第两百八十六章 精铸机匣

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航空动机为何那么难?中国人就造不出先进的航空动机吗?
我们先认识一下现代的先进航空动机,现代战斗机、军用运输机、民航干线客机等采用的都是涡轮风扇动机。,
简单来说,涡扇动机有2个同心圆涵道,由风扇、压气机、燃烧室、涡轮、喷管等5部分组成。
其中压气机、燃烧室和涡轮又往往被合称为动机的核心机。战斗机用涡扇动机,与运输机、民航客机的区别主要在于风扇,客机的动机一般采用大直径风扇,可降低耗油率;战斗机的动机风扇直径一般较小,以进行音飞行。
空气从涡扇动机的进气口流入,经过压气机压缩后,在燃烧室与煤油混合燃烧,高温高压燃气经由涡轮、喷管膨胀,最后高从尾喷口喷出。
涡扇动机的推力一部分来自喷出燃气所产生的反作用力;另一部分是涡轮驱动风扇,风扇旋转驱动空气,经由动机外涵道喷出的反作用力。
涡扇动机为何那么难?想象一下,苏27的a1-31涡扇动机最大加力推力是12.5吨,2台a1-31可推动2o多吨的苏27以过2倍音飞行。但a1-31的风扇直径不到9oo毫米,涡轮直径不到3oo毫米。
基本物理学原理,力是相互作用的,也就是说这么小尺寸的风扇、涡轮反过来要时刻承受着12.5吨的力。
形象一点说,大家应该都看过壮汉用喉咙顶着钢枪推动汽车的表演,涡扇动机也大概如此,只是壮汉推汽车是慢慢挪动,而涡扇动机要推动飞机以2倍音飞行,各部件要承受住异常严酷的高温高压考验。

另外。一台用于音战机的涡扇动机直径一般仅1米左右、长度4米左右。以a1-31为例,这么小的一个圆筒状物体,要塞进4级风扇、9级压气机、2级涡轮、可收敛-扩张喷管、燃烧室、加力燃烧室,还要在之间安排冷却空气通道,周围安装燃油控制系统等的。
所以,设计、制造一台高性能的涡扇动机。可谓‘螺蛳壳里做道场‘,难度极大。在世界范围内,掌握一流水平涡扇动机制造技术的仅有英国罗?罗、美国普惠和通用3家公司,俄法两国都属于二流,这是一个真正的垄断行业。
专业一点地描述,涡扇动机要达到更大推力、更低的油耗,要的是提高增压比、提高热效率,涡轮前温度是衡量热效率的一个重要指标。
例如,第三代苏27的a。而第四代-22的-119动机将这个指标提高到了1977k;a1-31的涡轮前温度尚在普通钢材熔点之下,但-119的已出约2oo度。
天峰科技公司的涡轴d与涡轴e动机,涡轮前温度尚在2oook以下,而现在正在研制的这一款涡轮风扇动机,涡轮前设计温度则已经达到21ook的高温。
要在这样高的温度下正常工作,必须采用了第三代单晶空心叶片。具体什么是单晶空心叶片,在此很难展开描述,只能说一片面积仅几平方厘米的叶片具有大量自由曲面、复杂的内腔(用于进气冷却)。还要控制合金晶体生产连续一致,这需要极高的精密铸造工艺。
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