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國産最強5款發動機
國産最強5款發動機
更新时间:2024-07-28 01:09:57

目前能夠自主研發飛機發動機的國家屈指可數,其中美俄就是發動機研發的領頭羊。美國目前有一款發動機叫做GE9X,被稱為是世界上最強發動機。那這款發動機有何過人之處?有沒有可以與之匹敵的對手呢?

國産最強5款發動機(1台頂5台國産發動機)1

GE9X的強大之處

GE9X是美國一款民航飛機的發動機,作為世界上最強大的發動機,它的厲害之處在于它的推力。在2019年的7月,美國對GE9X進行了一項測試,數據表明,它的推力竟然達到了驚人的13.43萬磅,相當于61噸的重力。此前,世界上推力最大的飛機發動機GE90-115B也僅達到了12.79萬磅,相當于58噸。

這款發動機從外形上看十分龐大,它的風扇扇葉直徑達到了3.4米,進氣道的直徑也有4.5米,像這樣的風扇共有16個,為發動機提供了巨大的推力。除此之外,發動機的材料則選取了先進的第四代碳纖維複合材料。

國産最強5款發動機(1台頂5台國産發動機)2

61噸的推力有多驚人,用我國目前最頂尖的航空發動機來做對比。長江2000作為我國最頂尖的發動機,經過專業團隊的估計,這台發動機的推力在35噸左右。如此看來,GE9X比中國目前最頂尖的發動機的推力還要高出了一倍。這一對比,就能夠直接看出世界頂尖航空技術和我國航空科技的差距。

GE9X的強大不隻是推力,還有超高的性價比。GE9X的涵道比和核心機流量十分優秀,涵道比為9.9,而核心機流量則是140千克一秒。那這兩個指标代表着什麼呢?涵道比就是當發動機的燃料和空氣的混合均勻度以及發熱的效率,當這個數值越大,均衡度和熱效率就越高。核心機流量則是氧氣燃燒的用量,這個數值越高,燃燒的氧氣就越高,油耗也随之降低,推力還會随之增加。這兩個數值就代表着一個發動機的性價比,GE9X的這兩個數值都很高,說明這個發動機的性價比很高。

國産最強5款發動機(1台頂5台國産發動機)3

使用GE9X發動機的航空飛機,會在相同的條件下更加節省油耗。而GE9X的這兩個超高的數據,讓這一款發動機有着極大推力的同時,更是有着很高的效率。在航空行業中,飛機的燃油是最大的消耗成本,一次飛行有大約百分之20的成本都在油耗上。GE9X的超高性價比也能夠很好的降低航空公司的運營成本。

一些不了解航空事業的人,都會将推力作為發動機的重要考量标準。對比總是能夠吸引人的眼光,對于這款世界上最強大的發電機,總是免不了被用來和我國先進的殲20戰機的發動機進行比較。目前我國殲20的渦扇發動機推力在13噸左右,而GE9X的推力能夠比得上5台渦扇發動機,這也是一個GE9X頂5台殲20說法的由來。

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當然,這種說法是十分不嚴謹的,因為民用和軍用發電機的制造有着很大的不同。民用發動機不需要考慮過多的因素,隻強調性能,而軍用發動機則需要考慮雷達、防風等一系列因素,性能隻是其中之一。且軍用發動機不考慮油耗,隻考慮爆發力,這個點上也和民用發動機有着巨大的不同。

即使是世界上最強大的戰鬥機,推力也僅僅隻有15噸,我國殲20的推力水平也已經有國際一流的水平。所謂的“一台頂五台”,隻是一種航空小白的說辭。如果戰鬥機有如此大的推力,那就是一個奇迹。

國産最強5款發動機(1台頂5台國産發動機)5

棋逢敵手

經過多方對比,GE9X确實是目前人類最頂級的發動機,在确保推力的情況下還能夠兼顧性價比,在航空領域無人能出其右。這也側面反映了美國強大的技術水平,我國要追上目前的GE9X,估計還需要一段時間的努力。

據了解,目前GE9X是美國波音777X的發動機,這個世界上最大的發動機也僅僅是用于民用領域。如果這個推力用于軍用,那可就無法想象了。雖然目前僅用于民用客機,但是這并不代表着GE9X對于軍事沒有任何的價值,還是要提高警惕。

