Re: [問題] 為什麼戰機的發動機會噴火,客機的不會?
看板Aviation (航空板)作者flyover01 (想得不可得 情愛裡無智者)時間13年前 (2012/11/27 21:29)推噓29(29推 0噓 18→)留言47則, 28人參與討論串3/6 (看更多)
國二應該有上過,增加化學反應速率的方法有什麼?
答案是三個,增加接觸面積,提高溫度,催化劑
巧的是,燃燒也是一種化學反應,而且這裡也沒法加什麼催化劑,所以只要看前兩種就夠了
噴射引擎要吸進空氣,要的只是其中含有的氧氣
但是光是普通空氣燒起來不夠勁,勉強烤個肉還行,要用來作噴射動力就差太遠了
所以我們增加接觸面積的作法是把空氣加壓,加壓之後氧分子去撞到碳氫化合物的機率
就大得多了,而且壓力越大撞得越歡樂,燒的也越旺,我們越高興
先不說噴射引擎了,你聽過渦輪增壓硬皮鯊嗎? 也是同樣的道理
好,所以空氣進入噴射引擎後,第一件事就是壓縮
你常看到的,拆開來的噴射引擎,一排排像鯊魚牙齒一樣的渦輪葉片,基本上就是壓縮機
(後面讓高溫空氣吹動的渦輪一般只有高壓兩級各一,不會看到很多排)
而且壓縮比越高,代表這顆引擎功率越好,你要是看詳細一點的引擎諸元,都會列壓縮比
F404靠三級低壓七級高壓達成26:1的壓縮比,在當年被認為是工程奇蹟
壓縮空氣順便的還會拉高一點氣體溫度,不過作用有限,一般就不討論了
到這裡,不管軍用或商用引擎,基本上是相通的,下面開始的才是歡樂的部份
所有引擎商不會在廣告裡告訴你的是,不管他們的引擎有多威
燃燒室裡燃燒掉的氧氣,一般不到空氣中含量的30趴(這是印象數字,也許這幾年又更高一點
也就是說,還有更多可以用的氧白白的就跟著排出浪費掉了
還不止這樣而已,燃燒過後的廢氣那個壓力可大了(壓力不大怎麼去推動渦輪)
比我們費盡心力設計出來的壓縮機強上幾百倍
這也就算了,更爽的是,它的溫度還是他X的高
就這樣白白的排掉了不燒它一下,真是佛也發火啊
所以這就是後燃器了,只要再給它噴點油點個火,馬上燒的超歡樂,
況且這時也不需要它來吹動渦輪,更正確的說,地球科技恐怕還沒有能承受這麼高溫高壓
的渦輪,直接就讓它噴出來了
你看到的,事實上是沒有封閉的燃燒室後半段,當然會看到屁屁噴火
但是後燃器也不是沒代價的
第一個就是你的油耗瞬間拉高啦,噴一次就是加一倍
更妙的是噴一次還燒不完氧,壓力更高溫度更高,再噴一次會燒更好,
所以再噴,再燒,再噴,再燒,再噴......然後油料官就要哭哭了
一般的軍用引擎,我還沒看過後燃器少於三級的,五級倒蠻常見
相對於油耗,更麻煩的是高溫
油不夠可以加大油箱,但萬一溫度高到會燒穿引擎,佛跳牆做到爆炸是不允許的
所以再威的戰鬥機引擎,後燃器最多也只連續開五六分鐘而已
(對大多數情況而言,很夠了,關掉後燃器還能用超音速滑好遠)
蛤?後燃器只能開五六分鐘?啊不是有很多標榜超音速的飛機嗎?比方說協和號
事實上,它是有點小作弊的
協和號在達到音速之後把後燃器關掉,讓無後燃推力維持在音速以上而已
音障超討厭的,但是過了音障也就還好
被腰斬的IDF加強版ADF,引擎推力增加了20%+,推重比從6.99(其實我算的是6.84)跳到8.4
因為IDF本身太小隻馬,所以罩杯,不,是推力突然UP UP之後,
居然也可以做到不開後燃器超音速巡航,而且2000年前就可服役實用化,
比F-22下部隊還要早,可能會是世界上第一款實用的supercruise戰機........
