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只要动力澎湃砖头都能上天:肥猪一样的F-35要实现超音速巡航

时间:2023-09-24 19:52:35 作者: 江南体育最新赛事消息 点击:1次

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  据环球网6月1日报道,近日,美国航空发动机制造商普拉特.惠特尼公司宣布,世界上推力最大的F135涡扇发动机即将增加推力,目前计划进展非常顺利,很快就能进入装机测试阶段。这款增加推力的F35发动机若能够顺利装备F-35战斗机,将会对提高F-35的高速性能,甚至在经过修形改进以后,F-35很可能实现超音速巡航。这款地表最强航空发动机的推力到底多大呢?普惠给出的数据是:22吨。

  普惠公司历时15年所打造的F-135-PW-100涡扇发动机,其特点可以涵盖为造价昂贵,技术领先。它长约5.59米,直径1.17米,净重1.7吨,最大推力达19.5吨,最大推重比(打开加力状态下)达到了11.47。比外,该发动机具有极高的涵道比,装备于F-22身上的F119-PW-100只有0.3,而F135则达到了0.57。其构造由进气道及低压风扇、压缩机、燃烧室、高压涡轮和低压涡轮、加力燃烧室等组件构成。以20196月初美军为233架F-35II采购发动机为例,共向普惠公司豪掷32亿美元,其每台发动机的单价达到了惊人的1373万美元。

  F135发动机是目前航空发动机这个皇冠上,最璀璨的一颗明珠。F135发动机让F35战机变成全球上拥有飞行动力最强悍的战机!F135发动机是世界上推力最大的航空发动机,很多国家发起了对其推力数据的赶超,迄今为止还没有成功的,这款发动机目前是加力推力18吨,军用推力为12吨。军推都已经与太行WS10系列发动机的加力推力接近了。F135发动机的进气口直径为1.17米,外径为1.30米。这个进气口直径比中俄的大推力发动机大得多,涵道比也很大,可以说F135发动机是通过加粗加大来得到现在的推力的。

  每代发动机的研制开发,各国科研人员都在聚集于如何增加发动机推力这一主题上。而航发增推的难度可谓是难于上青天,否则,航发也不会称为是“现代工业皇冠上的明珠”了。所谓的航发增推,就是指尽可能的增大单位时间内发动机的进气流量,更好的利用燃料燃烧后所产生的热量。并对发动机每个部分进行更有效的控制。

  一是增加发动机进口圆截面积的直径,进而增加发动机进口面积,进口面积越大,单位时间内的吸入的空气就越多,因而发动机产生的推力就越高。而所谓的涵道比,就是指发动机推力与进气流量质量的比值,它也是决定发动机推力发展的决定性因素之一。为了尽可能提高单位时间内的推力,因而就须降低涵道比,从而增加风扇压比。

  二是在燃料热能利用率上下功夫,除了要提升涡轮进口温度外,还要对燃烧室和加力燃烧室的结构设计来优化升级,以及改进喷油系统的设计等等。

  三是要从发动机的控制管理系统着手,进行不断的升级与改进,从最初的机械液压式控制到模拟式电子控制,以及目前最为先进的多权限多通道数字式电子控制等等。无论是前辈还是后人,都对这三种办法来进行不耐其烦的改造升级。但是就目前而言,除了优化结构设计外,更多的则是要从制造加工技术和新材料技术等方面入手,以此才能使航推获得更高更大的推力。

  F135发动机推力大,其推比也相当高,总推重比为11,这能够说是一款性能最优异的第四代涡扇发动机,其总压比达到了28。如此先进的一款发动机,却早在2006年就开始了测试,而且装上了飞机,首次测试就取得了成功。美国还借此在这款发动机基础上开发出了垂直起降战斗机专用发动机,增加了升力风扇,强大的推力使得F35这款20多吨的接近重型飞机体重的飞机,也能够垂直拔起。

  美国此番宣布要继续对F135发动机进行增推,但是加大进气口直径、扩大进气量,已经不是最有效率的增推手段了。如果美国想要扩大F135发动机的推力,单单继续采用这一办法已经不可行,要知道F135已经很粗,继续增加直径带来的推力提高和付出的阻力代价已经不成比例。

  美国对于F135发动机的增推办法,主要是采用提高涡轮前温度这个办法,其次是考虑采用变循环技术,使得发动机在进行加速加力的时候,能够将进气口进入的大量加热气体,从涡轮盘直接大量进入内涵道,以实现高效的加力燃烧能力,同时又不会损失巡航时的节油能力。

  提高涡轮进口温度,是当前增加喷气式发动机推力的最高效的办法之一,而极高的温度已经使得现阶段的涡轮盘和叶片达到了耐受极限,因而,研发出更具耐高温的新型材料,是目前各国攻关发展的重点区域。当前研制喷气式发动机的耐高温材料,最重要的包含高温合金、钛合金、金属间化合物、难熔金属材料等。

  其元素配比、制作流程与工艺、研发成本、耐受性及可靠性等各项工作,都需要大量的人力财力及物力来支持,若没有相关条件,可谓是寸步难行。此外,成品产出后,还有必要进行后续试验,以此考察其性能,没有相关领域的技术储存、人才储备、和配套设施,依旧是难度很大。

  从提高涡轮前温度这个发动机增推的常用手段,说明美国已经在材料技术上又取得了重大突破,这对于一直徘徊在提高涡轮前温度界限上的我国而言,差距可以说又拉大了一些。