軍用民用航發差別有多大?美研發世界最強發動機,性能超殲20五倍
航空發動機作為高度復雜和精密的熱力器械,可為航空飛機提供所需動力,因無可替代的重要性被譽為“飛機心臟”,它的性能、穩定性、經濟性直接決定了飛機的整體表現。
目前世界上動力最強勁的航空發動機來自于美國的GE9X,2020年美國通用電氣公司將此發動機推向市場,一經問世便是冠絕全球的存在。畢竟高達61噸的推力放眼整個航空發動機領域都是無人能敵,更是我國殲20戰斗機的五倍推進力!
GE9X發動機的性能究竟有多強悍?它又將應用于哪些領域?我國的發動機與之相比差距如何?
飛機飛向天空需要面臨地心引力的重力和飛機自身重量兩大難關,如何讓發動機在保障自身強度不發生形變的情況下,進而提供所需的推進力?這個問題阻擋了科學家數十年之久,但最終還是得到了解決。
以普通客機為例,本身機身重量通常在百噸上下,加上飛機燃油和滿乘客的情況下,重量通常能達到200噸左右。
如何在起飛時讓飛機發動機瞬時產生強勁的推力,這對發動機的性能和穩定性設立了極高的門檻,讓眾多想要涉獵發動機領域的國家只能望而興嘆。
飛機發動機由三萬多個精密零部件構成,其復雜的系統主要分為五大部分:進氣道,壓氣機,燃燒室,渦輪和尾噴管。五大部件就像是人體內臟的主要器官,彼此間協同工作萬無一失方能保證發動機的正常運行。
發動機進氣道是集氣裝置,用于在不同工作狀態下,保證以最小空氣流動損失將足夠空氣引入壓氣機。壓氣機通過高速旋轉的葉片對空氣進行絕熱壓縮,提高壓力為燃燒室的氣體提供燃燒條件。
燃燒室的作用至關重要,它介于壓氣機、渦輪之間,核心作用是將壓力空氣和燃氣摻雜燃燒,形成高溫高壓燃燃氣。簡單來說這就相當于人體的胃,用于消化提供能量,將燃油能量徹底釋放。
渦輪將能量轉化為機械能,這是航空發動機中工作環境最為惡劣的環節,扇葉需要保持高溫高壓高轉速,來為飛機提供能量。
當渦輪產生的機械能傳輸至尾噴管,尾噴管早已在后方蓄勢待發恭候良久了,它的作用是負責將渦輪產生的燃氣能量加速膨脹,排出動能產生巨大推力,飛機經過這五種環節的循環往復最終得以成功升天。
這五個環節涉及到數萬零部件,它們需要在保證組裝設計萬無一失的同時,擁有極強的耐用性,有相關要求至少達到上萬個小時無出錯。
也正是因為航空發動機制作步驟苛刻嚴謹,制造成本高昂,每個發達國家都不會將自己的研究成果外泄,均視若珍寶高度機密。
盡管各航空大國對于自身研發技術可能都有所保留,但目前世界第一依然毫無疑問當屬美國,其麾下超過五萬個專利占比全球36%,是航空領域內絕對的無人能及。
細數美國的先進航空公司,通用電氣、道格拉斯、波音公司等都擁有技術超前、核心穩定、性能優越的優勢,吞下了全球航空市場近80%的份額,是貨真價實的龍頭。
為了節省航行成本減少燃油,飛機在起飛時會想方設法的減少自身重量。比如飛機在起飛時不會保證滿油狀態,只會裝載單程1.5倍的燃油量。其實這是有說法的,飛機滿油會在發生事故時在落地造成嚴重大爆炸,極易造成二次傷害,1.5倍載油量能保證應對突發情況,也能減少航行成本。
大多數客機根據自身重量會選擇配備2~4個10~50噸推力的發動機,然而這樣的配置實際上燃油消耗是非常之大的。人們在研究時發現,如果在發動機推力上能取得突破,研制出一臺大推力發動機,能極高的提升飛機飛行效率,降低航行成本。
于是2020年GE9X發動機便應運而生了。
波音777x是波音公司研制的新型大型客機,2020年1月25日于佩恩機場起飛,以三小時51分鐘完美無瑕的飛行表現結束試飛,而在此之前波音公司還為發動機而感到斟酌不定、愁眉不展。
當時波音公司對777x的構造經過分析,得出所需發動機至少需要45.4噸的推力。面對多家公司提交的發動機方案,波音最終拍案定板選擇了性能優越的GE9X,事實證明他們的抉擇完全正確,因為迄今為止波音已經收獲了數千億美元的飛機訂單。
波音777x滿載重量344噸,每小時耗油量7噸,單機裝配兩臺GE9X發動機。在GE9X的幫助下,波音777x可謂如魚得水,上升角度幾乎垂直于地面。
GE9X究竟有多強?它的出現證明了什么?
