求教:F35真的是用机内燃油来当做冷却水吗

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 17:56:38


刚看晨枫大大的文章:加拿大重新考虑购买F-35问题
http://zhouf601117.blog.163.com/ ... 510662013242754924/
里面有一段
F-35的翼载高,推重比低,即使敏捷性好。F-35的机内载油量大,即使机内载油量减半也超过F-16的满载机内燃油量,所以有人喜欢用F-35的半油 推重比略高于F-16的满油推重比来证明F-35机动性的优秀。且不说F-35的空重大大超过F-16,用半油对F-16的满油并不合理,F-35在试飞 中海暴露出一个尴尬的问题:F-35的主动电扫雷达和全电操控极大地增加了F-35的散热负荷,散热要求5倍于F-16,但隐身要求决定了F-35不能增 多、增大冷却进气开孔,只能间接地把机内燃油作为冷却水用。问题是正常的燃油消耗不足以吸收全部散热负荷,机内剩余燃油温度在飞行过程中逐步升高,还随着 剩余燃油量的下降而加速升高。所以F-35的最低机内燃油量不是受到返航要求的限制,而是受到散热容量的限制,否则雷达、航电由于过热而死机了,战斗机也 就废了。美国空军正在投入数以亿计的资金,研发动态预估模型,实时预测剩余散热容量,在必要的时候发出警告,建议飞行员升高飞行高度,用高空较冷的空气改 善散热。最终解决办法是三涵道涡扇发动机,用额外的涵道解决散热问题,但这很遥远了。在这样的情况下,半油推重比更加没有意义。F-35A是可以达到9g 的,这说明F-35对于敏捷性有很高的要求,可以在短时间里迅速改变机头指向。但F-35家族中最“轻捷”的F-35A的推重比和F-4“鬼怪”式相当, 翼载甚至高于以“人操火箭”著称的F-104,这决定了F-35的持续机动性不足。高敏捷性对于先敌发射很重要,但高敏捷性和低机动性的组合有一个大问 题:高度依赖导弹的一击毙命。否则的话,用高敏捷机动抢先发射后,自身能量损失较大,导弹要是没有把敌机击落,接下来的空战就很被动。


这是真的吗?晨枫的文章一向好看,有料耐读,可F35真的是用燃油来当冷却剂的吗?晨枫一向不太看好F35,希望有人能告诉我他是否正确。
@韩五记  

刚看晨枫大大的文章:加拿大重新考虑购买F-35问题
http://zhouf601117.blog.163.com/ ... 510662013242754924/
里面有一段
F-35的翼载高,推重比低,即使敏捷性好。F-35的机内载油量大,即使机内载油量减半也超过F-16的满载机内燃油量,所以有人喜欢用F-35的半油 推重比略高于F-16的满油推重比来证明F-35机动性的优秀。且不说F-35的空重大大超过F-16,用半油对F-16的满油并不合理,F-35在试飞 中海暴露出一个尴尬的问题:F-35的主动电扫雷达和全电操控极大地增加了F-35的散热负荷,散热要求5倍于F-16,但隐身要求决定了F-35不能增 多、增大冷却进气开孔,只能间接地把机内燃油作为冷却水用。问题是正常的燃油消耗不足以吸收全部散热负荷,机内剩余燃油温度在飞行过程中逐步升高,还随着 剩余燃油量的下降而加速升高。所以F-35的最低机内燃油量不是受到返航要求的限制,而是受到散热容量的限制,否则雷达、航电由于过热而死机了,战斗机也 就废了。美国空军正在投入数以亿计的资金,研发动态预估模型,实时预测剩余散热容量,在必要的时候发出警告,建议飞行员升高飞行高度,用高空较冷的空气改 善散热。最终解决办法是三涵道涡扇发动机,用额外的涵道解决散热问题,但这很遥远了。在这样的情况下,半油推重比更加没有意义。F-35A是可以达到9g 的,这说明F-35对于敏捷性有很高的要求,可以在短时间里迅速改变机头指向。但F-35家族中最“轻捷”的F-35A的推重比和F-4“鬼怪”式相当, 翼载甚至高于以“人操火箭”著称的F-104,这决定了F-35的持续机动性不足。高敏捷性对于先敌发射很重要,但高敏捷性和低机动性的组合有一个大问 题:高度依赖导弹的一击毙命。否则的话,用高敏捷机动抢先发射后,自身能量损失较大,导弹要是没有把敌机击落,接下来的空战就很被动。


