发动机那么多,美国六代机为何独选变循环发动机?
自适应变循环发动机一直是战斗机发动机发展的未来,它充分结合了大涵道比的燃油经济性和小涵道比的机动性,可极大增加战斗机的航程。
变循环虽说原理很简单,但是市场需求、基础工业、工程经验和系统集成能力才是项目成败关键。欧洲有基础,但是缺少需求。中国有一定基础也有需求,期待早日赶上来。
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