第257章 大涵道渦扇發動機
類別:
科幻靈異
作者:
五星造事包字數:4446更新時間:24/06/27 04:31:33
一款飛機發動機的性能好不好,通常首先就是看它的推力大小,然後在這基礎上追求省油。
但問題來了,
根據F(推力)=W*(C1出口氣流速度-C0飛機速度)以及效率n=2/1+(C1/C0)兩個公式可以得出的結論:
發動機出口氣流速度C1越快,推力越大,但相應的效率就低。
除了這個問題,飛機在不同的飛行高度和速度下,涵道比也有非常大的影響,比如對於小涵道比的戰鬥機來說,涵道比超過0.7,更適合低空,涵道比低於0.5,更適合高空。
所以省油和推力,大涵道比和小涵道比,本身就是一個矛盾,很難做到各方面兼顧,而這其實還只是設計航發的時候,各種需求與技術的矛盾之一。
每一個看似細微的設計改變,背後都是需求和技術權衡妥協的結果。
當然,技術是在不斷發展的嘛,科研也講究一個大膽假設,小心論證。
以客機和運輸機的大涵道渦扇發動機爲例,它們的進氣口風扇只有一個,並且直徑通常都在三米以上,因此可以吸入非常多的空氣,其中大部分都進入了外涵道,提供了發動機85%以上的推力。
因此對於大涵道發動機來說,擴大外涵道與風扇直徑來增加推力的效果非常明顯,F35上的F135發動機就是這麼幹的。
但副作用也很明顯,外涵道與風扇直徑太大,迎風阻力就大,因此大涵道比的飛機,很難進行超音速飛行。
於是就有人提出了個疑問,既然飛機在起飛或者格鬥的時候,需要小涵道比獲得更大的推力和速度,巡航的時候又追求大涵道比追求省油和續航,
那如果弄一臺可變涵道比的發動機,豈不是完美解決了這個問題?
理論上確實可行,渦扇發動機說白了,就是兩個直徑大小不一樣的筒子套在一起,只要造個大小可以伸縮的外筒子和風扇,一臺可變涵道比的發動機就出來了。
但就是這原理看似簡單的東西,真想做出來難如登天。
這東西一聽名字就知道,結構肯定非常復雜,先不說能不能做出來了,光是在高溫高速的發動機裏面,加了這麼多的系統和零件,可靠性和壽命就是老大難的問題。
因此到目前爲止,各國都還只是處於初期研發階段,真正能拿出來的可變涵道比發動機,一個都沒有。
相較於一聽就難度極高的可變涵道技術,變循環技術則相對簡單,也好理解。
變循環目前有兩個方向,
一個是根據情況,啓用或停用加力燃燒室,而加力燃燒室其實就是在內涵道和外涵道噴出的冷熱氣體交匯處,再加一個噴油燃燒裝置,利用空氣中沒有消耗掉的氧氣再次燃燒,提高推力,在這種狀態下,整臺發動機其實和渦噴已經沒有什麼區別了。
另一個則是直接通過增加幾個氣體的閥門,來控制進入內外涵道的氣體比例,需要高推力起飛或突防的時候,就把大部分的氣體都引入內涵道的燃燒室燃燒噴出。
第二種方法,其實M國普惠在1962年就研發出來了,這款名爲J-58的自循環發動機也是全球第一款投入使用的變循環發動機,裝備它的是SR-71“黑鳥”戰略偵察機。
而這款裝備了J-58自循環發動機,看起來極具科幻感宛如外星產物的飛機,也確實成爲一個時代的神話。
它是第一款成功突破熱障的實用型噴氣式飛機,3.2馬赫的速度連導彈都追不上它,服役24年被上千枚防空導彈攻擊過,但除了一次對高麗的偵查任務中被一枚5200導彈擊傷,其餘全部毫髮無傷,其科技含量哪怕放在現在也還能打。
在和老毛子的那場競爭中,他們雙方在舉國之力之下,確實憋出了很多黑科技,哪怕至今都還在享受那場科技競賽所帶來的餘澤。
不過在競賽的過程中,普通民衆的日子就沒那麼好過了,就和華國勒緊褲腰帶搞兩彈一樣,奇蹟都是要付出相應代價的。
冷戰結束後,黑鳥因爲每架高達20億刀的造價,以及每月3700萬刀的使用成本,讓老M也大呼吃不消,最終在1998年黯然退出了歷史舞臺。
除了惠普的J-58,老美的GE公司也成功研發出過F-120變循環發動機,只不過因爲成本等原因,最終也被淘汰了,後來GE公司就吸取了教訓,不一味追求高技術,轉而尋求起了性價比。
目前反推力,變循環,變涵道這幾種技術,華國也在研究攻克,目前已經拿出來的,就是加力燃燒室技術,但並不是那種可以自動啓停的。
至於康馳,
他比較貪心,既然理論上可行,那就全都要!
