战机加力燃烧效率达99%:中国航发有望超美!

我是空天龙传人 2024-12-07 06:40:44

戍天九思原创第825期

据港媒《南华早报》11月26日报道,中国航空发动机研究院的研究人员说,他们开发的创新技术可提高后燃器(加力燃烧室)效率,根据地面的测试报告表明,在后燃器创新技术以后效率将提高到99%。

这项创新技术关键是能够在最大操作负荷下,能将发动机的振动降低80%,战斗机损坏的风险降到最低程度。与中国空军现役歼-20等主力战斗机的远程巡航条件下的燃油效率相匹配,让它们获得更好的机动性能。港媒据此大胆认为“或许会使解放军在空战中所向无敌”。

此前全球战机加力燃烧普遍存在的问题

当加力燃烧室工作时,燃料能直接注入排气烟流中,而不必通过燃烧室,即时为战斗机提供强大的额外推力。

一般加力燃烧室占发动机总质量的20%,却能使发动机推力增加45%~70%,显著增强战斗机的加速度和机动性,是提升战场获胜能力的关键部件。

虽然加力燃烧对增加推力作用显著,却存在燃烧效率低、耗油率高和发动机振动的问题,而且无法长时间开加力工作。

即便是最新的F-35开加力也只能使用1分钟,以避免可能的损坏。F-22开加力时耗油量会增加2倍,而排气尾流也会变红,有时还会因燃烧不完全而冒黑烟。

总之,战机开加力燃烧时,极度考验燃烧室材料的耐高温性能。目前涡轮机叶片能承受的温度有限,温度过高会发生变形、破裂等致命损伤。

中国航发院科学家团队的创新突破

中国航空发动机研究院王士奇团队凭借创新思维,全新设计了一种燃油喷嘴,燃料在喷嘴内沿着独特的Z型路径运行,再以多个角度喷射而出,让雾状燃料呈扇形展开,以燃气达成近乎完美的掺混状态。

11月6日,最新进展和技术细节已发表在《航空学报》期刊上。王士奇团队发明的无需额外机械或电磁部件的新技术被命名为“自激扫掠喷嘴”。该新技术可以在排气口生成扫频射流,不断改变喷射方向,只靠进口油压,根本不必移动,就能让燃料充分雾化,并宽泛分布。

该创新技术不仅有效地解决了加力燃烧效率低和振动问题,而且可以长时间打开加力工作,为中国空军在未来的空战提供了强有力的技术支撑。

中国战机因加力燃烧新技术可获得三大优势

当前,战机发动机性能仍然是全球空战的核心竞争力,美国凭借其深厚的技术积累,在航空发动机领域长期占据领先地位。中国创造的这种新型加力燃烧技术一旦成熟,将使中国发动机整体性能大幅提升,为全面超越美国同类产品创造可能。具体来说,加力燃烧新技术突破有三大优势:

一是因发动机推力提升获得空战优势。该技术为战机带来约 50% 的推力提升,而且破除了传统加力燃烧时使用时长和频次的限制,战机能够更加自如的、无顾忌地使用加力推力以实现战术机动,因此其空战优势得以全方位强化。

二是因发动机油耗降低获得航程优势。由于加力燃烧时燃油利用率提高,战机还能长时间开加力工作,不仅改写了以往加力燃烧时“油老虎”的刻板印象,而且战机的速度更快、航程会更远。

三是因发动机震幅减小而获得寿命优势。不仅这项新技术提升了发动机的稳定性,在最大运载负荷下,发动机的震动消减幅度高达80%,震幅减少对发动机内部精密零部件的冲击磨损随时也会锐减,因发动机过度震动而导致结构损坏的风险也被控制到最低,从而极大地延长了发动机的使用寿命。

当然,中国战斗机何时能够用上这项新技术,恐怕还需要我们耐心等待,但是前景一片光明,值得期待。

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