飞机发动机上燃气轮机技术那么发达,为什么大型运输机发动机上还要装螺旋桨?

现代螺旋桨和二战的活塞式发动机螺旋桨不一样,现代大多数飞机使用的是涡桨,是涡轮动力的另一种表现形式,和二战的活塞发动机已经本质上不同了。

现代涡轮发动机,一般由三种类型组成,分为:

涡轮喷气式发动机

涡轮螺旋桨叶式发动机

涡轮风扇式发动机

其中涡喷属于早期喷气式发动机技术,比如我们熟悉的活跃在朝鲜战场的米格15和F86这些都属于涡喷。它最大的毛病是费油,燃料利用效率较低,所以飞机常常有腿短的毛病去。而且这种方法说白了就是个火箭,虽然能快速的获得推力,但当速度接近音速时,便不可避免的产生激波,阻止气流速度继续增加。虽然高空高速这种脉冲的方式有优势,但飞机是需要平衡考量的。

涡扇则是现代战机和大型运输机常常使用的发动机技术,简单点说就是通过燃烧室温度推送几层内部的涡轮扇叶形成压气效应。风扇扇叶由转子叶片和定子叶片组成,涡轮推动的是转子,一对定转子叶片为一个级,一般10个级上下。效率上比起涡喷好的多。

涡桨就不一样了,它完全是为了适应性而制造的东西,通过涡轮推动桨叶,形成与活塞飞机差不多的工作效应。在性能上,它像一个介于活塞桨叶和涡轮之间的产物。

基本上来说,它有涡轮那种功率强大的特点,同时又如同活塞那样可靠以及经济性能好。对一些大型飞机来说,并不需要战斗机那种极端的高速,反而强调场地适用性和耐用可靠性。

架构上也可以这么理解——涡桨是一个去掉了函道,风扇改成螺旋桨的涡扇,为了不引起螺旋桨音爆,它被限定了速度。就当它给锯了一半吧。

实际上也正是中低速领域成就了涡桨发动机。它油耗不比活塞多多少,但是高空性能和加速能力更强,相比涡扇和涡喷则更加好维护和便宜经济,尤其是油料方面,活塞发动机用的一般可都是航空汽油,比航空煤油贵。而且涡桨体积很小,单位功率大嘛。

在运输、搜索、通信、巡侦、反潜、消防、预警方面,中低速飞机反而占优势,它们都可以大型运输机为载体,你要是派一个油耗高,留空时间短,燃料费昂贵,低空能力差,维护标准高,起降能力差的涡扇涡喷来,不一定做的好这些事。

飞机发动机上燃气轮机技术那么发达,为什么大型运输机发动机上还要装螺旋桨?

现代飞机的发动机就是我们常说的航空发动机,俗称“航发!”虽然进入喷气发动机时代已经很久了,但是现在很多飞机(民用、军用都有)还是用的“螺旋桨”!

飞机发动机早期的时候是活塞气缸内燃机,最顶峰的就是星型结构的,螺旋桨驱动!后来要飞得更快,就过度到喷气发动机时代!开始是涡喷,后来到现在又发展出涡扇喷气发动机(还有直升机用的涡轴发动机)

现代大型运输机不管是民用还是军用基本都是涡扇发动机为主了!美军的C-141,C-5,C-17,乌克兰的AN-225,AN-125,俄罗斯的伊尔-76,我们的运-20,鬼子的C-2,等等都是喷气发动机的!

