大家好,,今天小編關(guān)注到一個(gè)比較有意思的話題,,就是關(guān)于機(jī)械設(shè)備性能強(qiáng)大的問(wèn)題,,于是小編就整理了1個(gè)相關(guān)介紹機(jī)械設(shè)備性能強(qiáng)大的解答,,讓我們一起看看吧,。
戰(zhàn)斗機(jī)的推力有多強(qiáng),?
美空軍F22戰(zhàn)斗機(jī)的兩臺(tái)F119發(fā)動(dòng)機(jī),,推力達(dá)到了31.2噸,。F35戰(zhàn)斗機(jī)的單臺(tái)F135發(fā)動(dòng)機(jī),推力達(dá)到了19.1噸,。蘇35戰(zhàn)斗機(jī)的兩臺(tái)117S發(fā)動(dòng)機(jī),,推力達(dá)到了28噸。
目前來(lái)看F135發(fā)動(dòng)機(jī)還有增推計(jì)劃,,預(yù)計(jì)推力將增加到20噸。如此一來(lái),,F(xiàn)135將是世界上第一款推力達(dá)到20噸級(jí)別的戰(zhàn)斗機(jī)用航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小與涵道比,,渦前溫度息息相關(guān),。而戰(zhàn)斗機(jī)的體積不會(huì)太大,,也注定了航發(fā)增推只能選擇提高渦前溫度,而不能一味地增加涵道比,。
接著問(wèn)題就來(lái)了,,提高渦前溫度的方法就是增加渦輪葉片和渦輪盤的耐高溫性能,那就只能從材料上下功夫了,。目前來(lái)說(shuō)在渦輪葉片上大規(guī)模應(yīng)用的耐高溫材料就是第三代耐高溫單晶合金,。比較有名,且性能優(yōu)秀的有美國(guó)的CMSX-10,,中國(guó)的DD409,,日本的TMS-75和TMS-85,。這幾種單晶耐高溫合金均能在溫度為1100°,,壓強(qiáng)為140Mpa的環(huán)境下工作220小時(shí)以上。而F119和F135就使用了CMSX-10第三代單晶耐高溫合金,。據(jù)稱WS-15發(fā)動(dòng)機(jī)也用了DD409,,從而提高了渦前溫度,。其實(shí),日本的TMS-75比中國(guó)的DD409早出來(lái)近10年時(shí)間,,主要是因?yàn)槿毡镜牟牧霞夹g(shù)比較領(lǐng)先,。
隨著第三代單晶耐高溫合金的大規(guī)模應(yīng)用以及性能的局限,其已經(jīng)不能滿足未來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)的需求了,。所以說(shuō),,第四代,第五代單晶耐高溫合金也被研發(fā)了出來(lái),。目前來(lái)說(shuō),,第五代單晶耐高溫合金還是日本走在了前列。日本研發(fā)的第四代單晶耐高溫合金是TMS-138,,第五代單晶耐高溫合金是TMS-162,。TMS-138可以在溫度1100°,壓強(qiáng)137Mpa的環(huán)境下工作近400小時(shí),;TMS-162可以在同等環(huán)境下工作近960小時(shí),。這也是日本敢宣稱其XF9-1發(fā)動(dòng)機(jī)的推力超過(guò)F119原因之一。雖說(shuō),,日本的單晶耐高溫合金研發(fā)走在世界前列,,但其還沒(méi)有到達(dá)大規(guī)模應(yīng)用的階段,只能停留在實(shí)驗(yàn)室,究其原因就是造價(jià)高昂,。對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō),,第四代,第五代單晶耐高溫合金也在研究之中,。
其實(shí)除了單晶耐高溫合金之外,,科研人員也在尋找其它材料作為替代品。比如:金屬間化物,,陶瓷基,,陶瓷基復(fù)合材料,碳化硅纖維等等,。所以說(shuō),,航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)是一項(xiàng)漫長(zhǎng)而艱辛的過(guò)程,是急不來(lái)的,。只要材料和設(shè)計(jì)問(wèn)題解決了,,那大規(guī)模應(yīng)用就是水到渠成。(圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò))
現(xiàn)在戰(zhàn)斗機(jī)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)基本上都是帶加力燃燒室的小涵道渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,其推力足夠能將20-30噸的戰(zhàn)斗機(jī)加速到2倍音速,,以及爬升到2萬(wàn)米高空。衡量發(fā)動(dòng)機(jī)推力性能的一個(gè)常用指標(biāo)就是推重比,,也就是發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力和自身重量的比值,,一般現(xiàn)在三代機(jī)(美國(guó)分代標(biāo)準(zhǔn))的發(fā)動(dòng)機(jī)一般推重比都是在7-10之間;而四代機(jī)基本上都是要達(dá)到10以上,,這樣才可以實(shí)現(xiàn)不開加力情況下達(dá)到超音速飛行,。
為了說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)推力大小,下面就列舉幾款主流戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)推力情況:
1,、F22戰(zhàn)斗機(jī)配置的F135軍用大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,推重比超過(guò)了10,在開啟加力燃燒室的情況下能夠輸出18噸的推力,,在現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域相當(dāng)強(qiáng)悍了,。
2,、蘇57戰(zhàn)斗機(jī)配置的AL-41軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,推重比也是超過(guò)了10,最大推力同樣達(dá)到18噸,;
3、蘇35戰(zhàn)斗機(jī)配置的AL-37FU渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,推重比達(dá)到8.7,,開啟加力燃燒室情況下最大推力輸出達(dá)到14.5噸;
4、F-15重型戰(zhàn)斗機(jī)配置的F-100加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),,推重比達(dá)到7.8,,加力情況下最大推力達(dá)到11.3噸,;
先解釋一下,,除“滑翔機(jī)”以外,,其他飛行器都需要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)才能夠?qū)崿F(xiàn)“自由飛翔”目的,任何一款戰(zhàn)斗機(jī)自身不產(chǎn)生“推力”,。
(一架會(huì)飛的機(jī)器的基本組成部位)
發(fā)動(dòng)機(jī)是基本機(jī)載關(guān)鍵設(shè)備,!
