【求教】二战飞机引擎"机械增压"和"废气涡轮增压 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 02:42:58



二战飞机引擎有两种增压技术,机械增压和废气涡轮增压,这两种技术有何异同?分别什么原理?
对机体结构要求如何?
对机鼻武器影响如何?
成本、重量和复杂程度孰高孰低?
求达人解惑。


二战飞机引擎有两种增压技术,机械增压和废气涡轮增压,这两种技术有何异同?分别什么原理?
对机体结构要求如何?
对机鼻武器影响如何?
成本、重量和复杂程度孰高孰低?
求达人解惑。
和车用的原理是一样的……请自行百度
技术上的异同参见老款和新款陆虎揽胜运动版,其它区别等大神解答。
对机体结构要求如何?
基本没区别,都是加在发动机上的东西,也没多大
对机鼻武器影响如何?
同上
成本、重量和复杂程度孰高孰低?
基本没区别,增压的转速区间不太一样而已,看需求
机械增压相对容易,增压比可调范围大,而且不用消耗贵金属,但是需要耗费发动机规律,到了某个高度上会出现增压所带来的好处和增压消耗的功率持平,再往高走就不如不开增压。
涡轮增压最大的好处是不消耗发动机本身的规律,但需要消耗贵金属,增压比可调范围也小。
总的来说,对于二战飞机,两种技术路线并没有绝对的优劣之分,P51走的是机械增压路线,P47走的是涡轮增压路线,都是好飞机。
对机体结构要求如何?
基本没区别,都是加在发动机上的东西,也没多大
对机鼻武器影响如何?

苏联拉9战斗机在机鼻上并列4门机炮,会影响增压器布置么?
同理,很多液冷引擎战斗机在桨毂正中装机炮,会影响增压器布置么?
机械增压相对容易,增压比可调范围大,而且不用消耗贵金属,但是需要耗费发动机规律,到了某个高度上会出现 ...
美式气冷引擎战机的涡轮增压系统占到机体空间和重量相当大比例,这是不是涡轮增压的天疾?
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 01:51
苏联拉9战斗机在机鼻上并列4门机炮,会影响增压器布置么?
同理,很多液冷引擎战斗机在桨毂正中装机炮, ...
会,就是把各种管线换个地方走,或者加长点就行了,不是很麻烦的事情
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 01:55
美式气冷引擎战机的涡轮增压系统占到机体空间和重量相当大比例,这是不是涡轮增压的天疾?
星型发动机的增压系统本来就比直列或者V型复杂,换成机械增压也一样

呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 13:51
苏联拉9战斗机在机鼻上并列4门机炮,会影响增压器布置么?
同理,很多液冷引擎战斗机在桨毂正中装机炮, ...


会影响布置,当然要是不介意加长机头改变重心的话,自然可以水多加面面多加水的弄上去。


英国佬的战斗机为啥看不到轴炮,因为梅林/格里芬等为了增压器的紧凑和高效率直接整合在发动机的后面还占掉了上面空间,自然很难有地方布置轴炮。 (而且防火墙后面还有油箱,更没空间了)

1.jpg

另,顺带说为啥连机身布置的同步枪炮也没有:一个是因为机身布置很紧凑,油箱都不够放。 最主要的还是因为不管是.303的布朗宁还是西斯帕诺,都是开膛待击,天生就没办法同步。 所以全是翼炮
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 13:51
苏联拉9战斗机在机鼻上并列4门机炮,会影响增压器布置么?
同理,很多液冷引擎战斗机在桨毂正中装机炮, ...


会影响布置,当然要是不介意加长机头改变重心的话,自然可以水多加面面多加水的弄上去。


英国佬的战斗机为啥看不到轴炮,因为梅林/格里芬等为了增压器的紧凑和高效率直接整合在发动机的后面还占掉了上面空间,自然很难有地方布置轴炮。 (而且防火墙后面还有油箱,更没空间了)

1.jpg

另,顺带说为啥连机身布置的同步枪炮也没有:一个是因为机身布置很紧凑,油箱都不够放。 最主要的还是因为不管是.303的布朗宁还是西斯帕诺,都是开膛待击,天生就没办法同步。 所以全是翼炮

baldo 发表于 2013-8-20 14:43
会影响布置,当然要是不介意加长机头改变重心的话,自然可以水多加面面多加水的弄上去。


那德国人和苏联人怎么做到机鼻武器和增压器互不干扰的?难道是因为机械式增压器体积相对较小?

尤其是拉9这个怪物,很难想象苏联人是怎么把四门机炮和增压器都塞进去的。


baldo 发表于 2013-8-20 14:43
会影响布置,当然要是不介意加长机头改变重心的话,自然可以水多加面面多加水的弄上去。


那德国人和苏联人怎么做到机鼻武器和增压器互不干扰的?难道是因为机械式增压器体积相对较小?

尤其是拉9这个怪物,很难想象苏联人是怎么把四门机炮和增压器都塞进去的。


呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 14:47
那德国人和苏联人怎么做到机鼻武器和增压器互不干扰的?难道是因为机械式增压器体积相对较小?

尤其是 ...


本来发动机就大,英国佬的梅林才27升的排气量,德国佬的三十几升,苏联的那个法国血统发动机超过了四十升。  所以发动机舱就更大,增压器可以布置在后方下方,上方和前侧方多出来的空间不用白不用,就塞上枪炮呗。  

另,DB601的增压器和梅林的差不多大,都是大约260mm直径,只是布置方式不同
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 14:47
那德国人和苏联人怎么做到机鼻武器和增压器互不干扰的?难道是因为机械式增压器体积相对较小?

