F-35B戰(zhàn)機的F-135發(fā)動機原理
2012年5月22日,美軍第501戰(zhàn)斗攻擊機中隊F-35B戰(zhàn)機首次在埃格林空軍基地起飛,標(biāo)志著F-35B正式具備戰(zhàn)斗力。其實,不管國內(nèi)媒體如何揭發(fā)F-35戰(zhàn)斗機的項目的問題,但是有一點就是F-35作為戰(zhàn)斗機奪取制空權(quán)還是可以使用的,不論是A、B、C型都可以,因為F-35的隱身技術(shù)很好,帶二枚AIM-120和二枚AIM-9X,對付三代機還是有很大勝算的。
筆者一直好奇,F(xiàn)-135是怎么設(shè)計出來的?因為它需要驅(qū)動一個額外的升力風(fēng)扇,怎么樣才能平衡垂直降落和水平飛行呢?
個人的理解
F-135發(fā)動機是這樣設(shè)計的:
三級渦輪,一級高壓渦輪和二級低壓渦輪是一個狀態(tài)的設(shè)計,三級低壓渦輪雖然與二級低壓渦輪是同一個軸上的但是設(shè)計參數(shù)不同,第三級渦輪的額定轉(zhuǎn)速比第二級低壓渦輪要低。在垂直降落的時候,由于需要帶一個升力風(fēng)扇,使核心機轉(zhuǎn)速降低,雖然降低了,空氣流量也降低,但是核心機的壓縮比也降低了,于是燃燒室可以在同樣最高溫度限制下有更高的加熱比,燃燒更多的燃料,第二級渦輪轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低,第三級低壓渦輪恰好在額定轉(zhuǎn)速下,因此整個引擎的渦輪的功率輸出不受影響,輸出軸功率依然是很高的。
在水平飛行的時候,情況恰好相反,核心機進氣量增大,壓縮比增高,用于升力風(fēng)扇的軸功率可以用在核心機的壓氣機上了,燃燒室進氣溫度提高,加熱比下降,第二級低壓渦輪處于額定轉(zhuǎn)速,輸出功率很高,因此帶動第三級低壓渦輪以超過額定轉(zhuǎn)速的速度運行,渦輪的轉(zhuǎn)速越高,對于高溫燃燒氣體而言,等于接近于失效,因此第三級低壓渦輪的阻力就會更小些,接近于空轉(zhuǎn)。于是第三級低壓渦輪就不影響整個引擎的推力啦。
在沒有采用可調(diào)角度渦輪導(dǎo)葉技術(shù)的當(dāng)今,采用渦輪轉(zhuǎn)速差來實現(xiàn)不同工作狀態(tài)的合并是個現(xiàn)實且有效的做法。雖然美國人號稱在研究渦輪間燃燒技術(shù),但那一定會增加核心機的排氣溫度,現(xiàn)在F-135已經(jīng)是排除650度的氣體了,已經(jīng)讓美軍頭疼了,還會增加排氣溫度么?我猜測是有可能提高水平飛行的推力?傮w來說,F(xiàn)-35如果要做戰(zhàn)斗機,就還湊合用。但若想用作聯(lián)合攻擊機還有很長路要走,小直徑炸彈不能彌補載彈量不足,引擎推力小是不可回避的問題,總之就是降低自身重量,提高引擎推力。
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