《重生六零,我在海島搞科研》第一百四十五章 渦扇(1)

作者:流水成觴·7個月前

“塗總過譽了,我只是做了些普通研究者做的普通事!”姜競株笑謙,沒有過多在這個話題上停留,知曉塗總尋她的目的,她直接切入主題。“關於航空發動機,我有些淺見,請塗總扶正!”

她伸手,尹鎮默契的將手裡不離身的藤箱橫放在腿上開啟,從裡面取出發動機部分的資料遞到姜競株手上。“塗總請看,這是我近期做的初步渦扇發動機草圖!渦輪風扇發動機,有些區別於目前常用渦噴發動機!”

姜競株將草圖和推演手稿一排放在面前的小茶几上,簡明扼要給塗振邦介紹。

“它和渦噴發動機一樣,都未曾脫離燃氣渦輪發動機家族,核心工作原理都是基於牛頓第三定律,即作用力與反作用力原理。透過燃燒室內燃料的燃燒產生高溫高壓燃氣,燃氣向後高速噴出,從而推動發動機向前運動!”

“進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪,加力燃燒室、尾噴管···”塗振邦的目光一下被吸引住了,姜競株提供的草圖已經可以算是精確研發設計圖,還有傳統渦噴發動機對比圖,讓人一目瞭然看見異同之處。

搞完J-5,搞J-6,如今還有在研發的7,以及各種改進的5和6,這一系列的基底,都是渦噴發動機,對於渦噴發動機部件和工作原理,塗振邦著實不陌生。

“是的,此二者都有進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪和尾噴管等核心部件。進氣道負責引入外界空氣並對其進行初步整理;壓氣機對進氣進行壓縮,提高空氣的壓力和密度;燃燒室是燃料燃燒的地方,將化學能轉化為熱能;渦輪從高溫高壓燃氣中提取能量來驅動壓氣機等部件;尾噴管用於排出燃氣併產生推力···”

“不同的是,渦噴發動機相對結構簡單一些,新型渦扇發動機的結構要稍顯複雜,我在渦噴發動機的基礎上增加了外涵道,增加了風扇、低壓壓氣機(高涵道比渦扇特有)、高壓壓氣機、驅動壓氣機的高壓渦輪、驅動風扇的低壓渦輪等部件,由風扇、外涵道和混合器等部件組成。

風扇由渦輪驅動,將一部分空氣透過外涵道向後吹送,另一部分空氣則進入內涵道進行與渦噴發動機類似的壓縮、燃燒、膨脹過程···”

“渦噴發動機在高速飛行時效率較高,因為它主要依靠內涵道中高溫高壓燃氣的高速噴出產生推力,當飛機飛行速度接近或超過音速時,燃氣向後噴射的速度能夠更有效地轉化為飛機的前進動力。相對,渦噴發動機在低速飛行時,燃油經濟性較差。

因為在低速下,大量的能量被用於產生高速燃氣噴射,而轉化為飛機前進的有效推力比例相對較低。這樣,能耗比較浪費!基於這點兒,我對其進行了部分增進。

渦扇發動機在亞音速飛行時具有較高的效率。由於外涵道的存在,風扇將大量空氣以較低的速度向後吹送,產生的推力是內涵道高速燃氣噴射推力和外涵道低速氣流推力的總和。

在亞音速飛行時,外涵道產生的推力佔比較大,這種推力產生方式更適合亞音速飛行的飛機,能夠提供較大的推力同時具有較好的燃油經濟性。

在高速飛行時,我做了優選結構推導設計,使得渦扇發動機保留了渦噴發動機的高速飛行效率較高的優勢,讓我們的戰機在高速飛行時,一樣能夠高效率執行,避免了特別是當飛行速度接近或超過音速時,外涵道的存在可能會產生一些阻力!”

輕點著設計草圖,姜競株一步步給塗振邦講述著她的設計研發理念。

渦扇發動機起步,後世也是幾經波折,困難重重,特別是外涵道的存在,雖然增強了發動機在亞音速階段的燃油經濟性,但是,渦扇發動機的高速效率相對渦噴發動機同比有所下降外涵道的存在反而成了一定阻力,這也是曾經技術不成熟階段難以取捨的痛心。

姜競株在研發設計就在考慮這個問題,幾經推導演算,才做出了最恰當的結構設計,使得能夠新型渦扇發動機能夠兩全其美,在保證大推力高效率的基礎上,兼顧燃油經濟性。

雖然不免,在燃油經濟性做不到最低,但是戰機首先追求的,本就是大推力高效率,動力充沛!而不是,一味的追求油耗節省!當然,能做到最低經濟油耗,姜競株肯定是開發到極致!

除了這些,費那麼大勁兒改進,以及後世經驗,走渦扇道路,當然不僅僅是節油省油,最重要的,渦扇發動機的改進,在於發動機壽命的延長。

“塗總知道的,渦噴發動機工作過程中承受較高的氣流溫度和壓力,其使用壽命普遍較短,一般為幾百小時。

新型渦扇發動機的進一步改進設計,由於一部分冷空氣走外涵道,在噴管前與走內涵道的熱氣流混合,降低了發動機結構部件所需承受的氣流溫度,從而延長了發動機壽命。

再配合我們獨有的耐高溫抗蠕變超合金材料,良好預估軍用渦扇發動機壽命可達3000小時,民用渦扇發動機則能達到4000小時以上!”

保留渦噴推力大、重量輕的優點兒,賦予屬於渦扇發動機燃油經濟性好、噪音低,使用壽命長的特性,這樣造出來的發動機,就是他夢寐以求的超效能發動機!

姜競株的手指輕輕拂過因為紙質工藝不高泛黃的設計圖紙,指尖在鈦合金渦輪葉片結構圖上稍作停頓。

窗外透進的晨光為圖紙鍍上一層金邊,卻掩不住她眼底跳動的銳利鋒芒。

“塗總請看,這是我初步設計的雙轉子渦扇結構。“她將三張疊合的描圖紙緩緩錯開,精密咬合的齒輪結構如蓮花般次第綻放。

塗振邦的銀框眼鏡幾乎貼上紙面,呼吸驟然變得綿長。圖紙上,外涵道的氣流軌跡用靛青色標註,與內涵道的硃紅色湍流線交織成絢麗的DNA螺旋。

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