時時頭條
  • 娛樂
  • 體育
  • 財經
  • 科技
  • 旅遊
  • 軍事
  • 育兒
  • 時尚
  • 遊戲
  • 歷史
  1. 首頁
  2. 科技

中國航空發動機突破性進展:戰機加力燃燒效率達99%

2024-12-06 13:24:08

據香港《南華早報》11月26日報道,據中國航空發動機研究院的研究人員發表的論文,創新技術提高加力燃燒室的效率,已經革命性的提升到了99%,這個進步將對我國的航發產生重大影響。

真不是造假:各位可能理解有點問題

各位網友作為理工科的高材生,一眼就能看出這資料有問題,因為熱機效率達到99%是不可想象的,就目前的技術而言,內燃機能超過40%已經是頂尖水平,噴氣式發動機熱效率在能超過50%甚至更高一點,熱電聯供的燃氣輪機超過65%也是可以的!但要達到99%簡直就不可能,不是技術不行,而是物理定律!

所以這99%一定就是造假的,這是很多理工科網友的第一反應!這個確實如此,但事實上這個99%是燃燒效率,簡單的說就是有沒有燒完,而不是熱效率!因為在發動機的加力燃燒室內要達到這個資料實在非常困難,有興趣的朋友可以繼續看看戰機發動機的家裡燃燒到底是個怎樣的過程。

上圖為噴氣式發動機的基本結構,渦輪葉片高速轉動吸入大氣並經過壓氣級多級壓縮後被送到燃燒室,然後噴入燃油點燃,高溫高壓的燃氣在燃燒內向尾部膨脹,首先會推動高溫渦輪做工,這個高溫渦輪將會帶動發動機前半部分的壓氣級工作,這就完成了一個工作迴圈。

第二個是這些高溫燃氣在經過高溫渦輪後會在經過高溫渦輪繼續向尾噴口排出,正常情況下就結束了,這就是常規不包含後燃器的發動機的工作模式,比如客機、轟炸機或者無人機這些不需要劇烈動力變化的飛行器的動力模式!

但是除了這些要求外,像戰鬥機這種在起飛或者超音速飛行時需要有超出發動機推力的模式工作,此時就需要一個後燃器,也叫做加力燃燒室,這個模式的原理很簡單,在燃燒室噴油燃燒後的燃氣中,還有大量未參與燃燒的氧氣,所以可以在加力燃燒室內直接噴入燃油,如下圖:

在加力燃燒室內噴燃油燃燒,會將高溫燃氣的進一步提高溫度,同時加力燃燒室內壓力也會增加,這有如下幾個變化:

發動機推力會大增,一般推力能增加30%甚至45%以上,比如WS-10的中間推力為89千牛,但加力推力能達到132千牛,足足增加了48%;燃燒室壓力增加,會導致高溫渦輪工作條件惡劣,排氣不暢,溫度上升,同時加力燃燒室溫度也會上升,發動機在這種模式下工作時間有限,一般在10分鐘內;

所以加力燃燒模式下發動機推力確實會增加,但工作條件是有限制的,比如不能長期使用,超過使用時間會導致發動機出現不可逆的損壞。

回到討論燃燒效率的問題,因為從這裡開始可以討論本文開頭提出的問題了,這個加力燃燒室內噴油有一個噴油網,從發動機尾噴管內就能看到,這是一個有著很多微孔的小管道,在燃燒室內噴入燃油。

燃燒效率就就取決於這些管道的微孔中噴出的燃油霧化效果,如果效果非常好,噴出的燃油就能和氧氣結合發生燃燒,如果霧化不好,就有部分可能來不及燃燒就被被帶著排入了大氣,因為尾噴管內不僅高溫,還有高壓和高速,霧化不好就來不及燒。這就會出現兩個結果:

一個就是油耗增加,因為有部分燃油來不及燒就被排出了,只能多噴一些燃油;另一個是來不及燒的燃油可能會出現碳化混入燃氣中,也就是出現了黑煙;

俄羅斯的RD-33發動機冒黑煙就有部分這個問題!但是俄羅斯為什麼一直沒改善呢?無非就是技術難度,因為要在高溫高壓的後燃器中搞一個噴霧網,那個技術要求不低,而且還會有高溫變形以及高溫下霧化的難題。這次中國航空發動機研究院的研究人員就是解決了這個問題。

他們開發了一種創新的燃油噴嘴,脈衝燃料在噴嘴內沿Z字形路徑流動,並以不同角度噴出,以達到最好的霧化效果,實際測試發現,使用這種霧化噴嘴,能讓發動機加力燃燒效率提升到99%。

所以各位看明白了嗎?是燃燒效率提高到99%,而不是熱效率,這是兩個概念!燃燒效率大致意思就是指放到爐膛裡的柴火全燒完了沒,熱效率的大致意思是爐膛裡的柴火燒開了多少水。

另一種提升航發推力:變迴圈模式

上文中我們提到了一個非常有趣的模式,即在加力燃燒室條件下發動機工作時間不能延長,因為高溫會導致高溫渦輪產生不可逆的變化,甚至尾噴管都會被自身高溫燒燬,當年就有科學家考慮了一種辦法,避免了加力燃燒模式下燒燬自身的問題!