这是真的吗?晨枫的文章一向好看,有料耐读,可F35真的是用燃油来当冷却剂的吗?晨枫一向不太看好F35,希望有人能告诉我他是否正确。
@韩五记  
F-22也是燃油冷却的
但是这设计是不是有问题,我觉得晨枫是在加油添醋的。
不会这样吧


燃油热沉不是什么新技术,F-22就开始这么设计了,F-35上当然也用了这项技术。

“隐身要求决定了F-35不能增 多、增大冷却进气开孔” F-35上有三个冲压空气进气口……而且还从发动机引气进行冷却;散热排气口就更多了,机腹上那些三角形或者菱形的窗口都是散热用的。

要知道F-35B在仅剩不到一吨燃油的条件下,能够满足垂直降落模式下升力风扇离合器、航电系统、发动机等全部系统的散热,还能完成一次安全的复飞并重新降落。摩擦片式离合器启动时的发热是很大的,尤其F-35传动轴还有这么大的转速。

另外从工程上讲,燃油受散热的制约也是不太明智的。三吨燃油的冷却效率,不一定比得上几百千克的液氮,工程师不会笨到让一架飞机凭空多出来2吨多的死重。

燃油热沉不是什么新技术,F-22就开始这么设计了,F-35上当然也用了这项技术。

“隐身要求决定了F-35不能增 多、增大冷却进气开孔” F-35上有三个冲压空气进气口……而且还从发动机引气进行冷却;散热排气口就更多了,机腹上那些三角形或者菱形的窗口都是散热用的。

要知道F-35B在仅剩不到一吨燃油的条件下,能够满足垂直降落模式下升力风扇离合器、航电系统、发动机等全部系统的散热,还能完成一次安全的复飞并重新降落。摩擦片式离合器启动时的发热是很大的,尤其F-35传动轴还有这么大的转速。

另外从工程上讲,燃油受散热的制约也是不太明智的。三吨燃油的冷却效率,不一定比得上几百千克的液氮,工程师不会笨到让一架飞机凭空多出来2吨多的死重。
韩五记 发表于 2013-3-5 13:56
燃油热沉不是什么新技术,F-22就开始这么设计了,F-35上当然也用了这项技术。

“隐身要求决定了F-35不能 ...
哦,原来如此。
晨枫的文章一向不看好F35,我小白,只能请教您了。
另外歼20的冷却也是用的燃油吗?这有靠谱的说法吗?
2013-3-5 14:14 上传



上面是飞行速度和冲压空气进气温度的关系,可以看到,当速度大于M2.0的时候,进气温度就达到了100摄氏度以上,所以,此时再用冲压空气作为冷却源是不明智的。实际上,F-22采用燃油热沉设计,主要就是为了应对超巡时的散热问题。对于F-35这样没有超巡能力的战斗机,其典型巡航速度下冲压空气的温度是很低的,散热效果很好,热问题反倒不是很紧迫。

J-20据信将拥有超巡能力,所以也很有可能会采用燃油热沉设计。
只要不超音速飞行,飞机机体一般在零度左右把,用机体燃油冷却还是不错的
况且6、7吨燃油,哪怕是1-2吨,要加热到危险温度也不是简单的事情
27的液压系统,发动机滑油系统,环控系统和雷达液冷系统都是用机内燃油冷却的。这不是什么稀奇的事情。
“不锈钢”飞机,就已经用燃油做冷却液了,很奇怪的事么?
没有看到过,不过估计应该也会有这个设计,国内这方面的论文还是不少的。

而且,还有这么一个原因:

那么请教一下,燃油越来越热怎么办,总还是要散出去的呀
aviation week介绍过这个问题
总某种程度来看,肥电隐身设计水平最高的体现之一就在此处,它并不是简单的散热,使用燃油系统作为热容来工作的,这是为了红外隐身服务的啊