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能夠制作出GE9X這樣強大的發動機,說明美國的技術水平十分優秀。GE9X也會對美國軍用航空做出巨大的貢獻,軍方的運輸機轟炸機等戰鬥機以外的飛機,不排除可以使用GE9X的可能。又或者是對其他航空領域的發動機做出一定奉獻。

此時,看着美國如此強大的科技水平,俄羅斯也不甘落後。俄羅斯有着自己的看家本領,他們的戰機也一直都是西方各國的夢魇。其中最富盛名的莫過于圖-160戰略轟炸機,它的速度極快,達到了2.05馬赫,而且可以持續飛行1.6萬公裡,适合長途奔襲。圖-160戰略轟炸機強大的根源在于它的4台NK-32發動機。

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據數據顯示,NK-32發動機最大推力達到了25噸,看起來好像和GE9X相比不值一提。但是正如前文所說,民用和軍用發動機的推力不可以同步比較。我們用一個對比來看看NK-32發動機的可怕之處,美國目前最先進的F-35戰機,它身上的F-135發動機推力僅僅隻有18噸,而NK-32則是比它強大百分之30。

值得一提的是,NK-32還隻是上個世紀前蘇聯的産物,可見俄羅斯發動機技術的先進強大。美國和俄羅斯的發動機各有優劣,美國在民用機的速度和性價比方面達到了登峰造極,而俄羅斯則在軍事領域取得了重大突破。

我國在航空領域的發展暫時還跟不上美俄,畢竟我們的起步比他們慢了不少,但是我們有的是極快的追趕速度。在短時間内,我們的發動機水平就達到了世界先進水平,相信在不久的未來能夠得到更好的發展。

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GE9X發動機強大的背後,是頂尖科技的結晶,那在GE9X的研發中,又創新了哪些尖端技術的應用呢?

技術突破

第一、3D打印技術,GE9X發動機也是最早使用增材制造技術的,而3D打印技術多年來也一直在發動機的零件中發揮巨大作用。以前機器中一些形狀比較複雜的幾何圖形一直都是工程師眼中的難題,自從3D打印技術出來之後,這個問題也迎刃而解了。

據統計,GE9X總共配備了約300個3D打印的複雜零件,構成了7個重要機器組合。而且這些零件的使用材料比起原先使用的金屬合金重量上減少了百分之五十,使得發動機的能量損耗降低了百分之十,提升了燃油的使用效率。

國産最強5款發動機(1台頂5台國産發動機)9

說到材料,就不得不提到GE9X最新使用的CMC陶瓷基複合材料。這種材料是由碳化矽陶瓷纖維和陶瓷樹脂組合而成,通過複雜的工藝進行制造。CMC材料的重量十分輕便,相比起金屬,在密度方面降低了三分之一。因此又能減輕發動機的重量,提升燃油使用效率。

不久之前,工程師還成功測試了由CMC材料制作而成的渦輪旋轉部件,取得了重大的進展。使用CMC材料制成的零件,能夠節省零件之間拼接的耗材,減少使用的零件數量,降低成本。還減少了空氣的阻力,提升發動機使用效率。更重要的是減少了零件之間的磨損,直接有效的提高發動機的穩定性和使用壽命。

在RE9X的發動機制作中,使用了壓比高達27的11級高壓壓氣機。這是所有渦扇發動機中壓比最高的級别,使得壓氣機出口的溫度提升了不少。

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對于渦扇的葉片,設計師也運用了最新的四代碳纖維風扇葉片,這種更薄的葉片能夠增加氣流強度,減輕機身重量,有助于提高發動機性能和降低油耗。而且葉片前端材料也換成了鋼合金,耐用度更高。

正是因為葉片的輕便,GE9X的風扇葉片減少到了16片,使得發動機的機身更加輕便,轉速也有了很大的提升,實現了轉速與渦輪的最優配置。風扇葉片具有鋼制前緣和玻璃纖維後緣,與碳纖維相比,具有更大的柔韌性,可以更好地吸收鳥的撞擊。

綜上所述,GE9X發動機的成功,離不開強大的技術支持。我國目前發動機技術和美國相比仍有較大差距,相信在不久的将來我們可以趕上他們的腳步。

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