馬斯克查賬,又查出了意外驚喜!
昨 天 ,有網(wǎng)友驚奇地發(fā)現(xiàn),維基 百科美軍F-119-PW100型渦輪風(fēng)扇 發(fā)動(dòng)機(jī)、也就是F-22A型戰(zhàn)斗機(jī)使用的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比數(shù)據(jù)有所改變,原本的臺(tái)架推重比數(shù)據(jù) 是9到10,但在昨天的 維基 上這個(gè)數(shù)據(jù)已經(jīng)變成了7。
這還不算,很快又有人貼出了新的證據(jù),證明F-35A型戰(zhàn)斗機(jī)使用的F-135系列發(fā)動(dòng)機(jī),臺(tái)架推重比數(shù)據(jù)也有問(wèn)題。
在一份似乎是美軍提供的F-135型發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)輸清單上,明確指出F-135型發(fā)動(dòng)機(jī)兩個(gè)亞型,也就是 用于F-35B型垂直起降型 的F -135-PW600和 用于F-35C艦載 型 的F-135-PW400,重量分別高達(dá) 7260磅(3293千克) 和 6422磅(2913千克) 。
按照F-135發(fā)動(dòng)機(jī)公開(kāi)的182千牛最大加力推力約為18.5噸,則F-135-PW-400的臺(tái)架推重比為6.35,F(xiàn)-135-PW600的臺(tái)架推重比僅為5.6,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到我們通常以為的第四代大推力航發(fā)推比為10的推比級(jí)。
測(cè)試中的F-119
做個(gè)對(duì)比吧,F(xiàn)-119-PW100的這個(gè)臺(tái)架推重比為7的推比級(jí),F(xiàn)-135的這個(gè)臺(tái)架推重比為5.6和6.35的推比級(jí)到底有多難看呢?
美國(guó)第三代航發(fā)典型代表F-110-GE129型,最大臺(tái)架加力推力29000磅(約13.16噸),而世界航發(fā)手冊(cè)上給出的發(fā)動(dòng)機(jī)總重量為3980磅(約1805千克),臺(tái)架推重比都可以達(dá)到7.3。到F-119上,這個(gè)數(shù)據(jù)反而不如F-110-GE129了……
斯貝RB-168
要是還不知道這數(shù)據(jù)有多難看, 咱們可以再看看另外一臺(tái)對(duì)中國(guó)軍迷耳熟能詳?shù)陌l(fā)動(dòng)機(jī)——羅羅的斯貝。斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)最大加力推力91.1千牛(9289千克),發(fā)動(dòng)機(jī)重量1850千克。
也就是說(shuō),連斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架推重比數(shù)據(jù)都有5.02呢,這可是上世紀(jì)60年代英國(guó)研制的第二代大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)果四代大推的臺(tái)架推比只比二代大推強(qiáng)的有限? 這是怎么個(gè)事?
如何看待虛標(biāo)事件
這真的是馬圣開(kāi)源大顯神威,分分鐘揪出美軍內(nèi)部和航發(fā)研制企業(yè)沆瀣一氣,虛標(biāo)數(shù)據(jù)欺騙國(guó)會(huì)老爺?shù)南x豸了?其實(shí)不然,大伊萬(wàn)要說(shuō)兩點(diǎn):
其一,關(guān)于F-119型發(fā)動(dòng)機(jī)推重比并沒(méi)有想象中的那么高(臺(tái)架推重比做到9到10一級(jí))。其實(shí)這個(gè)事兒,咱在2024年就有所耳聞,記得還是南航大的哥們跟大伊萬(wàn)提的,去年披露的程榮輝的論文,更是明確了中國(guó)航發(fā)工業(yè)在大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架推重比問(wèn)題上的態(tài)度。
考慮到論文具有一定的滯后性,可以明確起碼中國(guó)航發(fā)工業(yè)早已知曉了F-119型發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架推重比,并沒(méi)有傳聞中的那么好看。但是,F(xiàn)-135型發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比數(shù)據(jù)竟然比F-119更難看,臺(tái)架推重比在6一級(jí),倒是大大超出了大伊萬(wàn)的預(yù)料……
目前能找到的公開(kāi)資料顯示,F(xiàn)-119發(fā)動(dòng)機(jī)起飛點(diǎn)渦輪前溫度1800K,F(xiàn)-135發(fā)動(dòng)機(jī)渦前溫度1900K左右,提高的這么多渦前溫度,總不至于需要付出1噸左右的發(fā)動(dòng)機(jī)重量代價(jià)。但是無(wú)論如何,F(xiàn)-119發(fā)動(dòng)機(jī)和F-135發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架推重比數(shù)據(jù),這不是個(gè)新數(shù)據(jù),跟最近的馬圣開(kāi)源沒(méi)太大關(guān)系。
F-35戰(zhàn)斗機(jī)搭載的F-135
其二,其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)重量數(shù)據(jù),計(jì)算方法有很多。 比如最典型的蘇聯(lián)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重量計(jì)算上, 就采用了 非常討巧的計(jì)算方法,按照發(fā)動(dòng)機(jī)干重來(lái)算臺(tái)架推重比。