Goodwu 发表于 2013-3-5 14:45
那么请教一下,燃油越来越热怎么办,总还是要散出去的呀


张兴娟,张作琦,高 峰  北京航空航天大学  航空科学与工程学院 《先进战斗机超声速巡航过程中的燃油温度变化特性分析》 航空动力学报 2010年2月



巡航时间是50分钟,可以看到,哪怕是在M2.0的速度下,燃油温度也只从20摄氏度上升到了28摄氏度。



考虑到燃油回流,最高温度也只有36.8摄氏度。

Goodwu 发表于 2013-3-5 14:45
那么请教一下,燃油越来越热怎么办,总还是要散出去的呀


张兴娟,张作琦,高 峰  北京航空航天大学  航空科学与工程学院 《先进战斗机超声速巡航过程中的燃油温度变化特性分析》 航空动力学报 2010年2月

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2013-3-5 14:59 上传



巡航时间是50分钟,可以看到,哪怕是在M2.0的速度下,燃油温度也只从20摄氏度上升到了28摄氏度。

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2013-3-5 15:06 上传



考虑到燃油回流,最高温度也只有36.8摄氏度。
认真学习了
晨枫不看论文就敢随便发技术类文章?
韩五记 发表于 2013-3-5 13:56
燃油热沉不是什么新技术,F-22就开始这么设计了,F-35上当然也用了这项技术。

“隐身要求决定了F-35不能 ...
“超级大黄蜂”已采用燃油作为热沉,四代机在这方面的特点可能是全机一体化设计的热管理。
有一点与大侠商榷,F-35B飞机在680kg燃油情况下,可以满足垂直降落模式下升力风扇离合器、航电系统和发动机等全部系统的散热,并能保证一次复飞和安全降落,这个资料的来源是?
而且这种情况,并未指明外界大气、持续时间等条件,与杭电系统和武器系统全面运转的作战状态也有较大区别,恐怕不能用来作为F-35在作战状态下也只需要极少燃油即可满足散热需要的充分证据:handshake
韩国不是前一阵子说要研发一种液氢做冷却剂,温度升高后就当燃料烧掉的发动机么,或许受此启发?
韩五记 发表于 2013-3-5 15:05
张兴娟,张作琦,高 峰  北京航空航天大学  航空科学与工程学院 《先进战斗机超声速巡航过程中的燃油温度 ...
韩大侠,刚才拜读了您指出的这篇论文。
我认为您所贴的图片都完全没有考虑作战时航电系统和机电系统的发热,仅仅考虑了飞行马赫数的影响或回流的影响(其中回流本应结合某种情况迭加进行考虑,但此论文竟未指明)。
您怎么看?
晨枫在胡说八道
mopyfish 发表于 2013-3-5 18:55
晨枫在胡说八道
那家伙在舰船知识上写了F-35了13条罪状
其实f35a和f35b能够满足md空军和海军陆战队的需要
但是木有f22的盟友和木有隐形猫的md海军需要的是小弹仓的空优设计的f35

得分后卫 发表于 2013-3-5 19:07
那家伙在舰船知识上写了F-35了13条罪状
你是说这一篇吗http://www.afwing.com/intro/f35/f35_in_mud/f35_in_mud-1.htm
你是说这一篇吗http://www.afwing.com/intro/f35/f35_in_mud/f35_in_mud-1.htm
我只记得舰船知识用了篇长文讲歼轰七A用AL31,我就对舰船知识讲航空方面的事报怀疑态度

策行天下 发表于 2013-3-5 18:55
韩大侠,刚才拜读了您指出的这篇论文。
我认为您所贴的图片都完全没有考虑作战时航电系统和机电系统的发 ...


随便说的,不一定对,主动雷达都是由成百上千个模块构成,主动雷达最大的好处之一是有些模块失效时不影响工作,同理,我也可主动开部分模块工作来降低散热,虽然性能降低但雷达能够运行,并且现在四代机一般采用热成像仪来为雷达备份,现在己发展到非致冷热成像系统,即使不开雷达也不会完全失去战力,而电子系统散热大副降低
策行天下 发表于 2013-3-5 18:55
韩大侠,刚才拜读了您指出的这篇论文。
我认为您所贴的图片都完全没有考虑作战时航电系统和机电系统的发 ...


