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中國太行發動機尾噴管技術精湛 但付出的代價有點大
送交者: 一劍破天 2018年05月23日23:23:19 於 [軍事天地] 發送悄悄話

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  WS-10太行發動機目前已經全面裝備殲-11B/BS和殲-16戰鬥機,取代了AL-31F發動機,為我國的國防現代化建設立下汗馬功勞。

  想要分辨出那些安裝了WS-10的戰鬥機很簡單,只要通過尾噴管外形就能與AL-31F區別開來。WS-10的尾噴管的外形非常有特點,與AL-31F相比,其尾噴管成銀白色,收斂-擴散整流片較寬且外形平整,而AL-31F的尾噴管呈烤藍色,收斂-擴散整流片由數量眾多的內外片交疊而成。

  此外WS-10的尾噴管由內外兩層組成,兩層噴管之間具有冷空氣引射通道,並且兩層噴管都可調,能同步做收斂-擴散運動。

  那麼,WS-10為什麼要採用如此複雜的雙層引射噴管呢,如果沒有足夠的好處,豈不是徒增重量嗎?

  我們先來談談WS-10尾噴管的引射功能有啥作用。首先聲明一點,WS-10的引射尾噴管和SR-71以及F-111的傳統引射噴管不一樣,後者是藉助引射作用在主噴管與外套管之間形成二次流,使排氣流得以繼續膨脹為超音速氣流來增加推力,所以在尾噴管上都開有額外的進氣口。而WS-10的引射噴管只是起到冷卻作用,從發動機艙引氣。

  我們可以從歷屆珠海航展上WS-10尾噴管的特寫照片中看到,在尾噴管內外層之間有十分明顯的引射通道,安裝在飛機發動機艙上後,這些通道就直通發動機艙。發動機啟動後,在內噴管噴流的強烈引射作用下,內外噴管間就流動着從發動機艙抽出的冷空氣,這不僅能冷卻尾噴管,延長其壽命,同時也降低了整個發動機艙的溫度,改善了發動機的工作環境。WS-10通過這種尾噴管引射加渦扇外涵道引氣方式形成了冷卻雙保險。

  其次,雙層可調噴管也有利於降低阻力。WS-10的內層尾噴管的每個調節片都通過連杆與外層尾噴管調節片相連,兩側噴管同步進行收斂-擴散運動,不過內層噴管的運動幅度大,外層噴管的運動幅度小。這個特點可以從採用類似噴管的法國M88發動機動圖上看出。

  從動圖中可以看出,當內層噴管處於最小截面積和最大截面積時,外層噴管的面積變化並不大。由於外層噴管錐度變化小,尾噴管外形始終能處於最佳阻力狀態,有助於降低飛機/發動機的總體阻力,不會像傳統單層尾噴管那樣,在忽大忽小的收斂-擴散運動中使飛機尾部阻力出現變化。

  但在獲得了以上兩個好處的同時,WS-10的雙層尾噴管也付出了重量和複雜性代價。如果能參照M88把外層噴管的整流片和調節片合二為一,並改用碳化硅基陶瓷材料來製造,無疑能進一步簡化WS-10尾噴管的結構並降低重量。

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