从涵道比变化,看第三代与第四代航空发动机的总压与涡前温度

俊恩评趣事 2023-11-17 09:20:06

歼20的卓越表现证明WS-10C是第三代大推力航空发动中佼佼者,它的推力已与苏35的AL-41在伯仲之间,它的耗油率让歼20在航程上还略胜苏35一筹。美国目前类似的发动机F110-GE-134并未装备,想来是还未达到装机条件吧!

WS-15作为第四代大推力航空发动机,一直以来是国人翘首期盼的,现在它也终于与歼20合体了,虽然在成熟度上与F119有一定差距,但是它的推力更大了,网传它的推力已达到18吨,也有19吨的,假如这是真的,它的推进比已达13左右,这远远超过F119的15.2吨,推重比10.5。当然,网上也有报道显示F119后期改进型的推力也可达到17-18吨。

第四代航空发动机与第三代航空发动机的最大区别是涵道变了,这是因为采用了更为高效的核心机。据报道,F119的总压只有26-30,比三代机的普遍超过30的总压有典型的不同。总压大是为了驱动风扇,风扇则是为外涵道设计的,这意味着第四代航空发动机外涵道作功小了,涵道自然也变小了。F119的涵道比只有0.3左右,WS-15据说只有2.9。

总压是由高压叶轮产生的,为了增加外涵道作功,第三代航空发动机的高压压气机高达9级,三级钛合金,6级镍合金,每级逐级加压,用以驱动风扇,加大气流的旁通量,旁通量大了,涵道自然也大,第三代航空发动机的涵道比普遍在0.6左右。据说涡扇系列的涵道比要高些,涡扇-10A为0.78,涡扇-10B为0.89。

第四代航空发动机总压小了,高压压气级的级数也变少了。F119的总压叶轮只有6级,比比四代机的F110整整少了3级。

我们类F135也在发展中,看下图第五栏,应该可以猜测出,它们与涡扇15一样,采用的都是涡轮前温度为1850K的核心机,小函道比的用于战斗机,小涡比无加力的用于轰炸机,而大涵道比的则用于运输机、轰炸机,战略轰炸机、隐身攻击机、干线飞机。我们可以从出现三次轰炸机上看出,这款核心机的改款至少有四种。

涡前温度增加100度,增加将增加10%,这样的说法适应的是在同一款发动机的核心机。在一般情况下,就是在指核心机,涡轮前温度的变化,必将涉及总压变化,总压的变化涉及低压压气机、低压涡轮、高压压气机、高压涡轮的转速,这又涉及材料、工艺、甚至设计的变。

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