課課前空氣動力應(yīng)用實例-第六代航空發(fā)動機

1.耗油少、效率高。第六代發(fā)動機具有更優(yōu)的結(jié)構(gòu)、更高的進氣流量，能夠?qū)崿F(xiàn)更低的燃油消耗。其燃燒效率比目前最新的第五代發(fā)動機(F-35戰(zhàn)斗機配裝的F135發(fā)動機)提高25%，因此，耗油率比第五代戰(zhàn)機降低25%。耗油率的降低，可大大增加飛機的續(xù)航時間、待機時間，它可使亞音速飛機航程增加30%，待機時間增加70%；使超音速飛機航程增加40%，待機時間增加80%。由于使用變循環(huán)發(fā)動機技術(shù)，當(dāng)飛機亞音速巡航時采用高旁路渦扇模式，超音速巡航時則采用渦噴模式，從而拓寬了發(fā)動機的工作范圍，提高了不同飛行狀態(tài)下發(fā)動機的工作效率，使第六代飛機既能亞聲速巡航飛行，又能進行3～6馬赫的超聲速巡航飛行。2.推力大、重量輕。與第五代發(fā)動機相比，第六代發(fā)動機的功率得到大幅度提高，其中間推力(無加力推力)將增大5%，最大推力增大10%，工作航程提高30%。它可進一步提高飛機的飛行速度和高速沖刺能力，使第六代飛機在不開加力的條件下保持超音速巡航飛行，并縮短了飛機起降距離。第六代發(fā)動機中，新材料的貢獻率將達到50%以上?！安牧舷刃小币殉蔀楹娇瞻l(fā)動機研制的客觀規(guī)律，第六代發(fā)動機將采取新材料技術(shù)，綜合運用單晶材料、熱強鈦合金、熱強鎳合金、耐火合金材料、特種合金材料、抗腐蝕保護層等大量新材料，使發(fā)動機的重量大大減輕，其推重比可達到15～20，而目前最先進飛機的推重比僅為10。3.兼容性強、成本低。第六代發(fā)動機采用自適應(yīng)通用發(fā)動機技術(shù)和高效嵌入式渦輪發(fā)動機技術(shù)，利用一種核心發(fā)動機或基準(zhǔn)發(fā)動機可衍生出系列發(fā)動機，以滿足不同任務(wù)飛機的需求，因而擴大了發(fā)動機的適用范圍，使之具有良好的兼容性。按照美軍設(shè)想，第六代發(fā)動機能夠滿足未來全譜系空中平臺能力的需要，既可裝配在空軍第六代飛機上，也可裝配在海軍F/A-XX第六代超音速戰(zhàn)斗機上，還可以供無人轟炸機使用。而且，第五代F-35、F-22等戰(zhàn)機只需經(jīng)過稍許改裝就能換裝第六代發(fā)動機。由于通用性強，第六代發(fā)動機的經(jīng)濟可承受性將大大改善，其研發(fā)成本和裝備價格將大大降低，性價比也隨之提高。據(jù)美軍預(yù)測，第六代發(fā)動機的性價比將是2000年基準(zhǔn)發(fā)動機的10倍。4.零件少、用途多。當(dāng)今航空發(fā)動機的內(nèi)部極其復(fù)雜。葉片、管路、各種零件幾乎貼在一起，使發(fā)動機易出故障且維修困難。第六代發(fā)動機應(yīng)用了變循環(huán)發(fā)動機、自適應(yīng)發(fā)動機等新技術(shù)、新原理，能夠充分利用沖壓效果，使發(fā)動機零件減少70%，可大大降低發(fā)動機的安裝阻力，提高發(fā)動機的可靠性和維修性。第六代發(fā)動機除用于提供動力外，還可用于飛機的方向控制。以戰(zhàn)斗機的垂尾為例，垂尾是保證飛行和起降時飛機方向安定與方向操縱的重要部件，但垂直豎立的巨型垂尾是隱身的噩夢。第六代發(fā)動機利用發(fā)動機的推力矢量、氣動控制面和壓氣機引氣方式等實現(xiàn)飛機的方向控制，使第六代飛機成為沒有垂尾的戰(zhàn)斗機。加之發(fā)動機的排放溫度低，不僅提高了飛機的可靠性，還提高了飛機的隱身性能，使第六代飛機具有低可探測性的特點。5.壽命長、對飛行環(huán)境要求低。第六代自適應(yīng)發(fā)動機具有內(nèi)在可變特性，能夠根據(jù)不同的飛行環(huán)境調(diào)節(jié)涵道比和壓比，優(yōu)化發(fā)動機工作，提高其性能，因此，能使飛機適應(yīng)多種