当然也有例外,战术级的比如大名鼎鼎的C-130用的涡轮螺旋桨的,优点低速性能好,维护保养简单,使用成本低!欧洲用来代替c-130自己研制的A400M也是涡轮螺旋桨推进!乌克兰的AN-70也是螺旋桨的,但是它和别的C-130,A400M的还不一样,是乌克兰独门技术,用的是桨扇发动机配的独特的前后两组(前8,桨、后6桨)大倾角湾月型的桨叶,工作时两组桨叶反转,推进性能好,效率高、经济性好!还有我国最新研制的两栖飞机AG600也是涡桨发动机,比较适合水上起降的环境(俄罗斯有喷气式的水上飞机,但实际用下来没有涡桨的好)之前的水轰-5也是涡桨发动机!还有个特殊的虽然不是运输机,TU-95(也可以看着是,只是专门来做炸弹和导弹的),也是螺旋桨的!但是它也很有特点,四台涡桨发动机,每台发动机驱动两组大直径的四叶奖反转!还有有国轻型的运输机,运-12用的也是涡桨发动机!

总结下,现在战略级大中运输机基本都是涡扇发动机为主了!战术级的、轻型的运输机用的螺旋桨推进的!还有水上飞机环境特殊,绝大部分都是涡桨推进!现代的螺旋桨推进和二战那会的螺旋桨推进早就不可同日而语了!

飞机发动机上燃气轮机技术那么发达,为什么大型运输机发动机上还要装螺旋桨?

燃气轮机是在航空发动机的基础上开发出了的一款发动机,通常在大型水面舰艇和主战坦克上运用。燃气轮机是一款产生机械能的的发动机,这是与航空发动机有很大的区别的。从第二次世界大战以来喷气发动机就被发明了出来,喷气式发动机的发明让世界航空工业发生了革命性的变化,速度上的提升是显而易见的,当使用螺旋桨发动机的时候战斗机的速度永远无法突破音速,而喷气式发动机的出现使得战斗机达到音速成为了一个必要的条件。

目前在运输机上使用的发动机主要是两种,这就是涡扇发动机和涡桨发动机,包括大部分的民航客机使用的都是大涵道比涡扇发动机,另外大型军用运输机使用的也是大涵道比涡扇发动机,这些发动机具备很大推力,可以满足这些最大起飞重量超过200吨的大型军用运输机的起降条件。

除了涡扇发动机之外还有一种发动机被运用在运输机上,这就是涡桨发动机,实际上涡桨发动机室涡扇发动机的一个改进,涡扇发动机是通过向后的推力实现飞机的运动,而涡桨发动机使用发动机主轴带动螺旋桨来带动飞机的运动。到目前为止还没有大型军用运输机上使用涡桨发动机,涡桨发动机主要在中型战术运输机上使用,包括洛克希德马丁公司的C-130J,欧洲空客公司的A400M中型战术运输机等,我国的运-8/9系列也使用涡桨发动机。

涡桨发动机与涡扇发动机相比虽然说推力上有差别,但是涡桨发动机具备了涡扇发动机不具备的能力,这就是燃油消耗比较低,通过使用涡桨发动机可以实现运输机的长时间的飞行,也能够获得良好的经济效益。除了中型战术运输机使用涡桨发动机之外,俄罗斯的图-95战略轰炸机也使用了涡桨发动机。在一些民用支线客机上也有使用涡桨发动机,而好处就是经济。

飞机发动机上燃气轮机技术那么发达,为什么大型运输机发动机上还要装螺旋桨?

发动机是发动机,螺旋桨是螺旋桨,合起来才是动力装置。

就像船一样,有柴油机的,有燃气轮机的,还有核动力的,但绝大部分还是通过螺旋桨推进,还有少部分是通过喷水推进。

具体到飞机是采用螺旋桨、喷气推进,还是桨扇推进,取决于飞机的使用领域和设计指标,想追求亚音速的巡航效率,现在的螺旋桨和桨扇是很不错的选择,想高亚音速或者跨音速飞行,涡扇可以兼顾经济性和速度;想追求高空高速甚至“双三”,涡扇就不太行了,需要涡喷或者冲压;等等。也就是说,每种动力装置有其擅长的飞行包线。

飞机发动机上燃气轮机技术那么发达,为什么大型运输机发动机上还要装螺旋桨?

现代的螺旋桨飞机严格意义上也是燃气轮机,螺旋桨用着速度虽慢(这个慢是相对的比高铁快几倍)。但省油非常经济

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