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殲20進入超音速無敵 F35發動機全球第一為何卻遜色
送交者: 三把刀 2017年10月15日21:49:26 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  朱日和建軍90周年閱兵之後,殲-20飛行員一句“超音速無敵”引發了外界廣泛關注。

  天下武功唯快不破,超音速巡航讓戰機可以快速進入、撤出戰場,賦予了戰機強大的戰場靈活性。超音速巡航也成了第五代戰機的標配,但這其中有一個例外,也就是F-35。有意思的是,F-35的推力卻是現有戰機發動機最大的。超音速巡航當然取決於很多因素,但F-35那麼大的推力怎麼就不能超音速巡航呢?今天,北國防務(微信ID:sinorusdef)特約撰稿人Flak就來說說這事。

  超音速巡航絕不是發動機推力夠大就可以,僅就發動機本身,這個問題首先要知道發動機的涵道比是“反超音速巡航”的,這就是為什麼波音777的發動機推力那麼大也沒帶你去月球。渦扇發動機的外涵道對超音速推力不僅沒有貢獻,而且還會增加超音速阻力,所以你涵道比越大就越到不了超音速,當然你可以開加力。。。。問題是加力燃燒室是“絕對反超音速巡航”,一開就沒你啥事了。

  那麼,超音速巡航就是縮小涵道比?或者說在發動機直徑不變的情況下,放大核心段?尤其放大涵道比到0,也就是純渦噴發動機,不就可以超音速巡航?這答案可以說對也可以說不對,因為有些飛行器的確用純渦噴超音速巡航,例如俄海軍使用的P-700“花崗岩”反艦導彈,或協和式客機的奧利匹斯593發動機的確是可以超音速巡航的。

  那純渦噴的三代機不就一堆可以超音速巡航了?當然不是,答案在於發動機的推重比,三代機渦噴發動機的推重比在5上下,這表示你放大推力的同時,發動機的死重也增加,所以你要麼就犧牲載荷,要麼就是犧牲戰機整體的推重比,結果推力就不足以超音速巡航。各國的三代機都選擇了後者,以三代機始祖F-4“鬼怪”為例,它就是用大載荷開啟潮流。讓飛機縮減載荷,變成一架只有速度、沒有航程沒有武裝的載人“導彈”是不可想象的。

  至於四代機就是前面說的,其發動機加入了涵道比將推重比提高到8,但涵道比卻是“反超音速巡航”。所以五代機要超音速巡航,其發動機就要縮減涵道比(放大核心段)的同時,維持甚至提高推重比。那問題又來了,所謂的外涵道就是純空氣沒重量的這一段,而核心段卻是塞滿了高壓壓縮機、燃燒室與高壓渦輪等一堆金屬,你要把金屬制的核心段放大卻不增加重量,根本不可能。

  因此,要滿足超音速巡航目標,唯一的方法就是縮減核心段的長度,當壓縮機的級數變少了,重量自然就減輕了,彌補掉壓縮機葉片拉長所增加的重量,這也就是三代機時代的材料科學與熱流工藝做不到的事情。

  有消息稱,俄第五代戰機蘇-57的第二階段發動機“30型”是將冷端(低壓壓氣機)從AL-41F1的四級壓縮與一級渦輪簡化成三級壓縮與一級渦輪,發動機熱端(高壓壓氣機)從AL-41F1的九級壓縮與一級渦輪精簡成五級壓縮與一級渦輪,弦外之音應該就是熱端的壓縮機與燃燒室直徑放大,所以在總重量差異不大的情況下降低了涵道比,才能達到四代發動機所不能的超音速巡航目標。

  另一個值得參考的是F-35的F-135發動機推力雖然從16噸增加到19噸多,但涵道比也從0.2放大近兩倍而變成0.57,成為F-35不能超音速巡航的原因之一。

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    你是軍盲嗎?F35怎麼超音速巡航?靠你推一把?  /無內容 - 劍寧 10/17/17 (185)
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