(現(xiàn)代版飛機(jī)的幾種典型動(dòng)力系統(tǒng))
(標(biāo)準(zhǔn)的第4代隱身技術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)推力強(qiáng)悍的2臺(tái)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī))
(渦輪/渦扇噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)圖)
(現(xiàn)代直升機(jī)用/渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)“米-171”直升機(jī)動(dòng)力117V型)
世界第一型第五代高性能隱身戰(zhàn)斗機(jī)“F-35閃電ll”配置了一臺(tái)大功率渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)+升力風(fēng)扇組合式動(dòng)力系統(tǒng),,輕松實(shí)現(xiàn)“F-35-閃電ll”垂直/短距起降,。(F-35配套的/F119-PW-100渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是世界上第一臺(tái)推重比達(dá)到10級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī))
“火車跑得快全靠車頭帶”,飛機(jī)飛的高,、飛的快,、飛的遠(yuǎn)離不開各類型發(fā)動(dòng)機(jī)提供推力/拉力(螺旋槳式飛機(jī))。
我們以F35的發(fā)動(dòng)機(jī)F-135而言,,其推力高達(dá)18噸,,約4萬(wàn)磅!有多強(qiáng),,它能推動(dòng)14噸重的F-35B隱身戰(zhàn)斗機(jī)垂直起降,,都說(shuō)只要?jiǎng)恿?qiáng),板磚也能上天,,這何止板磚啊,,鐵疙瘩也能上天!
可以說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)引領(lǐng)著戰(zhàn)斗機(jī)的變化,,尤其是戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)入噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)代,,性能變化更是邁入新階段。航空發(fā)展初期,,主要使用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),前10年光景,,發(fā)動(dòng)機(jī)推力從16馬力提升至163馬力,。而第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束后,航空發(fā)動(dòng)機(jī)的馬力能達(dá)到408馬力,。二戰(zhàn)結(jié)束前后,,是活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的黃金時(shí)期,例如羅·羅的梅林12缸V形液冷發(fā)動(dòng)機(jī),動(dòng)力高達(dá)1680馬力,!德國(guó)戴勒姆·奔馳的D-B601倒置V型液冷發(fā)動(dòng)機(jī)的功率也高達(dá)1500馬力,,這讓Bf.109戰(zhàn)斗機(jī)的極速提升至755公里/時(shí)!
第四代戰(zhàn)斗機(jī)使用的F100渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)不開加力狀態(tài)下,,最大的推力狀態(tài)耗油率為0.66千克(10?!ばr(shí)),開加力的耗油率高達(dá)2.0千克(10?!ばr(shí)),,后者是前者耗油率的3倍多!而由于加力耗油率高和熱負(fù)荷大,,所以加力狀態(tài)的使用時(shí)間受到一定限制,,比如一次開加力在15~20分鐘之間。其中“協(xié)和式”客機(jī)使用的奧林帕斯發(fā)動(dòng)機(jī),,使用的加力燃燒室最多連續(xù)工作半小時(shí),。
而目前美國(guó)的第五代戰(zhàn)斗機(jī)F-22和F-35,要求不用開加力就能達(dá)到1.4~1.6馬赫超聲速巡航飛行,,這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力要求甚高,。主要采用小涵道比和提升渦輪前燃?xì)鉁囟鹊姆椒▉?lái)實(shí)現(xiàn)。例如F119的渦輪前燃?xì)鉁囟葹?477~1577攝氏度,,如果提升至1827~1927攝氏度,,就能達(dá)到這一指標(biāo)。
到此,,以上就是小編對(duì)于機(jī)械設(shè)備性能強(qiáng)大的問(wèn)題就介紹到這了,,希望介紹關(guān)于機(jī)械設(shè)備性能強(qiáng)大的1點(diǎn)解答對(duì)大家有用。