J58發動機各位知道吧,就是逆天的SR-71偵察機的發動機,看到那三根管子了嗎?對面還有三根,總共六根,這幾根管子的作用就是從發動機的第四級壓氣級裡引出部分高壓氣體,透過這幾根管子直接旁路到加力燃燒室。

簡單的說就是引入低溫壓縮大氣進入加力燃燒室,降低開加力燃燒時候的溫度,所以J58發動機可以一直開加力燃燒室不會有事,各位是不是發現了一種大幅度提高發動機推力同時對發動機沒有影響的方式了?

這就是變迴圈發動機的鼻祖,這種變迴圈發動機有個缺點就是油耗還是偏大,比如SR-71偵察機,空機重量30.6噸,全機重量高達77多噸,幾乎都是燃油,因為SR-71沒有外掛點,沒有彈艙,航程5400公里,最高速度3.32馬赫。

現代的變迴圈發動機不會這樣設計,會有多級引氣,並且也不是加力模式下使用,而是發動機根據自身的工作狀態自適應調節,已達到最佳工作模式!關於變迴圈發動機,就目前公開的資料,美國通用和普惠都拿出了變迴圈發動機,不過為這種發動機準備的NGAD下一代戰鬥機卻還不知道在哪飛呢。

熱門資訊
  • 放棄堅果狂吃肉?加州松鼠時興捕田鼠吃,專家:嘗過肉就停不下來 | 2024-12-20 19:22:40
  • 飛牛釋出 FD5 硬碟櫃:5 盤位設計、傳輸速率最大 10Gbps,850 元 | 2024-12-20 19:30:04
  • 智譜清言英特爾酷睿 Ultra 專享版釋出,斷網依然可以用 AI 助手 | 2024-12-20 19:30:05
  • 《AM》華南理工大學施雪濤:壓電奈米系統透過自噬調節治療勃起功能障礙! | 2024-12-20 19:32:13
  • 喜報!中國科學院南海所張磊研究員受邀擔任國際著名地學學術期刊GRL主編! | 2024-12-20 19:40:04
  • 乙太網交換機排名,為何這兩家國產廠商可以進入全球TOP5? | 2024-12-20 19:40:06
  • 該期刊撤回中國學者9篇文章,主要原因是編輯過程受到損害 | 2024-12-20 19:40:10
  • 涮煮燉煎樣樣精通!米家多功能電火鍋6L圖賞 | 2024-12-20 19:41:45
  • 提出不到兩年!英特爾宣佈終止純64位架構x86S計劃 | 2024-12-20 19:41:46
  • 蘋果獲MacBook Pro設計新專利 探索可拆卸攝像頭和螢幕 | 2024-12-20 19:41:48
  • vivo Pad4 Pro部分配置曝光 有望成首款搭載天璣9400平板 | 2024-12-20 19:41:50
  • 聯想捲簾屏筆記本照片曝光 螢幕可擴充套件至兩倍大小 | 2024-12-20 19:41:51
  • ASML,今年賣了多少光刻機? | 2024-12-20 19:51:01
  • 劇透:拓竹2025新3D印表機將支援金屬線材?人人都可以居家“打鐵” | 2024-12-20 20:21:17
  • 陳淑莉:聯想武漢產業基地出口額連續9年位居湖北省第一 | 2024-12-20 20:28:19
  • 打破美國保持的世界紀錄!神舟十九號航天員完成出艙,外媒反常點評 | 2024-12-20 20:44:11
  • 英特爾 Arrow Lake 處理器0x114微碼更新號稱可帶來3-8%效能提升 | 2024-12-20 20:55:54
  • 俄自研EUV光刻機曝光:11.2nm光源,每小時可處理60片12吋晶圓 | 2024-12-20 21:25:03
  • 中國工程物理研究院《AFM》:在含能材料中透過有機染料修飾實現準均相催化 | 2024-12-20 21:44:22
  • 國產大飛機新訊息!C939飛機正在預研 | 2024-12-20 22:16:21
  • 中國青年學者一作,登上Science封面!四年連發4篇Nature、Science 正刊! | 2024-12-20 22:36:44
  • 我國 AR-500 無人直升機首次在城市內開展示範應用 | 2024-12-20 22:43:45
  • REDMI首發天璣8400 王騰:REDMI與聯發科聯合打造 | 2024-12-20 22:44:57
  • 日本三和推出插頭可 360° 旋轉的 USB-C 資料線 | 2024-12-20 22:47:18
