[原创]为何不求其次——再谈航空发动机

为何不求其次?

1、涡轮前温度

我们的航空发动机总是在寿命不过关,主要是涡轮前温度设计太超前;在中国材料技术发展跟不上的情况下,太急于把涡轮前温度与世界最高水平看齐,显然是“眼高手低”,最后落得个“功败垂成”。为什么不着眼于可靠度寿命设计,待将来材料成熟后改进设计呢?

涡喷8的涡轮前温度仅仅是900°C(700读C?),结果是40年前就实现了300小时以上的寿命,大概是最长寿的国产航空发动机了。

今天,“气膜技术”、“高温涂层技术”、“精密铸造技术”的应用,就可以将涡喷8涡轮材料下的涡轮前温度提高150~300°C,完全可以满足目前航空发动机的需要。

2、密封

最要命的是关于密封的问题,干吗咬死在零点几毫米间隙上?地面试验是一种情况,空中就是另外一种情况了。我们的要求比欧美严格的多,也实属“脱裤子放屁”多此一举要求。

事实上,整个发动机的空气都是由前向后运动的,甚至还是个“抽气”运动状态;只要固定片少一些阻碍,气流是不会乱流的。

在高速旋转、温度变化的情况下,零点几毫米间隙很难保证在高机动情况下不发生蹭刮,要么就有刚度超级大,这就带来了总量的增加;而这一切又得不偿失,因为固定与活动叶片间本来就存在巨大的间隙,决定单级压气机效率的并不是密封,况且还需要“喘振”的豁余度容积空间;所以大一点的间隙设计有利于寿命设计。

全世界涡轮间隙都是足够大的,关键在于冷却气流的组织;记住,冷却涡轮盘是密封唯一用途!涡轮盘的冷却不仅仅靠密封一项才能实现,还有气封、液封等等可以实现。

3、燃烧室

燃烧室采用环形是明智的,很容易制造,可以充分利用“气膜技术”、“高温涂层技术”制造环形燃烧室,提高燃烧室寿命;燃烧喷枪可以随便制造,重点是燃油量,燃油越多,效率越高。强调的是充分燃烧,蓝焰燃烧。

4、轴承

采用陶瓷滚珠、滚柱是非常必要的,因为轻,非常有利于制造大直径高速轴承;相信纳米材料有利于陶瓷滚珠、滚柱表面密实、光洁。

由于高温,润滑剂可能在空气中燃烧,所以注意采用氮气保护。

题外F119发动机,总觉得应该是低飞行速度不省油,应该是高飞行速度才省油,因为它的压气机级数太少;不相信它的高压单级压气效率提高很高,理论上就过不去,不是中国人设计不出来的问题。

世界上首先提出来“变循环发动机”的是米格25所用的发动机,但事实上SR71的发动机就是“变循环发动机”。

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