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为什么运输机还在装二战的螺旋桨不用喷气发动机?
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发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
为什么运输机还在装二战的螺旋桨不用喷气发动机?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
航空专业的同学来回答一下这个问题。
确实,现在很多的运输机上都可以看到大大的螺旋桨,有些人就会奇怪,不是早就发明出来更先进的喷气发动机了么?怎么还在用螺旋桨发动机?
这里我就来科普一下:此螺旋桨发动机非彼螺旋桨发动机也。
发动机分类首先看的是动力产生来源。
我一定要说明的是,喷气发动机(Jet Engine)本来就是一个非常不严谨的说法,早就已经被“涡轮发动机”(Turbine Engine)这个概念给取代了——任何航空发动机专业的人现在几乎都不会用喷气发动机这个词。
简单来说,“涡轮发动机”是相对“活塞发动机”而言的,“涡轮”和“活塞”是指的发动机产生动力的来源。活塞发动机就是靠气缸的反复运动来产生动力,而涡轮发动机则是通过高温、高压燃气对涡轮做功而产生动力。下面第一张图就是活塞发动机,第二张图是涡轮发动机的原理(这张动图还画错了,涡轮转动方向画反了)。
而两种发动机最大的区别包括了两个方向:1,涡轮发动机的振动更小(活塞要上下运动,难免会产生很大的振动)。2,涡轮发动机能够在更小的体积内产生更大的能量。
其实只要简单看一下,上面这张图是An-70运输机,这架运输机上用的发动机是桨扇发动机(D-27桨扇发动机),每一台发动机大概就是一人大小(2,065 mmx 880mm x 1,210mm),但是可以产生13000马力的功率,这个功率大小可能很多人不太明白代表了什么,但是我们看一下下面这台火车机车头,这个机车头是SD90MAC型柴油机车,可以拉动几万吨的货物,但是功率也不过才6000马力。所以,小小的涡扇发动机可以顶得上两台巨大的火车头。
所以活塞发动机和涡轮发动机代表了两种结构、作用、效率完全不同的发动机,这也是为什么我们区分不同的发动机首先需要区分动力来源的原因。
而现代的运输机,用的都是涡轮螺旋桨发动机——简称就是涡桨发动机,跟二战时候的活塞螺旋桨飞机是两回事。
虽然在二战的飞机上和现代的运输机上都可以看到巨大的螺旋桨,但这只是表象而已,剖开这两种发动机就会发现,一个是用活塞发动机驱动的,一个是用涡轮驱动的。无论是结构,还是在做功的能力上,都不可以同日而语。下面这两张图就分别是活塞螺旋桨和涡桨发动机,现代的涡桨发动机动力要远远强于活塞螺旋桨飞机。
而现代的运输机之所以要用螺旋桨来驱动飞机运行,就是因为这种涡桨发动机更省油,能够让运输机飞更远的距离。
当然了,涡桨发动机有一个巨大的缺点,就是这么大的螺旋桨顶在飞机前面飞不快,但是既然是运输机,那么速度就不是那么决定性的因素,用涡桨发动机自然是扬长避短了。
回答于 2019-09-11 08:43:50
现代航空透平发动机主要分为几种:涡轮喷气发动机,涡轮风扇发动机,涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。
现在民用航空和军用航空固定翼飞机使用最普遍的是涡轮风扇发动机,简称涡扇发动机,何为涡扇发动机?就是以涡喷发动机为基础,在燃气涡轮机的前端,增加直径很大的涡轮风扇,使风扇压缩的流体通过发动机外涵道,大幅度增加涡扇发动机的拉力,也就是提高了发动机效率,降低油耗。因此涡轮风扇在现代航空发动机中起到非常巨大的左右,因此民航客机的发动机直径都非常大,体现了它省油,高航程的优点。
下面我们再来说一说涡桨发动机,前面说到了涡扇发动机中风扇的巨大作用。风扇的持续增大受到现实条件的制约,另辟蹊径,将风扇改为直径更大的螺旋桨,取消外涵道,将大气作为外涵道使用,这样,涡桨发动机的效率进一步提升,效率很高,因此在轰炸机,运输机等要求大航程的条件下,涡桨发动机就有很大优势轰炸机和运输机一般只要求大航程,大载重量,不需要高速突防能力,所以涡桨发动机是一个很好的选择
回答于 2019-09-11 08:43:50
不做战术机动情况下涡槳发动机有效能高、低速场景要求,伞降总不能在高速下实施吧
回答于 2019-09-11 08:43:50
这是因为这些飞机设计于40~50年代,当时的螺旋桨还没有淘汰。比如以美国的c130运输机为例,这款飞机都是50年代设计投产的,这些战机采用的是涡轮螺旋桨发动机。在当时设计这几款飞机的时候喷气式发动机还不够成熟,至少不是像现代这么成熟。而美国军方都要求这款战机必须皮实耐用,这时候引用涡轮螺旋桨发动机恰恰能够满足需求。
螺旋桨发动机有个好处就是起降速度可以比较慢,这对于战机的起降距离变得可控,这对于战机的起降条件降低好多。比如,c130就能够在土质或钢板平铺的简易跑道上进行短距起降,这是喷气式飞机做不到的,因为跑道不平会产生颠簸乱流;飞机能够进行低空低速空投,实现在225千米/小时的低速条件下做稳定的掠地飞行,这是为了空投伞兵用的。
其次,油耗更低。由于运输机与战斗机不同,运输机不需要很快的速度,他们只要航程远就行了,涡轮螺旋桨发动机是最经济的一款发动机,能够以很经济的油耗去做最远距离的飞行。这使得这款运输机即便在现代依然能够满足运输需求而不需要更新换代。
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