  • 電腦品類唯一!機械革命斬獲2024京東金榜新品金獎 | 2024-12-20 23:00:34
  • 測試發現:英特爾酷睿 Ultra 9 285K 在Linux上比在Win11上快6~8% | 2024-12-20 23:18:25
  • 英偉達調查晶片如何流入中國 | 2024-12-20 23:24:39
  • 滯留太空的兩名NASA宇航員返程日期再推遲,不早於2025年3月 | 2024-12-20 23:25:00
  • 美國ITC應韓企要求對無線通訊裝置啟動337調查 戴爾、聯想為列名被告 | 2024-12-21 00:10:36
  • Mol Cell | circRNA調控mRNA穩定性 | 2024-12-21 00:15:08
最近發布
突發!TVB知名女星毫無預警宣佈與未婚夫分手,結束長達八年情 面對被黑,蘭姐強勢迴歸。小菲狀態好轉,發宣告。更多內幕揭曉! 中國男籃決戰日本隊,首發五人曝光,廣東隊大贏家,徐傑第一後衛 孫穎莎奪女單冠軍!採訪謙遜立足拼,劉國樑給中國選手頒獎笑開花 分析 馬威交易取消後的影響:湖人還有什麼選擇?只能等休賽期? 火箭vs猛龍前瞻:範弗裡特有望復出戰舊主,火箭欲終結六連敗 梅西轟動宏都拉斯!當地媒體:這是世紀體育盛事! 登記開啟!金中、29中、13中等校動了! 開年暴擊!南京又一家機構跑路了? TechInsights:AI PC未能提振筆記本市場 2024年僅增長5% 睡覺時突然腿抽筋,就是缺鈣?錯!還有這4個原因,別輕易忽視了 泡泡瑪特又贏麻了!此前被調侃是“境內最大的博彩公司” 再也不用扎手指!5億糖尿病患者有福了 傳《尼爾:機械紀元》續作、新《古墓麗影》今年公佈 有工作經驗的畫素畫師如何寫簡歷? 離譜!Xun被搶3條龍,JDG仍然獲勝!Peyz力挽狂瀾,WBG痛失好局 將耗死在國際空間站?59歲美滯留女宇航員求救:喪失重要身體機能 華為FreeClip耳機玫瑰金開售 開放式聆聽設計 CBA俱樂部杯-山西淘汰北控晉級4強 原帥18分 小紅書上移民的中產:曾經北京七套房, 羨慕海外一張床, 如今卻...... 不可抗力停課2天以上退一半保教費,佛山幼兒園收費新規釋出 紅棉襯醉美,2020番順醉美青餅評測 華為FreeClip耳夾耳機玫瑰金配色開售:1299元 64歲寧波老闆,跨界無數次,給員工發8億,即將擁有第三家IPO? 卡友資訊股東持股情況變動 廣州“城市合夥人”:城市與人才的雙向奔赴 有人說孫穎莎粉絲是飯圈文化的時候 卻有些人用真金白銀愛孫穎莎! 男生剪“短髮”髮型乾淨利落,試試這3款,剪完帥氣提升顏值! 7個臀部訓練最佳動作,打造迷人的蜜桃臀! 偉大的4-2!林詩棟奪冠:新科世界第1誕生、超越王楚欽,狂攬3冠 新疆完美了!新小外強於皮特森+黑根斯,承認補強大外良性競爭! 林詩棟奪男單冠軍!採訪大談不容易太謙遜,單獨拍照露出笑容! 國乒最新戰報!林詩棟第2局11-8,衝3冠王,梁靖崑救2局點仍輸球 替補奇兵!快船大將5記3分助隊贏球 哈登好幫手 爆冷!北控男籃吊打奪冠大熱門球隊,外援決定比賽的走向 官宣離任,胡明軒宣佈重要決定,廣東宏遠遺憾,杜鋒祝福 又一個賈德松!崔康熙看人很準,魯媒:卡約又要錯過中國聯賽了 劉國樑憔悴!黑眼圈很重,擋住蒯曼被提醒,孫穎莎王楚欽被裁判整 林詩棟逆轉梁靖崑奪冠,成就三冠王,綜合實力更加突出 CBA最新外援註冊資訊,遼籃4人,新疆補充新援,廣東男籃放棄萊斯 大滿貫收官獎金排名:林詩棟三冠60萬第1,孫穎莎第2王曼昱10萬第9 臺灣律師分析大S遺產劃分,S媽要錢得看汪小菲臉色,打臉光頭安排 臺媒曝大S家人鬆手,讓出撫養權給汪小菲,希望馬筱梅善待孩子 二線白酒暴雷,狼真的來了! 搭上比亞迪,自動駕駛獨角獸,利潤大增170%! 炸裂!外資吹響“加倉中國”集結號背後:科技格局重塑與資產重估 這波夢幻西遊副本積分兌換真是血虧,四賜福的山賊值得買嗎? 《星戰亡命之徒》高階美工又回到CDPR 開發《巫師4》 《哪吒2》登陸北美,首映禮現好萊塢!有觀眾哭花眼妝:特效超預期,買票靠搶 曝張蘭被封年損失近4億,麻六記絕地自救太壯觀,員工曬張蘭近況

©2024 時時頭條 版權所有

隱私政策 | 服務條款 | 聯繫我們