對於飛機來說,發動機就是心臟,心臟的好壞很大程度上決定瞭飛機的性能,比如爬升,加速,盤旋等等,美國人對於這個道理認知特別深刻特別清楚,也比世界上任何一個國傢都瘋狂,砸瞭幾十上百倍的銀子海量試驗來整發動機,求的就是飛機無敵,一招制敵。
飛機發動機水平高,對於飛機總體設計師來說,是一個天字一號重大利好,就很輕松,能夠輕松的采用各種簡化的氣動和結構設計來快速出活,甚至可以采用很簡陋的設計也可以達到超一流性能,這就是俗話說的大力出奇跡!
▲ F15 戰鬥機使用的 F100-PW-100 發動機
比如美國 F15 戰鬥機,由於采用瞭 2 臺超一流的 F100 發動機,推力太大,體重太輕,設計師興奮的飄起來瞭,沒有采用邊條,沒有采用電傳飛控,沒有采用大後傾抗高過載座椅,沒有采用前後緣機動襟翼,就是簡單采用瞭固定前緣的梯形翼,和俄羅斯的米格 25 幾乎沒啥兩樣,但是,由於飛機材料超級好,機體很輕,發動機給力,航電雷達無敵,還是造就瞭一個空戰無敵手的美譽,三代機戰績排行榜高舉首席,以色列空軍宣稱的戰績是 108:0,史無前例,絕無僅有。
▲ F15 是一種設計很不講理的飛機,不講理講啥,講力,推力大隨便整,加速爬升快,照樣無敵天下
有聰明的朋友會反問,發動機能完全決定飛機性能嗎?是不是拿著同樣的發動機,就可以做出同樣性能的飛機?
答案是不一定,即使采用相同的發動機型號和數量,最終出來的飛機指標也不盡相同,這就是總體設計師的魅力所在,俗稱的推力不夠氣動補。
比如蘇 27 和殲 20 飛機,雖然飛機都使用相同的發動機,正常使用推力也一樣,都是 AL31,但是實際飛行性能,不管是爬升和加速,機動性,機頭指向能力等等,殲 20 都領先於蘇 27,而且在超音速巡航和超音速機動上完全碾壓蘇 27,這就是飛機設計師的魅力。
▲殲 20 戰鬥機,現階段發動機很不咋滴,但是氣動和結構設計的好,外加優秀的飛控,照樣碾壓裝備同樣發動機的蘇 27
有人會說,這個不能比雖然他們使用瞭同樣的發動機,但是殲 20 出來的時候,比蘇 27 面世幾乎晚瞭 30 年,依靠強大的氣動和飛控技術進步,碾壓是理所當然的。
那麼,類似型號的發動機,類似佈局的飛機,是不是性能和發動機推力成正比?
不是,飛機性能和發動機推力不完全成正比,設計好的時候,推力大一點點,指標差不多翻番。
▲ AMX 攻擊機
比如 80 年代向我國推銷的意大利和巴西,合作的 AMX 攻擊機,采用一臺無加力 spey 發動機(加力版本我國飛豹飛機上使用),這個飛機 1990 年代開始交付,設計上有很多亮點,比如該機的一大特點就是全機的高冗餘度:電氣、液壓和航電設備幾乎都采用雙重體制。比如電纜和作動筒等設備進行物理隔斷,以期獲得較高的抗損傷能力。
▲ AMX 攻擊機,這是一個設計很精巧的小飛機,當年向我國推銷,但是被拒瞭
而且飛機增升系統設計很合理,機翼前緣有全翼展前緣襟翼,機翼後緣有面積很大的雙縫富勒襟翼,機翼上表面還配備瞭兩塊減速板,自檢系統(BITE)和模塊化設計便於使用和維修。該機的維護性能超級好,內置自檢系統非常容易的發現失效設備,而且該機 2/3 的維護開口高度不超過 1.70 米,人站著正好。
亮點多多,很好修,起降距離短,性能參數的角度來看好像是一個不錯的飛機,AMX 配備一臺羅爾斯 · 羅伊斯低涵道比無加力的斯貝 RB 發動機發動機 .168MK.807 型渦輪風扇發動機。
該發動機能夠提供 49.1 千牛推力,飛機的航程載荷不行,簡單從幾個數據來說,飛機空重 6700 公斤,最大起飛重量 13000 公斤,最大內外載荷 6300 公斤,就是最大轉場 3336 公裡,內油內部: 3555 升,外掛: 1000 升 × 2。
而 1967 年美國出瞭一款飛機 A7 攻擊機,堪稱神器,也是攻擊機和 AMX 采用一樣的發動機," 斯貝 "205,推力為 63.4 千牛,比 AMX 推力大瞭 29%,但是相比性能差距就不止 29% 瞭。
▲ A7 攻擊機是一種神器般的存在,推力不大的發動機,結果航程載荷非常離譜
A7 飛機空重 8972 公斤,比 AMX 大 33%,但是最大起飛重量 19050 公斤,最大內外載荷 10 噸,比 AMX 攻擊機高出 60%!最大轉場航程 6243 公裡,比 AMX 高出瞭 87%。
這就是飛機設計師的魅力所在,氣動結構設計的好,可以極大程度的彌補發動機的不足,使用類似的發動機,優良的氣動設計可以做到更佳的效果。
來源:大水來
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