总压比28,涡轮前温度1357℃,被普京禁止出口,NK32发动机性能如何?

飞帅 2023-12-16 13:40:28

“就算它身上的一颗螺丝钉也绝对不能出口”,这是普京在谈及NK32发动机时进行的表态。那被普京如此看重的NK32有何神奇之处呢?

NK-32涡扇发动机是俄罗斯图160战略轰炸机的动力系统,而图160是世界上迄今为止最大的轰炸机。NK32最显著的特征是采用了三转子设计。一般的涡扇发动机都是双转子设计,有作为风扇的低压压气机和高压压气机两个转子,二者分别由不同的传动轴带动,以不同的转速旋转。一方面,涡扇发动机要想获得较高的总压比,就要追求压气机的高转速,但另一方面,涡扇发动机要获得更大的进气量,就需要加大风扇,也就是低压压气机的直径。这就形成了一对矛盾,高压压气机追求的是高转速,以此获得高压比,而风扇追求的是大直径,以便获得大流量,但直径越大,就越难达到高转速,压比也就上不去。但风扇的压比和高压压气机的压比却又不能相差太大,否则容易导致不稳定的工作状态。这就形成了要么限制总压比,要么限制风扇直径的矛盾。这一矛盾在既追求大直径,又追求高压比的大型军用发动机身上表现得最为明显。

NK32通过在风扇和高压压气机之间设计一段5级的中压压气机,在很大程度上解决了这个矛盾,中压压气机起到了在风扇和高压压气机之间进行过渡的作用。中压压气机在二者之间起到了转速和压比上的过渡效果,有了中压压气机,NK32的风扇转速可以慢一些,其直径就能做得更大,反之,高压压气机的转速可以快一些,从而获得更高的压比。这就使得NK32的风扇转速不至于过高,高压压气机的转速不至于过低,一来二去,NK32发动机的效率就上去了,说白了就是能用更少的油耗获得更大的推力。

因为高压压气机的转速足够高,加上多了5级中压压气机,NK32的总压比达到了28.4,这个指标对大型涡扇发动机来说已经很高了。要知道,在材料工艺占优的情况下,美国B-1B轰炸机的F101-GE-100发动机才能达到26.5的总压比。更大的总压比意味着更低的油耗,再加上高升阻比的变后掠翼设计,使得图160以148吨的最大载油量达到了16000公里的航程。另据开发商说,2022年试飞的图160M2采用了更新的NK-32-02发动机通过改进,航程可增加13%。

更重要的是,三转子设计还使得NK32获得了最合适的直径,既不用为了牵就高压压气机,采用直径过小的风扇,又不用为了获得高推力加大空气流量,使风扇直径过大,导致不必要的飞行阻力。最终NK32的直径控制在了1.46米,空气流量365公斤/秒,涵道比1.4,远小于F101的2.01,从而极大提高了图160的高速性能,使其达到了2.3马赫的世界现役轰炸机最快速度。与之相比,B-1B的最大速度仅1.25马赫,都没能飞出跨音速区间。

且NK32涡轮前温度也不低,达到了1630K,即1357℃,同样的,F101-GE-100在材料工艺占优的情况下,涡轮前温度也才1371℃。最终,NK32的巡航推力到了137.2千牛,最大推力达245千牛,即25吨,而F101-GE-100的最大推力才133千牛,即其最大推力还不如NK32的巡航推力大。

这样一来,NK32就成了世界上唯一的军用大推力三转子发动机,图160最大起飞重量能达到275吨,最大速度达2.3马赫,最大航程达16000公里,很大程度上都是得之于NK32发动机。但代价也是显而易见的,三转子结构使得NK32光是压气机就有15级,总的长度达6米,但这个缺点对机长和翼展都超过50米的图160来说,就算不上缺点了。

三转子设计也使得NK32的结构比较复杂,重达3.4米,推重比7.35,但这是俄式标准,是发动机去掉滑油及附件后的重量,如果按照美标,NK32的推重比也就是6.3左右的样子,但作为一种大型军用发动机来说,也已经不算低了。

总而言之,通过三转子设计和比较先进的材料工艺,NK32在推力上远远超过了同类的欧美发动机。其设计思想是,宁可用复杂一些的三转子结构,也不冒险用新材料和新工艺,以充分发挥前苏联/俄罗斯在系统设计方面的优势,这使得NK32的每一项参数都不是很出众,但推力却达到了惊人的25吨。

51 阅读:11905
评论列表
  • 2023-12-16 20:29

    这个是真牛,可惜乌克兰被美俄忽悠消毁的11架160

    五彩斑斓梦里虹 回复:
    怀璧其罪没有办法的,当时乌克兰不销毁全世界都会针对他
  • 2023-12-16 22:37

    40年前的老家伙,f119和涡扇15前叶温度1900°以上。另外轰炸机发动机基本上都是战斗力发动机扩大涵道而来,战斗力核心机才是关键!