只不過真搞起來後,他發現事情遠沒有想象中的簡單。
不說別的,光是讓他照着渦扇20的圖紙,復刻出一臺渦扇20都得費好大勁,更別說一款全新的黑科技發動機了。
對於航發來說,有三大主要核心:設計、材料、工藝。
其中設計圖紙有了,材料想要什麼國家肯定都會提供,但工藝這東西,如果不去航天工業學習,光靠康馳自己琢磨,沒個一年半載估計都難。
但從航空工業只給圖紙沒給工藝就能看出,他們對康馳多少還是想留一手的,這也能夠理解,要是誰上來就找康馳要光刻機的圖紙和技術,他肯定也不樂意。
雖然蔡耀斌給他這些‘學習資料’的時候,看起來似乎雲淡風輕,甚至生怕他不感興趣,但背後肯定也是軍方大佬們費了老大勁才幫他搞來的。
所以康馳也沒奢望能通過去西飛學習得到這些工藝,只能靠自己搞定。
何以解憂,唯有開掛。
於是康馳最終選擇了技術降級,只要能造出一款具有這些功能的發動機,哪怕性能再差,只能順利點火一秒,讓系統能彈出面板就行了。
但即便如此,整個設計的過程也極其艱難,光是設計一個可以摺疊縮放的外涵道套筒,康馳就用了十多天,進行了幾十次的嘗試才終於勉強搞出了個大概可行的,整個原型機的研發更是耗費了足足四十多天,而且性能嘛……
【物品:大涵道渦扇發動機】
【製造者:康馳】
【物品等級:1】
【經驗:0/50000】
【物品狀態:完好】
【物品參數:最大推力8500kgf,最大反推力3500kgf,6-10可變涵道比,手動變循環加力燃燒室,使用壽命1000小時】
【解析項目:無解析項】
【通用經驗:493464】
【精通點:71(+20)】
當看到系統順利彈出的面板後,康馳欣喜之餘,又難免有些小挫敗感。
一臺進氣口風扇直徑足足3米,還有這麼多前沿技術的發動機,最大推力竟然只有8.5噸,
而且大涵道比發動機比較有優勢的上萬小時使用壽命,在他這裏竟然比渦噴還低……
只能說,航發是真的難。
關鍵是航發不像芯片,芯片知道原理後,手搓一個性能差點的集成電路難度並不大,但航發無論性能如何,首先就要解決高溫燃燒高速正常運轉的問題,更何況還要成功加入這麼多功能模塊,因此起步門檻就非常高。
不過有了原型機,剩下的就好辦了。
康馳決定大膽地進行升級,直到升不動爲止,軍用裝備不整點黑科技怎麼行!
不止是這款發動機,以後要搞的小涵道比發動機,以及近距超高速離突防及火箭使用的旋轉爆震衝壓發動機,甚至整個無人機航母及艦載裝備集羣計劃,他都準備把黑科技拉滿。
其實除了電池技術,一直以來,康馳對物品的升級都比較剋制,因爲是太黑的科技,肯定要對現有的工業體系升級才行,量產起來非常麻煩,成本也不一定能控制得住。
其次是解析黑科技太耗費精通點了。
最後,則是擔心前期拿出太黑的科技,容易讓人懷疑。
但通過最近的幾次試探,尤其是突然拿出來的超強碳纖維材料技術,別說是拉他去解刨了,連一句質疑都沒有,讓康馳的膽子頓時就大了很多。
或許可能也有人會在背後懷疑,但肯定不會深究,或者說,當康馳拿出來的科技別人連理解都費勁的時候,最終解釋權就已經在他手上了。
隨便忽悠幾句你都找不出問題,還怎麼深究?
