首页 研学 军迷请进,中国航空发动机现在发展到如何了?有重大突破吗?

军迷请进,中国航空发动机现在发展到如何了?有重大突破吗?

现行航发走的是高温路线,主要是靠压气机压入燃烧室的空气与燃油混合燃烧后,产生高于1350℃至1700℃的高温(中、俄的航发的燃烧室温度约1350℃左右,美国的航发的燃烧室温度高达1700℃以上),使空气产生百倍以上的膨胀,高速从航发尾部喷出,为飞机提供推力。其中压气机的动力由设置于尾气流出喷口的通道里的反向涡轮机(或其它动力叶轮)提供,其有效功率约为1至4MW之间,视不同国家、不同机型、不同运行状态而不同。其实质是将温度高达1100℃至1550℃以上的高温尾气的热能白白“送给了大自然”,但看上去还很壮观、很威猛的。

我国航发最好的是WS15,中间推力:10522daN,中间耗油率:0.665kg/daN/h,推重比:大于或等于9,涡轮进口温度:1477℃,最大直径:1.02m,长度:5.05m,质量:1862.3kg。其综合性能与F135还差至少一倍。

笔者介绍一款全新技术的航发:燃气型喙轮全热动力航空发动机,它走的是低温路线,前压气机(即前涡轮增压机)连续地从大气中吸入空气并将其压缩至0.8MPa左右的压力;压缩后的空气进入分布于喙轮机外侧的六组燃烧室,与喷入的燃料混合后燃烧,成为约800℃左右的高温燃气,随即流入喙轮发动机后,通过喙轮流程,将燃气的热能转化为喙轮发动机转子的旋转机械能,其转换热效率高达75%以上。

加热后的高温燃气的作功能力显著提高,因而燃气型喙轮全热动力航空发动机在带动前压气机的同时,尚有约30MW以上的高额余功作为喙轮全热动力航空发动机的输出机械功,带动后压气机(即后涡轮增压机)从外涵道吸入大量新空气与喙轮机排除的低温燃气混合,并将混合气压缩到0.3至0.4MPa的压力后从发动机尾部高速喷出,为飞机提供动力。此尾气在与空气进行“柔-柔型”冲击后,其温度最低可低到-100℃以下,但这时的空气和尾气均在发动机之外,无论低到多少摄氏度都对发动机没影响。

其实质是将燃油的75%以上的热能转化成了尾气的“动能”,而且还可利用部分太阳能(如果尾气冲击空气后温度低于进气温度,则说明利用了太阳能)。

燃气初温和压气机的压缩比,是影响燃气型喙轮全热动力航空发动机效率的两个主要因素。提高燃气初温,并相应提高压缩比,可使燃气型喙轮全热动力航空发动机效率显著提高。但是过高的燃气初温和过大的压缩比会带来如像现在航发的制造难题,因此:

1.燃气型喙轮全热动力航空发动机的压缩比一般控制在10至15之间,以避免过高的转速和过高的制造难度。一般情况下最高转速为11000RPM。

2.燃气型喙轮全热动力航空发动机的燃气初温最高为800℃左右,以适应耐热不锈钢(310S)或镍基合金(如GH128合金等)的最高耐热温度,进而确保低成本、低制造难度的特点。

燃气型喙轮全热动力航空发动机规格尺寸与WS15相当时,中间推力:大于30000daN,中间耗油率:低于0.15kg/daN/h,推重比:大于15,喙轮进口温度:800℃,尾气温度:低于100℃,最大直径:1.00m,长度:5.00m,质量:小于2000kg。