随便说的,不一定对,主动雷达都是由成百上千个模块构成,主动雷达最大的好处之一是有些模块失效时不影响工作,同理,我也可主动开部分模块工作来降低散热,虽然性能降低但雷达能够运行,并且现在四代机一般采用热成像仪来为雷达备份,现在己发展到非致冷热成像系统,即使不开雷达也不会完全失去战力,而电子系统散热大副降低
还真是个系统工程。不过不认为设计人员在已经想到问题所在,却没有相对应解决办法情况下让肥电飞这么久
意思是35将来不一定被打死,可能自己被热死了
黑鸟522 发表于 2013-3-5 19:14
你是说这一篇吗http://www.afwing.com/intro/f35/f35_in_mud/f35_in_mud-1.htm
舰船知识2012年6期的

策行天下 发表于 2013-3-5 18:30
“超级大黄蜂”已采用燃油作为热沉,四代机在这方面的特点可能是全机一体化设计的热管理。
有一点与大侠 ...


你说得对,这一条内容并不是严谨的证明,只能大概说明散热系统的工作状态。那个燃油量也只是根据《关键性能参数》里的“垂直着舰带回重量”作的一个推测,并不精确,只是说大致在这个量级内,不会达到2、3吨燃油这样的范围而已。如果这个数字误导了各位,我可以把它编辑掉。

另外,我个人觉得,航电系统的散热需求可能没有想象中的那么大:



“与杭电系统和武器系统全面运转的作战状态也有较大区别” 是没错,但是垂直降落的时候动力系统是以最大功率运作的(除了没开加力),矢量喷管等部件的更高的散热需求,也是正常作战条件下所没有的。这个问题还缺乏足够的数字或资料,目前只能这样推测,不够严谨还请见谅。

关于那篇文论,我个人的理解是,航电系统的发热已经考虑在回流内了:



航电系统的发热,是会通过“液冷工质热交换器”这一接口,反映在燃油回路中的,回流燃油中当然包含了航电系统的发热。只不过这篇文章确实没有详细说明回流燃油数据的来源及条件,只能理解为是工程上的经验,或某一个项目中的结论值吧。


策行天下 发表于 2013-3-5 18:30
“超级大黄蜂”已采用燃油作为热沉,四代机在这方面的特点可能是全机一体化设计的热管理。
有一点与大侠 ...


你说得对,这一条内容并不是严谨的证明,只能大概说明散热系统的工作状态。那个燃油量也只是根据《关键性能参数》里的“垂直着舰带回重量”作的一个推测,并不精确,只是说大致在这个量级内,不会达到2、3吨燃油这样的范围而已。如果这个数字误导了各位,我可以把它编辑掉。

另外,我个人觉得,航电系统的散热需求可能没有想象中的那么大:

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2013-3-5 19:34 上传



“与杭电系统和武器系统全面运转的作战状态也有较大区别” 是没错,但是垂直降落的时候动力系统是以最大功率运作的(除了没开加力),矢量喷管等部件的更高的散热需求,也是正常作战条件下所没有的。这个问题还缺乏足够的数字或资料,目前只能这样推测,不够严谨还请见谅。

关于那篇文论,我个人的理解是,航电系统的发热已经考虑在回流内了:

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2013-3-5 19:47 上传



航电系统的发热,是会通过“液冷工质热交换器”这一接口,反映在燃油回路中的,回流燃油中当然包含了航电系统的发热。只不过这篇文章确实没有详细说明回流燃油数据的来源及条件,只能理解为是工程上的经验,或某一个项目中的结论值吧。



还有芯片不存在问题,我国军标芯片都可以在不加风扇的情况下在85度到125度长期工作,不要拿电脑城的PC机芯片来想当然

http://lt.cjdby.net/thread-1347668-1-1.html

还有芯片不存在问题,我国军标芯片都可以在不加风扇的情况下在85度到125度长期工作,不要拿电脑城的PC机芯片来想当然

http://lt.cjdby.net/thread-1347668-1-1.html
SU30-MK2 发表于 2013-3-5 18:39
韩国不是前一阵子说要研发一种液氢做冷却剂,温度升高后就当燃料烧掉的发动机么,或许受此启发?
火箭发动机都是用燃料冷却喷管的,或者韩国是说研制新火箭的事?
2013-3-5 20:07 上传