升級!
【通用經驗-50000】
【通用經驗-150000】
【經驗不足升級失敗,同時文明未解鎖前置376號金屬元素】
未解鎖前置376號金屬元素?
當看到第三次升級系統彈出來的面板後,康馳頓時愣了愣。
通用經驗不足這個提示倒是沒什麼,兩次升級就用了20萬經驗,剩下的29萬多經驗確實沒辦法升級了,但這個前置的376號金屬元素又有點意思了……
文明未解鎖,意思應該就是人類目前都還沒發現,根本不在元素週期表上的東西,而新元素的發現只有兩種路徑,
一種是人工合成。
一種是大自然本身就有,只不過沒被找到,或者地球上壓根就沒有,在別的星球躺着等待人類發現。
但光是一個數字編號,信息量太少了,康馳只能暫時把這件事先放一邊,仔細看起了升級後的發動機參數。
【物品:大涵道渦扇發動機】
【製造者:康馳】
【物品等級:3】
【經驗:0/450000】
【物品狀態:完好】
【物品參數:最大推力50000kgf,最大反推力30000kgf,6-10可變涵道比,自適應變循環加力燃燒室,使用壽命20000小時】
【解析項目:可解析】
【通用經驗:293464】
【精通點:71】
看到系統參數後,康馳頓時忍不住大呼:系統牛逼!
雖然經過升級後的這臺發動機,體積又大了一圈,但足足50噸的最大推力,一臺發動機抵得上3臺渦扇20,2.56臺F117……
最關鍵的是,它現在的體積是在10涵道比的情況下,如果縮小涵道比,它的體積可以縮小40%,同時這個狀態下動力也最大。
如果機身材料不會被風阻和推力撕裂的話,直接把四個這東西換在運20上,超音速飛行肯定都不是問題。
而一架可以超音速飛行的大型運輸機?
光是想想都覺得刺激!
當然,大型超音速運輸機除了能裝裝逼之外,其實沒什麼實際作用。
這臺發動機的真正意義,是能夠造更巨大的運輸機。
或者把運20上的四臺渦扇20直接換成兩臺渦扇30,大大降低自重,提高推重比。
這樣的結果就是最高速度、加速能力以及載重能力都能得到質的飛躍。
激動過後,康馳又打開了解析面板。
設計解析,需要消耗精通點:10。
材料解析,需要消耗精通點:15。
工藝解析,需要消耗精通點:20。
因爲發動機技術過於核心,康馳毫不猶豫地對這三個項目都進行了解析,整個知識灌注的過程持續了兩分鍾。
因爲基本是他自己設計的發動機,有了前置的經驗積累,信息獲取的過程也相對輕鬆,康馳僅僅只用了一個小時就對所有的知識完成了吸收和整理,變成了自己的知識。
這波解析,讓他對發動機設計的設計能力有了跨越性的提升,雖然這臺Ⅲ級大涵道渦扇發動機整體和他之前的設計有點像,但做出了大量的設計優化和調整,每一個小細節背後,都是值得深思和學習的地方。
比如進氣口的風扇直徑改變,康馳原本是通過減小葉片數量,改變角度的方式來實現。
但系統升級後,直接把這個設計改成了葉片往後摺疊,同時改變葉片的傾斜角度,看起來就像是個羽毛球,這麼做雖然看起來很符合空氣動力學,也能不減少葉片數量和吸氣量,但設計難度高了好幾個等級。
在材料解析方面,他也獲得了一種耐高溫、高強度、耐腐蝕的全新結構陶瓷材料,它主要由Al203,ZrO3和C-BN、Si3N4、Sic等材料組成,生產工藝也非常復雜。
接下來就是抓緊時間,儘快量產這款引擎了。
主要思路和以前一樣,還是能找代工的就代工,儘量發揮華國工業體系的優勢。
其次則是提高盤古基地的效率,把盤古基地的使用率拉滿。
不過在此之前,康馳準備先完成對運20的重新設計,然後想辦法讓西飛幫他造個機身出來。
到時候裝上渦扇30直接試飛,給他們整波大大的驚喜,以後提出無人機航母及艦載裝備集羣研發計劃,也更容易得到支持。
(本章完)