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到底什么是变循环航空发动机

变循环航空发动机,是最近几年高频出现的一个词汇。之所以被各军事强国所高度重视,就是因为这种发动机是和各大国正在全力攻关的第6代战机所配套的航发项目,正如说起5代战机必然有隐身性能一样,那么若6代机不具备变循环发动机,那么这种6代机也只能是一种伪6代。传统的航空涡扇—涡轮发动机的热力循环特性是固定不变的,一种发动机只能在一种模式下工作,并且仅在有限的飞行包线范围内具有最好的性能。这往往是现役航发的一个难以克服的死结。比如某超级大国著名的F404—F414中等推力航空发动机,这种航发在海平面和6000米以下的中低空的推力很强劲,燃油效率也高,这是因为他的叶片和涡轮和外壳之间的密封性能基本做到了极致,几乎可以发挥每一克氧气的燃烧效率。而这类发动机一旦到了万米以上的高空,在高空高速下出现准冲压燃烧状态,高度密封的涡轮几乎成了一个累赘。

发动机的推力会急剧下降。因此装备这类发动机的战斗机都尽量避免飞的太高。还有一个与前面的例子几乎相反的典型,这就是著名的F22A的发动机F119。这种先进大推力发动机为了追求高空超音速巡航性能,因此涵道比做的非常小,几乎和过去的涡喷发动机差不多。因此在高空性能非常好。而因为涵道比过低,其在低空的推力就大打折扣,燃油效率甚至比不过落后他一代的三代涡扇,非常的耗油。因此F22A的航程是出了名的腿短。甚至远远不如F16A等典型的偏轻型的三代机,这就造成F22A不能适合空域广阔的战场环境。先进变循环发动机技术的出现就是要解决前两类发动机不能兼顾高空和低空性能的矛盾,可以通过改变一些部件的几何形状、尺寸或位置,来调节其热力循环参数:如增压比、涡轮进口温度、空气流量和涵道比,改变发动机循环工作模式。

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