    支卜织布知 回复:
    呵呵,典型的你以为你以为的就是你以为的。世界范围内没有一款轰炸机是战斗机发动机放大来的。美帝最后一款使用的是女武神使用的j79。美帝现在三巨头b52h用的是tf33(基于波音707的jt8d)、b-1b的f101是单独研制的,b-2的f118是无加力版f404。
    用户13xxx19 回复:
    轰炸机F101、F16战斗机用F110和民用CFM56系列发动机都是由同一款核心机研发而来,你既然知道f110和f101难道不知道他们是同一款核心机而来???我很好奇
  • 2023-12-16 20:50

    推重比只有7.3为啥那么牛?中国的改装太行比不上它?

    支卜织布知 回复:
    不能只看推重比,白天鹅这样超音速轰炸机的大推力涡扇不是单纯战斗机发动机放大,涡扇尺寸不能无限放大。
    北极星 回复:
    仿制的东西,某一个参数超越能理解,整体性能还是人家优秀,40年前东西都比你现在的优秀,别太自信就行[呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑],不过也别太悲哀,毕竟是从无到有,以后肯定会越来越好,越来越完美。
  • Dr 9
    2023-12-17 10:54

    总的来说冷战时期苏联创造了许多黑科技和人间奇迹,但未来的竞争不是靠另辟蹊径和蛮力来定输赢的,没有扎实的基础和开放自由的创新精神和体系及环境,单靠举国之力这只是权宜之计,在这方面美国人的做法非常值得学习,他们的摩托罗拉和朗讯不行了,但苹果,马斯克,英伟达站出来了,总是生生不息,任正非说过如果我们不想死就要向一切先进的人学习,别自己刚有点起色就可以忘乎所以了,差的远了,

    冇大叔 回复:
    军工你说开放你想什么
  • 2023-12-17 11:51

    再怎么厉害,那也是30年前,甚至40年前的苏联技术了,放在今天不一定先进了,搭载NK32发动机的T-160战略轰炸机,每次起飞时候,都不可避免冒出明显黄色烟雾,就已经说明了问题。

  • 2023-12-17 18:23

    在发动机这方面,我们跟西方俄罗斯还大的差距,但经过这些年艰苦的努力,我们和世界先进水平差距越来越小了,加以时日,在军用民用发动机领域会超越西方,

  • 2023-12-17 01:21

    毛子的航发设计制造能力还是很强的。只是寿命和妥善率低些,比起西方欧美国家的航发,维护保养困难。从tu22m3的NK25到tu160的NK321,确实是一大进步。NK321和RR公司RB139都是三转子发动机,还有mig31的D30-F60都堪称神器。

  • 2023-12-17 10:02

    前苏联发动机设计造诣很深啊,材料不行还能搞出这么牛B的东西。话说回来,发动机思路还是应该多参考美国,材料学水平先搞上去。

  • 2023-12-17 12:28

    757上的那个罗罗发动机也是三转子吧?

  • 2023-12-17 18:16

    [点赞][点赞]

  • 2023-12-19 18:03

    这破飞机就是靶子[呲牙笑][呲牙笑]

  • 2023-12-16 22:50

    了解一下欧洲狂风战斗机使用的RB139发动机。

    用户18xxx59 回复:
    发错了,是RB199发动机。
    且听风吟 回复:
    了解一下狂风战斗战使用的是RB-199
  • 2023-12-17 08:56

    粗制滥造的典型

  • 2023-12-17 00:15

    小甜甜即将变成牛夫人

  • 2023-12-17 10:21

    俄罗斯在发明、设计还有全新概念创造上真的是世界一流的

  • 2023-12-17 11:29

    这篇文章分析的好,浅显易懂![点赞]

  • 2023-12-18 01:17

    [握手][握手][握手]

  • 2023-12-23 04:35

    英国罗罗公司三转子涡扇发动机技术是领先的,很好解决了大风扇和高压气比的矛盾,而且是分开排气大涵道比。图160发动机是混合排气且涵道比偏小,技术难度较小甚至没必要用三转子结构。

  • 2023-12-18 23:45

    那是不是说以前的人比现在聪明?

  • 2023-12-17 14:24

    不咋地

  • 2023-12-17 09:12

    应该是用混合燃料!

  • 2023-12-17 04:40

    确实牛逼,一脚油门,F35都追不上

  • 2023-12-17 10:01

    留着吧

  • 2023-12-18 01:34

    自从兔子进行经济大普查后,军事领域的技术突飞猛进[笑着哭]

飞帅

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