其实有个方法,用来降温的燃油可以马上送到发动机烧掉,烧不完的再回到油箱里去,这样的话就不会太热了。同时像F22这样的战斗机即使进入战区也不会始终开着雷达,而是先用电子战设备被动的发现敌方。
看各位讨论
就是说油很少的时候不能飞高速,不能开高功耗的电子设备?这似乎不是多大问题啊,如果油很少了,拼着坠机继续用高油耗飞高速或者不返航继续作战,这种情况很少吧,可以省下很多冷却液的重量和空间,还是合算的
不知道第70架什么时候出来?
啥时候汽车也这样?
dw10022 发表于 2013-3-5 21:40
啥时候汽车也这样?
有这个必要么?
hswz. 发表于 2013-3-5 19:34
随便说的,不一定对,主动雷达都是由成百上千个模块构成,主动雷达最大的好处之一是有些模块失效时不影 ...
大侠,我一直对您掌握的论文文献的丰富程度一直非常钦佩。事实上,掌握这些文献是开源科技情报分析的重要途径之一:handshake
对您说的这一点,谈一点看法:有源相控阵雷达虽然可以一些T/R模块失效而仍然能工作,只是性能会有降级。但是这个失效并不是人为控制的。T/R模块虽然独立,但并不是每个T/R模块组的发射单元都形成独立的波束,这种雷达的波束是合成的。更重要的是,T/R模块通电与否并不能独立控制,也就是说,战斗机不存在某种控制功能,能控制天线上的某些特定T/R模块通电或者断电:handshake
韩五记 发表于 2013-3-5 20:08
补一张图,航电系统的发热,会通过“液冷工质热交换器”这一接口,反映在燃油循环中:
感谢韩大侠回复。但依然不赞同您的意见。现将我对这些论文的意见提炼归纳如下:
(1)您提供的这个框图,是燃油热沉管理系统的组成和流动框图,所以您用红框标出的部分,是必然有的;而既然用燃油做热沉,航电系统等的发热,至少有相当一部分最终是需要通过燃油冷却的;

(2)我认为袁修干先生的那篇文章,恰恰说明了四代机的热负荷之高。因为F-16系列飞机多半的系统热容量不超过15kW:handshake

(3)上面那篇论文,关于回流的图,并未考虑航电系统热容量。论证如下:
=====>巡航速度那个图,是排除其他因素,仅考虑巡航速度影响的结果,这一点相信大侠您赞同;
=====>此后的图,在考虑回流之前,都是针对单一因素考虑;
=====>回流的图,您只要仔细观察,就会发现其第一条曲线(无回流的)与巡航速度马赫数1.6的,几乎完全相同。重要的是,在第50min时,燃油温度完全相同。这就足以证明:该图不可能是在考虑全部因素情况下的图;既然超声速巡航的图没有考虑航电、以及机电作动器在机动飞行和高速飞行配平过程中动作需要的高功率,那么这个第一条曲线与超声速巡航图一样的燃油回流条件下的温度-飞行时间图怎么可能考虑?
=====>如果真的是工程经验,则理应在论文中明确指出,特别是需要指出这是针对机内多大发热量的,但该论文全文都没有提及这一点。而在国内,还说不上有这种系统真正的工程经验,如果是工程估算报告,则只可能在与厂所合作或者厂所的科技报告中看到,这个高校论文是没有的。

一点浅见,供您参考。
大侠,我一直对您掌握的论文文献的丰富程度一直非常钦佩。事实上,掌握这些文献是开源科技情报分析的重要 ...
随便说说,不一定对,主动雷达组件应该可以调节输出功率大小吧,功率越小,散热越低,我找的一篇文献可调节功率一百倍以内变化

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输出功率可调的P波段固态发射机设计
张毅;张勇
        介绍了一种应用于P波段,具有输出增益可调的固态发射机。它是建立在其他输出功率可调发射机的基础上,运用了输入功率相位可调,输出功率矢量合成的原理。文中首先分析了其技术指标、系统组成和工作原理。发射机可工作于最大脉宽300μs,最大占空比15%。在无相位差的条件下,可获得4.5kW的峰值功率。通过调节前级放大器中的移相器的相位,输出端可获得20dB的动态增益范围。实际测试数据与理论数据基本一致。...
[关键词]:功率调制;数字移相器;魔T;功放模块;输出功率;固态发射机;末级组件;输入功率;相位差;增益可调
[文献类型]:期刊
记着燃油冷却一直用在超燃冲压发动机上。。。。