不過現在也只能望天哭哭了
題外話,類似的效應還有一例
核融合反應,條件要求超嚴苛的,需要破表的壓力與超高溫
啊我就.......先放一顆原子彈製造你核融合需要的環境不就結了
反正炸彈就是要讓它炸一次就足夠
問題是當我們要想穩定持續的核融合反應的話,比方說拿來發電,這樣就出問題了
要能不用核爆制作出相似的環境,真的是很科科啊
※ 引述《cgy (北台灣東部丘陵線籌備處)》之銘言：
: 因為發動機主要是提供最大氣流流動直質量給予飛機推動力量，但是考量戰鬥機
: 的發動機不可能設計成民航機發動機（渦輪扇葉）這麼大一個，所以設計了一個後段
: 裝置，讓排出氣體可以加速提供瞬間的強大推力。
: 不過也就是在噴油跟廢氣混和燃燒一次，氣體分子膨脹後排出（排出口小）
: 因為廢氣的含氧量比較少了，所以整理來說消耗效率很差。
商用噴射引擎特化之後,追求的除了推力,更多的還是效率
噴射核心先天就強於活塞引擎,因為它的壓力要求幾乎是恆定的,汽缸壓力則是超大超小
但商用引擎講究的跟軍用不同,效率最高的不是噴射而是扇葉(所以渦扇先打敗渦噴)
渦扇要極佳化,就先把前面那隻推進扇葉做到極大化
(事實上,今天的商用渦扇引擎可以視為一個噴射核心+一個超高效率螺旋槳)
所以拆掉外罩的商用發動機,會越來越像一顆圖釘
大大的扇葉配上(相對)小小的噴射引擎本體
但這麼大的渦扇截面,對戰鬥機來講根本就不可能,光是穿音速時的面積率就搞不定
所以反過來說,今天的商用引擎推力大則大矣,但是要靠這麼大的風扇是不可能超音速的
那就犧牲掉吧,反正亞音速巡航也夠用了
況且扇葉越大,轉速就要越低,因為扇葉尖會先碰到音障
所以很多人未曾想到過的一點是,超音速戰機的引擎,其實內部氣流還是亞音速的
飛得越快,就越要靠進氣道設計來讓氣流減速
講究的戰機設計連進氣口的形狀都能改變,就是高速時讓進氣面積跟進氣量變小
但是可變進氣口很貴也就算了,偏偏又很重,所以只有超一級戰機搞這種搞缸的玩意
而固定進氣口型式的戰機,極速上限就差不多是1.6馬赫,F-5E,F-16,IDF差不多都降
這個不是大家約好的,而是這時再怎樣也不可能用減少進氣面積以外的方法
讓流速減到音速以下的物理極限
(比方說,ADF若是真能成軍,它可能用M1.1巡航,但極速仍是M1.6,除非連進氣道也重做)
回頭來說,商用客機哪要那麼多講究?裝個長長的進氣道,不說增加的機體結構
本身就已經重的要命了,耗一堆油也沒多賺,乾脆反向操作,KISS原則,越簡單越好
壓縮→燃燒→推動渦輪→帶動扇葉 結案
: : 另外,軍用和民用的發動機在特性上,除了推力不一樣外
: : 在特性上和性能要求上有甚麼不一樣嗎?