所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)干重,不僅要把發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部供油、滑油、氧氣等多個(gè)管路全部抽空,讓發(fā)動(dòng)機(jī)真的只有發(fā)動(dòng)機(jī)本身,甚至連發(fā)動(dòng)機(jī)噴管和附件機(jī)匣都不算在內(nèi),那很顯然重量數(shù)據(jù)就比美國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)討巧不少。
比如最典型的AL-31F型發(fā)動(dòng)機(jī)按照蘇標(biāo)計(jì)算,重量只有1520千克,按照美標(biāo)計(jì)算重量一下子增加了300多千克,就是因?yàn)橛?jì)算方法不同,那自然算出來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架推重比也不同。
同時(shí),一臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)在開(kāi)發(fā)階段、實(shí)際裝機(jī)使用階段,發(fā)動(dòng)機(jī)的重量數(shù)據(jù)也不一樣。 在開(kāi)發(fā)階段,航空發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)商傾向于把發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量往低了標(biāo)。
畢竟美國(guó)嘛,軍火商要為國(guó)會(huì)老爺們服務(wù),把發(fā)動(dòng)機(jī)重量標(biāo)低些,有利于體現(xiàn)出發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)性,讓國(guó)會(huì)老爺們滿意。不然的話,你上去跟國(guó)會(huì)老爺說(shuō)我搓了一個(gè)推重比6的發(fā)動(dòng)機(jī),這個(gè)性能還不如F-110-GE129……國(guó)會(huì)老爺很顯然會(huì)覺(jué)得,那我要你開(kāi)發(fā)F-119干啥,你接著用F-110不就完了?
而這一階段也是各種發(fā)動(dòng)機(jī)重量對(duì)外泄露的比較多,數(shù)據(jù)也最離譜的階段,之前傳言F-119型發(fā)動(dòng)機(jī)重量1.3噸、1.5噸,推重比10甚至12,基本上都是開(kāi)發(fā)階段出來(lái)的舊數(shù)據(jù)。
此次披露出來(lái)的F-119-PW100型發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比為7,它的發(fā)動(dòng)機(jī)重量在2270千克左右; F-135發(fā)動(dòng)機(jī)推重比為6,發(fā)動(dòng)機(jī)重量在2900千克左右,這個(gè)數(shù)據(jù)可能也有一些門道。
比如一直有傳言說(shuō)F-119發(fā)動(dòng)機(jī)的重量,是加上了發(fā)動(dòng)機(jī)的二元軸對(duì)稱推力矢量噴管后的重量,這個(gè)噴管相比常見(jiàn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)收斂片設(shè)計(jì),由于增加了機(jī)械液壓的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),重量可能增加了200千克左右。
這意味著,如果去掉這個(gè)二元矢量噴口,改為使用常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)收斂片,則可能還有100千克左右的減重,那么F-119-PW100型發(fā)動(dòng)機(jī)的重量可能就會(huì)下降到2000千克左右。雖然這個(gè)數(shù)據(jù)比F-110-GE129還要高不少,但起碼推重比數(shù)據(jù)好看了些。
而F-135-PW400/600的重量數(shù)據(jù),這個(gè)2913和3293千克的數(shù)據(jù),后者倒是還可以解釋,因?yàn)橄啾菷-35A/C型、B型多出一個(gè)升力風(fēng)扇和用于連接發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承的傳動(dòng)軸,多出來(lái)的373千克理論上應(yīng)該是這些玩意兒的重量。
但說(shuō)真的,你跟大伊萬(wàn)說(shuō)一根幾米長(zhǎng)的傳動(dòng)軸,加上一個(gè)直徑1.27米的升力風(fēng)扇,總重只有300多千克……大伊萬(wàn)覺(jué)得,這個(gè)設(shè)計(jì)水平和材料學(xué)的應(yīng)用水準(zhǔn)都相當(dāng)之高。
至于F-135-PW400的2913千克數(shù)據(jù),大伊萬(wàn)覺(jué)得還需要考慮兩個(gè)因素:
其一,是發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)輸重量到底是只運(yùn)輸發(fā)動(dòng)機(jī),還是運(yùn)輸發(fā)動(dòng)機(jī)加上輔助動(dòng)力系統(tǒng)?之前有傳言說(shuō),F(xiàn)-135的發(fā)動(dòng)機(jī)和輔助動(dòng)力單元,是可以打包運(yùn)輸?shù)模敲催@個(gè)2913千克,是否包括了輔助動(dòng)力單元的重量?
