航空发动机是怎样发展的(航空发动机的发展史)

中国国产航空发动机之 痛

大家好,关于航空发动机是怎样发展的很多朋友都还不太明白,不过没关系,因为今天小编就来为大家分享关于飞机发动机怎么弄好看点的知识点,相信应该可以解决大家的一些困惑和问题,如果碰巧可以解决您的问题,还望关注下本站哦,希望对各位有所帮助!

本文目录

  1. 战机发动机喷蓝色尾焰好,还是红黄色尾焰好
  2. 航空发动机是怎样发展的
  3. 波音和空客技术那么牛,他们可以制造航空发动机吗
  4. ARJ21民航飞机发动机为什么没装在翅膀上,而是装在尾部

战机发动机喷蓝色尾焰好,还是红黄色尾焰好

当然是蓝色火焰好啦。

世界上的航空发动机厂商,比如著名的罗尔斯罗伊斯公司。他们在每开发一种新型噴气发动机时,有一个明确的测试方法指标。即测试尾噴口的温度值。

同等压力体积的空气,同質、量级的燃料注入燃烧室后,尾噴口的温度值越高,气体膨胀系数越大,说明发动机的功率越大。功效比更接近设计理想。

中国有句古话云:炉火纯青。

其中亦包含着物理原理。现代科学实验证明,当燃烧的温度越高,火焰的颜色倒反越接近冷色调。

所以说,当噴气式飞机的尾噴管口的火焰颜色呈青色时,说明发动机处于工作最佳状态。燃烧充分,推力最大。

此时的飞机已属满功率运行状态。如果是民用航班飞机,此时飞机肯定处于起飞爬升阶段,需要加最大油门来加速。进入巡航阶段时,不会如此全速进近。

发动机在此时承受的温度也最高,压气机叶片的材料、制作工艺正在接受严峻考核哪。

蓝色的火焰,正将飞机推动得更快更高,向着远方翱翔。

航空发动机是怎样发展的

我前阵子经常看到,当我国某某飞机与国外合作遇到阻力,特别航空发动机受制于别国时。很多网友都会责凝我们自己的航空发动机,甚至责问这些飞机项目不可以自力更生等等。

首先我们应该理性认识区分,飞机制造是个系统工程,而航空发动机更是该系统工程的心脏工程,它涉及到设計学,材械动力学等等复杂的综合性学科的研究无数次试验应用测试。要取得长期探索(甚至跨代人出成果),也就是人才储备的连续性。因为我们航发研制还是以仿制消化与自主研发相结合,这样湾道追赶可以节少时间。另外网友们对自主研发航空发机要有个正确的思维去评论,勿以诋毁的词语来评击咱们自己的航发产业,相心通过数年的艰苦努力,中国航发一定会取得骄人的业绩!

波音和空客技术那么牛,他们可以制造航空发动机吗

首先谢谢邀请!

其实这个问题,就跟为什么我们不造芯片差不多,就是我们不是不能造芯片,而是我们现阶段造不出来先进的芯片,落后的产品造出来根本就没有竞争力,自然也就没有市场。

波音与与空客其实很像“苹果”,就很多“产品”都是各零部件供应商提供零件,最后在一起组装,不一样的是“苹果”很多零部件比如“芯片”是自己设计的,但不是自己生产,而是交给台积电代工。图注:我们为波音制造的垂尾。

波音、空客也是一样,很多零部件都是由别人代工的,比如波音目前最先进的“波音787”就是由9个国家,12家公司参与生产的,我们的沈飞、西飞也有波音的零部件加工项目,而飞机发动机更是直接采用其他厂商的产品,比如美国“GE”通用电气、“普惠”普拉特.惠特尼、“罗罗”罗尔斯.罗伊斯的产品。图注:目前全世界主要的几家航空发动机制造/提供厂商。

那为什么波音和空客不自己生产飞机发动机呢?

“天真”个人看法不是它们造不了,而是造出来没有竞争力!就像我们芯片一样,不是造不了,而是造出来没有市场竞争力!还不如直接采用三大航发厂商的产品,就像各大电脑厂商都采用“英特尔”的芯片一样。

而为什么像波音、空客这样的航空巨头生产出来的“航空发动机”都没有市场竞争力呢?

首先二战那种老式的“活塞”发动机我们不谈,我们现在只谈现在先进的“大涵道比涡扇发动机”;

制造先进喷气航空发动机的关键在于材料、加工工艺及设计制造,波音、空客在航发材料上应该没有问题,自己不行也可以直接采购本国内的产品,关键在于加工工艺和设计制造。

我们都知道航发的原理很简单,以涡扇发动机为例:就是风扇、低压压气机(高涵道比涡扇特有)、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统等组成。

但是原理简单,工程化很困难,尤其是大推力先进航发的加工制造极其困难,目前先进航发多达数万个零部件,每个零部件的加工工艺要求都不近相同,甚至可以毫不夸张的说,给你个先进航发在没有操作手册的时候,连如何拆解都困难。图注:目前最先进的大涵道比涡扇发动机,波音777X应用的“GE9X”

对于那些有先进航发制造经验的企业来说,一个航发数万个零部件,比如A、B、C、D、E、F、G……它们知道如何加工、如何装配,可是对没有先进航发制造经验的企业来说,不要说如何加工、如何装配了,甚至连哪个是A哪个是B都不知道,这就需要一步步从头摸索,按我们通俗的话来说,就是“技术累积”。

其次,每个航发的零部件都是有“公差”的,就每个零部件加工的时候,会有一定的大小差别,是不可能完全一样的,那这个差别是多少?没制造过航发的企业不知道,最后装配在一起的总差别又是多少,还是不知道。

这就对以后航发的可靠性提出了难题,航发不是汽车发动机,汽车发动机出问题的时候,汽车大不了停在路边不开就是了,而用航发的飞机不行,飞机飞到一半航发出问题了,那飞机也就完了,以前我们歼10用三姨夫的时候,大多数事故都是“三姨夫”出问题,为这事我们没少和毛子扯皮!