在過去的25年時間里,GE90一直占據著最強航空發動機的寶座,直到GE9X歷經五千小時的循環測試后橫空出世,堪才退居二位。
一臺GE9X發動機的制造成本約為4140萬美元(3億人民幣),由大小30多萬個精密零件構成,它采用陶瓷基復合材料能提供更輕質的密度和更耐用的品質,在推力上也有創新般的成就。
GE9X的發動機主體包括1級風扇、3級低壓壓氣機、11級高壓壓氣機、燃燒室、2級高壓渦輪和6級低壓渦輪,風扇直徑達到3.4米,這幾乎和波音737的橫截高度旗鼓相當,如果將GE9X的發動機直徑和737客機進行對比,我們會發現這款發動機甚至比737還要高,波音737的機身直徑也不過3.76米,GE9X進氣道直徑高達4.5米!
2019年12月7日,通用電氣對GE9X進行了推力測試,測試結果顯示發動機最大推力134300磅(約61噸)。
如此強悍的動力,是不是噪音嘈雜需要大量隔音裝置呢?然而GE9X相較于前輩GE90分貝甚至還降低了9個點,這款發動機是全方位的進步,正如集團總裁兼首席執行官John Slattery自信滿滿的言論一樣:要想創造出改變游戲規則的產品,例如GE9X發動機,就需要世界上最出色的噴氣推進技術方面的人才。
同時這款發動機的出世也向我們證明,美國在發動機領域深耕多年,其技術積累的優勢依然能領跑全球,哪怕中國也不例外。
中國現有民航客機領域的最大發動機型號為CJ1000A發動機,推力也不過12噸級別。放眼未來十年,與俄羅斯合作而制的CE929發動機推力也不過50噸,并且俄羅斯方保守估計這臺發動機的現世需要15~20年的研發時間。
拋開民航領域,即使是我國的殲20戰斗機,此前使用的發動機型號為渦扇10太行發動機,推力滿打滿算也不過13噸,此前網絡盛傳GE9X推力一臺頂5臺殲20發動機,客觀角度而言也并非謠傳。
當然了,不同領域的發動機進行對比本身就是流氓比較法,因為雙方的側重點明顯不同。
民航發動機運行環境優越,自然可以肆無忌憚的提升性能和數據,然而戰斗發動機更需要考慮爆發力和穩定性,畢竟它面對的是敵人層層阻截的雷達。目前世界最優秀的戰斗機推力也不過15噸,軍用方面雙方差距并不明顯。
世界航空在不斷發展,各國技術在不斷進步,但發動機領域美國依然是一騎絕塵,水滴石穿非一日之功、冰凍三尺非一日之寒,這是幾十年來技術沉淀造就的成果。
作為發展中國家,我們不應為此沮喪,不應為此頹廢,巨大的進步空間應該讓我們感到興奮和激勵。以美國為標榜而提升自身,進而超越美國,才是中國未來幾十年科技發展的正確道路,在此祝祖國日新月異、一飛沖天!
- 榮事達洗衣機e5故障排除(如何快速解決)09-18
- 1海爾空氣能故障代碼大全處理方法(如何快速排查空調故障)
- 2怎么知道燃氣表電池沒電了(三種簡單判斷方法)
- 3格力故障代E5(格力故障代E5:解析最常見故障及排查方法)
- 4格力空氣能常見故障(格力空氣能常見故障解決方案)
- 5樂堡保險柜開鎖(樂堡保險柜解鎖指南)
- 6富強勝防盜門售后-400全國免費咨詢熱線(“領先防盜門品牌-400全國熱線,為您提
- 7內開內倒窗戶常見故障維修(如何自行修復窗戶卡頓、玻璃破損等問題)
- 8立方保險柜廠家電話(立方保險柜廠家電話:方便快捷安全的通信方式)
- 9上海方太燃氣灶24小時客服熱線(如何快速聯系并解決問題)
- 10能率燃氣灶售后全國維修電話號碼查詢(全國能率燃氣灶售后維修電話號碼查詢
-
Daikin空調售后中心(如何有效地聯系Daikin空調售后中心以解決常見問題和獲取支
2024-08-26
-
格力空調故障顯示大全(全面解析格力空調故障顯示:一站式解決方案指南)
2024-08-25
-
美樂柯空調廠家售后服務電話24小時(如何聯系美樂柯空調廠家24小時售后服務電
2024-08-25
-
施耐德優力空調24小時人工服務熱線(如何聯系施耐德優力空調24小時人工服務熱
2024-08-25
-
惠康空調售后服務電話(如何獲取惠康空調售后服務電話并解決常見問題?這個
2024-08-25