其二,是F-135-PW400發(fā)動(dòng)機(jī)也依然是海軍艦載機(jī)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)。相比空軍型發(fā)動(dòng)機(jī),必然會(huì)有一些為海上運(yùn)作而實(shí)施的改進(jìn),比如進(jìn)行防鹽霧處理、涂覆特殊涂層等,估計(jì)這還需要增加幾十上百千克重量。
如果把這些重量減掉的話,那么看起來(lái)F-135發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比還算不錯(cuò),估計(jì)和F-119一樣也能達(dá)到7一級(jí)。
所以說(shuō)了這么多,咱的觀點(diǎn)是,航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重量計(jì)算,是一個(gè)很復(fù)雜,標(biāo)準(zhǔn)很多,不同應(yīng)用場(chǎng)景下計(jì)算方法不同的問(wèn)題,發(fā)動(dòng)機(jī)重也好,輕也好,四個(gè)字——僅供參考。
推重比究竟重不重要
當(dāng)然了,即使是發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架推重比為7一級(jí),在很多人看來(lái),F(xiàn)-119的推重比還是不太好看,這就要提到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)取舍,以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)在第五代戰(zhàn)斗機(jī)上的實(shí)際運(yùn)用了。
從航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)取舍上,有得必有失。第四代大推力渦輪風(fēng)扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦前溫度,從三代大推的1600到1700K提高到1800到1900K,對(duì)熱端部件的壽命提出了更高的要求。
在材料學(xué)沒(méi)有根本性突破的情況下,要提高渦前溫度,還要確保發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命,那就必須將材料做的更厚,重量更大。幾個(gè)部件重量一上去,整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)都要進(jìn)行匹配設(shè)計(jì),那么整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的重量很快都上去了。
同時(shí),第四代大推力航空發(fā)動(dòng)機(jī)和之前為高空高速特化的航空發(fā)動(dòng)機(jī),設(shè)計(jì)點(diǎn)還不一樣。 它強(qiáng)調(diào)全包線飛行性能,不能出現(xiàn)諸如高空推力曲線極其絲滑,到了低空變成板磚的情況,要求全包線性能而不是特化性能,對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的包容性要求更高。 而這些到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的總體設(shè)計(jì)上,同樣會(huì)轉(zhuǎn)化為質(zhì)量。
所以,對(duì)于第五代戰(zhàn)斗機(jī)配備的第四代大推力渦輪風(fēng)扇航發(fā)來(lái)說(shuō),最大的問(wèn)題,并不是在于發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架推重比有多高。甚至某種意義上來(lái)說(shuō),也不是這架戰(zhàn)斗機(jī)的推重比數(shù)據(jù)到底怎么樣,這些數(shù)據(jù)說(shuō)到底都是用來(lái)糊弄外行的:
發(fā)動(dòng)機(jī)重量能夠做到和整機(jī)重量相比處于一個(gè)合適的區(qū)間,不會(huì)因?yàn)橹亓刻囟鴶D占了其它航電、武備、液壓系統(tǒng)的必要重量而影響戰(zhàn)斗力;
發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和整機(jī)的空重相比處于一個(gè)合適區(qū)間,除了我們通常看到的海平面推重比數(shù)據(jù),更重要的是在不同的設(shè)計(jì)點(diǎn),比如低空高空不同速度范圍下的推重比數(shù)據(jù)都要滿足四代戰(zhàn)斗機(jī)的性能要求,比如在高空可以實(shí)施超音速巡航;
發(fā)動(dòng)機(jī)的可維護(hù)性和壽命相比第二代航空發(fā)動(dòng)機(jī)有比較大的提升,發(fā)動(dòng)機(jī)的操縱響應(yīng)能力和飛行品質(zhì)都有比較大的提高,這是單純對(duì)比發(fā)動(dòng)機(jī)推力和發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架推重比更為重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。從這個(gè)意義上看,發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架推重比數(shù)據(jù),甚至都不算是一個(gè)比較關(guān)鍵的技術(shù)數(shù)據(jù)了。
最后,大伊萬(wàn)多提一嘴。其實(shí)吧,由于咱們?cè)诤娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)領(lǐng)域長(zhǎng)期落后,也確實(shí)出現(xiàn)過(guò)過(guò)分強(qiáng)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架推重比數(shù)據(jù)這種事。比如不止一個(gè)公開(kāi)的PPT圖片,都將航空發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)架推重比數(shù)據(jù)作為重要的劃代依據(jù)……
咱們之前也都認(rèn)為,四代大推的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)是臺(tái)架推重比上10,但時(shí)移世易,現(xiàn)在這種過(guò)時(shí)的觀念肯定要被揚(yáng)棄了,至于按照這種觀念搞出來(lái)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)……那就是另外一個(gè)故事了。
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