所以航发需要进行漫长而又严格的各种测试,而正如前文所说,先进航发有多达数万个零件,同时航发的使用环境又极其严酷,涡轮叶片工作环境是在上千度的高温下,保持每分钟数万转的稳定运行,每秒钟的进气流量都是按“公斤”计算的,这么严酷的工作环境与这么多的零件想要确保不出问题是极其、极其困难的。

就拿我们来说,上世纪80年代就开始仿制英国的“贝斯”发动机,按理说对航发是有一定设计制造经验的,可是等到研制WS10这种第三代大推力小涵道比航空发动机的时候就遇到了难题,设计出来了也造出来了,但就是可靠性不行,尤其是“喘振”的问题,来回的折腾。

而主要原因是什么呢?一个是设计的问题,一个就是加工工艺的问题(跟材料屁关系都没有,具体原因可能涉密就不谈了)图注:WS10以前迟迟出不来,根本就不是材料的问题,而是设计跟工艺的问题。

而这种难题不是单靠工业规模和工业加工能力就可以轻易改变的,就拿我们隔壁的鬼子来说,工业加工能力不可谓不强吧?

可是自己费劲巴力造了个5吨推力的“小推”就能乐的屁颠屁颠的。图注:鬼子“心神”上用的“XF5-1”一个5吨的小推,曾让鬼子兴奋了好几年。

这个关键还是“技术累积”的问题,只有自己有丰富的航空发动机设计制造经验,才能知道用那些设计来避免可能出现的问题,用那些技术加工工艺才能提高航发的性能和可靠性。

所以在“天真”看来,如果波音与空客想造航空发动机的话,以目前的技术条件来看应该没有问题,无非就是投资建厂而已,我们过去80年代都能造航发,作为现在国际“军工巨头”的波音、空客来说一点问题都没有。

但是……如何能造出“先进的航发”、如何能造出“先进可靠的航发”,这就不单纯是看工业制造或者工业规模的问题了,而是技术积累的问题,而相关经验欠缺的波音、空客想制造先进大推力航发都非常困难,确切的说不止是波音、空客,任何其他工业制造企业想在没有经验的情况下,就造好大推力航发,根本不可能!

ARJ21民航飞机发动机为什么没装在翅膀上,而是装在尾部

这个题目的分类放的是“汽车”,今日头条是该重新考虑一下自己的分类算法了。

↑ARJ21飞机↑

然后就是正经回答问题:ARJ20为什么要把发动机装在尾部?1,尾吊式发动机的噪音较小。

其实这个问题是非常重要的。要知道,飞机发动机的噪音对于这种商用客机来说,基本上是致命的,毕竟人们乘坐这种飞机可不是要在旅行的全程戴着隔音耳机。而把发动机放到飞机的尾部可以非常有效地减小传到机舱内部的噪音。

有名的三叉戟客机就是因为发动机装在尾部,所以饱受人们的喜爱,很多领导人都选用三叉戟作为自己的专机。

↑同样采用尾吊式的三叉戟客机↑

2,支线客机矮小所以发动机不方便放在机翼下。

由于商用航空发动机一般来说直径比较大,所以如果发动机放在机翼下,为了保证发动机不会与地面发生碰撞,一定是飞机比较高达才可以。但即便是较为高大的客机,发动机距离地面依然较低,并且由此可能会发生吸入地面上的杂物、气流吸入效率降低等问题。

↑大型飞机的发动机距离地面依然很近↑

对于一些飞机机体比较低矮、还非要把发动机放在机翼下的,那么就只有像波音737一样,改变发动机的形状——但是这样会影响发动机的效率。

↑变形的发动机外形↑

有人说,那就把发动机放到翅膀上面呀。然后刚刚提到的第一个问题又来了:噪音。发动机放在翅膀下面还有机翼挡着、噪音可以小一点儿,如果真的是放在翅膀上面,哪怕是机舱里面的乘客要疯了。

3,安全性更好。

所谓的安全性更好,不是说发动机放在这个位置更加不容易出故障,而是放在这个位置出故障之后不会对机舱的乘客造成过大的伤害。

飞机发动机坏了之后有两个很大的问题:

第一个,是高速旋转零件的爆裂,就是发动机一边爆炸一边往外喷东西,显然发生了这种故障的时候,如果把发动机放在飞机的尾部就不会伤到乘客了。比如说曾经中国的一架图154飞机就发生发动机故障,发动机内的零件一股脑全部喷出来了,但是索性发动机位于飞机尾部,只是把飞机尾部打烂了而没有造成飞机进一步的损伤和人员伤亡;

↑图154发生的发动机故障,图片来自于@航空之家↑

第二个,则是发动机失去动力之后飞机的控制问题。这个也很好理解,发动机坏掉了这个发动机就没有动力了——甚至于不光没有动力,这么大一个疙瘩放在那儿还会造成很大的阻力。所以说这个时候飞机一边有动力、一边没动力还有阻力,显然飞机就要偏向一边——特别是当两台发动机距离比较远的时候,由于力臂较大,对飞机造成的这种力矩作用尤其明显。但是尾吊式的发动机由于距离飞机的中轴线很近,所以就不会有这样的问题了。

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中国航空科技和航空发动机发展历史进程中的一段认知弯路

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