商用引擎只要考慮巡航經濟性與起飛時最大推力;
理想的一段航程中,動到油門的機會越少越好
軍用引擎面對的操作要求是全面的,不論是速度或高度或輸出
油門拉來拉去很忙的
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被C教官說專業,是想讓我被雷劈嗎?XD
不過,請問這樣有資格搭一次738眼鏡蛇嗎?一次就好,感恩
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這點兄台可能有點說的過了,被TTT影響的燃燒限制上下應該差距在百度之內
對剩餘氧氣的多寡影響更是有限
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J-79直接拔掉後燃器就叫CJ805,不像現在還要重新設計扇葉,然後還要coupling一堆
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所謂實用性的supercruise,就我所知,是基本掛載(SRAAM*2+機砲彈滿,無其他外掛下)
升空之後即能進行超音速
ADF的supercruise是去GD用模擬程式跑過的,華錫鈞還寫在書裡
應該不是像F-14那種空油超音速巡航法
阿里山2號的F-104,在美國被防空指揮部(ADC)改裝過推力更大的J-79
在無外掛油箱且內載油料低於一半時推重比可以大於一
(是的,其實很多F-104A型飛的比G型快)
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感恩,指正了我這麼多年的錯誤觀念
鄉民啊,這個才是專業啦
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不是,我是專業嘴砲宅
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老實說,我以為翔雲不過就是26論壇製造出來的玩意
他們的前科紀錄可多了,也不差這一項
2006馮世寬在立院答詢就說過有能力可進行下一代戰機計畫
此人我接觸過一次,有能力又很爽朗,我相信他的官不是靠馬屁求來的
但私以為這個不過是喊來給自己人打氣用,走夜路唱歌壯膽
因為後小蔣時代那種花錢法現在是不可能看到的
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IDF推重比大過F-104捏,怎麼不可以垂直鑽升?
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關於這一點,其實錯誤的傳聞很多
美國在引擎方面真正對台灣的限制,是當初不賣F-404
這一點就商業觀點來看,是說得通的
現代飛機都是繞著引擎造出來的
我們要買F-404,一定也是造雙引擎戰機(否則現在的IDF兩顆總合也超過一顆F-404的推力)
那麼糟了,我們造出來的會是一架F-18等級的戰機直接搶市場
這樣美國政府要怎樣跟麥道交代?政治講到頭,競選募款還是王道啊
就算華盛頓容許GD輸出技術,但三令五伸的還是只給技術,不得流(賣)出台灣
更重要的是,不得幫台灣銷售IDF.......統統都是生意經
至於TFE-1042,其實原案推力更小
這個案例最早還不是我們,是Saab為了Gripen,找上了Garret,我們是後來才加入的
TFE-731推力是3500lb(單位下同,就不再標了),TFE-1042第一階段的無後燃推力只有4000+
Saab退出後我們覺得不夠力要求加大,變成5000,又不夠,再橋,才變成6000
然後整機後燃推力達到18500等級,這對華盛頓而言也是個可以交代的結果
因為再往上,就要打到當時22000等級的F-16A/B了
對台灣,華盛頓一樣有交代:你們不是說只是為了防禦嗎?那好啊,新飛機的航程酬載
等等性能都不會輸你們現有的F-104 or F-5E,還附送了BVR,怎會不夠防禦?
等到IDF接近完成,打算繼續ADF時,其實政治情況已經有了變化
小蔣去世,老李和平繼位,台灣好像真的要民主不再蔣家王朝了
然後解嚴,停止動員勘亂;老實講在當時感覺不到生活有多劇烈的變化
但是在政治上的宣示意義還是很大的:中華民國認真的,不再想打回去了
那麼在政治上不讓台灣拿到更大引擎的理由就有點弱了
不是故意要扯政治,不過這話題難免會碰到,但也就到此
更重要的是,IDF已經是木已成舟了,我就讓你裝顆超大推力引擎,你又能如何?
推力加大是沒錯,飆得更快爽度暴增是沒錯,問題是大引擎更耗油啊
12500的F-125X讓你沒有足夠整機重新設計加大機身加長航程的效益與誘因
裝上原機航程恐怕還更短一點,又能再賺一筆,何樂不為?
IDF,就是款現代版的局地戰機
另一證明是,如果華盛頓當真不讓台灣擁有F-125X的話,GE也不可能推個YJ-101出來湊熱鬧
GE在華盛頓的影響力可比Garret強大多了吧,
他們可不會隨便弄個最後會被華盛頓腰斬的計畫
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啊哈哈哈,居然犯了這種低級錯誤都不自知,汗顏
感謝指正啊
※ 編輯: flyover01 來自: 118.169.77.193 (12/01 13:31)
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