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安225運輸機有什麼用

生活 更新时间:2024-07-17 07:25:40

2022年5月24日,我國一家公司在某短視頻平台上面發布了一段視頻,上面寫着“火燒飛機,即将拆解!”

安225運輸機有什麼用(為什麼說安225運輸機殘骸上的D-18T已經落伍)1

視頻中的飛機正是世界最大的軍用運輸機安-225巨型運輸機。這款飛機的能耐很多網友都耳熟能詳,在此就不再贅述,有興趣可自行了解。

安225本身造價十分高昂,高達40億美元,但應用範圍又很小,從經濟角度看,研制這款飛機很不劃算。當初前蘇聯研制這款巨型運輸機的主要目的是運載航天飛機,在前蘇聯航天飛機項目中止後,安225重要性自然一落千丈,因此隻造出一架,另一架半成品也因缺少市場競争力,一直被閑置在倉庫中。

雖然安225本身市場競争力并不高,但它采用的D18T三轉子渦扇發動機卻仍有很高的價值

安225運輸機有什麼用(為什麼說安225運輸機殘骸上的D-18T已經落伍)2

D-18T

1979年,前蘇聯伊夫琴科設計局開始基于D-36的核心機放大,設計出D-18T三轉子渦扇發動機,并于1980年首次全尺寸運轉。1982年12月24日,D-18T開始被裝上安124進行測試飛行。

資料顯示,D-18T三轉子渦扇發動機幹重約4.1噸,推力為229千牛,推重比約5.7,涵道比5.6,耗油率0.581kg/(daN·h),渦前溫度1600K左右。

“渦前溫度1600K”這個參數在40年前确實很有競争力,然而,放到現在來看,這個參數已經嚴重落後。

衡量一款渦扇發動機是否先進的一個很關鍵參數就是渦前溫度,渦前溫度越高,燃油效率越高,單位推力越大。

如今國際上公認的第四代大涵道比渦扇發動機的渦前溫度已經達到1950K以上,領先D-18T兩代。我國C919客機采用的LEAP-1C發動機的渦前溫度就達到1950K,我國正在研制CJ1000渦前溫度也是1950K,而我國正在研制的CJ2000渦前溫度更是高達2200K!

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CJ1000發動機1:1模型

顯然,誕生近40年的D-18T已經開始落伍了,最為突出的是其耐高溫材料已經落伍。如果隻是為了研究前蘇聯的大涵道比渦扇發動機材料,并加以借鑒,那完全沒有必要。

與多數人印象相反,我國的航空發動機材料技術并不差,至少已經超過前蘇聯的水平,反而是設計經驗上比較欠缺。事實上,在渦扇20研制成功之前,我國還從未研制出一款合格的大涵道比渦扇發動機,相比歐美國家來說,研制經驗十分匮乏,根本無法同美國、英國相比,就連前蘇聯也比不過。

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2015年,中航工業董事長林左鳴透露我國最新的渦輪葉片能承受近2000度高溫

目前的渦扇發動機有三種轉子模式,單轉子、雙轉子和三轉子。其中單轉子因其穩定工作範圍較窄,已不适應技術發展潮流,而雙轉子和三轉子至今仍是渦扇發動機發展潮流。

渦扇發動機的運行原理是,通過風扇、多級壓氣機将空氣壓進燃燒室中,與噴出的燃料混合後進行燃燒,産生的高溫高壓氣流,吹動渦輪後,從尾噴管噴出,最後産生推力,推動飛機前進。由于風扇、壓氣機分别與渦扇發動機燃燒室後面的多級渦輪連接,因此,在燃燒的高溫高壓氣流吹動渦輪時便會帶動其高速持續運轉。

這個運作過程中,為不斷加壓氣流,渦扇發動機的内涵道通常設計前後大,中間小的葫蘆狀。由于音障的存在,葉片邊緣的線速度在接近音速時就會阻力大增,因此,通常以省油為主要目标的大涵道比渦扇發動機一般各級葉片線速度都低于音速,以減少氣動阻力。因此,理論上,最理想的大涵道比渦扇發動機是,從中間往前後方向,每一級轉速都逐漸降低。然而,由于發動機中間的轉軸是互相嵌套的,每增加一根嵌套轉軸,發動機的設計複雜度就增加,潤滑系統也更加複雜,因此渦扇發動機的轉軸通常隻有2根或者3根。

擁有3根嵌套轉軸的渦扇發動機就是三轉子渦扇發動機,相比雙轉子渦扇發動機,它可以将渦扇發動機的多級輪盤葉片設計成3種不同轉速狀态,更有利于讓各級輪盤葉片運行在最佳轉速狀态,以便提升氣動效率,并提高發動機的穩定性。

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英國羅羅公司研制的RB211三轉子渦扇發動機

研究表明,同等條件下與雙轉子結構相比,三轉子渦扇發動機轉速略低,渦輪前溫度更是低150~200°C。換句話說就是,三轉子渦扇發動機能夠以落後一代的材料達到雙轉子發動機的性能,或者以相同的材料技術達到更好的性能。

雖然D-18T本身性能已經開始落伍了,但它的三轉子設計仍然具有很高的價值。如果能夠吃透這項設計,我國就有望通過三轉子設計彌補材料方面稍遜于歐美發達國家的不足,追平美、英渦扇發動機最先進水平。

由此可見,回收安225殘骸對我國來說是很有價值的。

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