尤其是 ...


本来发动机就大,英国佬的梅林才27升的排气量,德国佬的三十几升,苏联的那个法国血统发动机超过了四十升。  所以发动机舱就更大,增压器可以布置在后方下方,上方和前侧方多出来的空间不用白不用,就塞上枪炮呗。  

另,DB601的增压器和梅林的差不多大,都是大约260mm直径,只是布置方式不同
baldo 发表于 2013-8-20 14:57
本来发动机就大,英国佬的梅林才27升的排气量,德国佬的三十几升快四十升,苏联的那个法国血统发动机超过 ...

TA-152的中轴机炮也是类似的办法?
baldo 发表于 2013-8-20 14:57
本来发动机就大,英国佬的梅林才27升的排气量,德国佬的三十几升快四十升,苏联的那个法国血统发动机超过 ...
另,是不是只有P-47才在后机身另加一套涡轮增压系统?



也真佩服美国人能容忍这么高的重量代价。
简单的说就是
机械增压就是 利用发动机主轴带动压气机叶片 增加发动机进气量而增加发动机功率的设备
废气涡轮增压就是咯用发动机排出的废气带动压气机叶片 增加发动机进气量而增加发动机功率的设备
getphoto 发表于 2013-8-20 15:06
简单的说就是
机械增压就是 利用发动机主轴带动压气机叶片 增加发动机进气量而增加发动机功率的设备
废气 ...
哪一种重量更轻?结构更简单?成本更低?
两种增压器都是通过增压涡轮对进入发动机的空气预先压缩增压,让发动机能在更高的高度上保持功率。

机械增压动力直接来自发动机的动力输出,优势是技术门槛低,结构紧凑,适用各种机型。劣势是浪费功率,随着高度增加,增压器将分流更多输出功率,直到入不敷出。

废气涡轮增压是用发动机废气的热功驱动涡轮,总能量利用率高,高空效果好,劣势是体积大,技术难度高。轴心国基本没搞定涡轮增压。同盟国除了P-38和P-47两款重量级美机之外,也少有战斗机采用。

个人认为,废气涡轮应该是发展趋势,如果喷气时代没有来临。
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 15:09
哪一种重量更轻?结构更简单?成本更低?
机械的结构简单 比废气涡轮的少一套叶片 结构简单 成本更低! 但是机械增压需要消耗部分发动机功率来带动压气机叶片 但对发动机功率是有损耗的!

废气涡轮的 结构比机械的复杂但是 不损耗发动机功率

现在一般都混合起来用吧
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 14:59
TA-152的中轴机炮也是类似的办法?
这个不知道,Jumo 213e是个倒V的发动机,偶不知道怎么把mk108塞上去的,我猜应该是塞在下面吧,炮管过螺旋桨中轴,而螺旋桨的轴本身是通过齿轮连到发动机的输出轴的?
半天没人直间回答的。

增压:用一个小涡轮压气机接在进气口上, 使得进入活塞的不再是大气压的, 而是压缩的。 这样进气多, 烧油多, 功率也大。

可是小涡轮需要功率带动, 而且不小的功率。 如何带动呢?
机械增压:用发动机本身的转动来带动涡轮。 在汽车上, 典型的是用个皮带轮, 或齿轮也有可能。 缺点是带动要消费发动机本身的功率。 
废气增压:用发动机的排气转动另外一个涡轮。 这个涡轮直接驱动上述进气压气的涡轮。 优点是不需要用发动机的功率, 缺点是这个涡轮非常热, 而且在发动机加速时, 转速不够, 废气不大, 有延迟。
电动:业余选手脑残版:加个电动机连电池上, 问题是没有电机达到这么大功率的。 发动机进气多一点, 油门大一点, 就跟不上了。
getphoto 发表于 2013-8-20 15:16
机械的结构简单 比废气涡轮的少一套叶片 结构简单 成本更低! 但是机械增压需要消耗部分发动机功率来带动 ...
好像不怎么混合用,很少听说机械涡轮混合增压的,要么纯机械,要么纯涡轮
现在汽车上也在用
涡轮增压高空性能好,所以美国轰炸机上大量采用

baldo 发表于 2013-8-20 15:29
好像不怎么混合用,很少听说机械涡轮混合增压的,要么纯机械,要么纯涡轮


嗯 车上有混用的!

比如大众的TSI  技术

TSI是Turbo-charging(涡轮增压)、Super-charging(机械增压)和Injection(燃油直喷)3个关键特色的首字母减写
baldo 发表于 2013-8-20 15:29
好像不怎么混合用,很少听说机械涡轮混合增压的,要么纯机械,要么纯涡轮


嗯 车上有混用的!

比如大众的TSI  技术

TSI是Turbo-charging(涡轮增压)、Super-charging(机械增压)和Injection(燃油直喷)3个关键特色的首字母减写
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 15:03
另,是不是只有P-47才在后机身另加一套涡轮增压系统?
量产战斗机里估计也就还有P-38这么干了,还是两套
baldo 发表于 2013-8-20 15:37
量产战斗机里估计也就还有P-38这么干了,还是两套

请教:F4U和F6F也是涡轮增压么?也需要在后机身加一套增压设备?这两种战机用的也是R2800引擎,也是重的离谱。

getphoto 发表于 2013-8-20 15:32
嗯 车上有混用的!

比如大众的TSI  技术
缩写含义不是Turbo-charging(涡轮增压)、Super-charging(机械增压)和Injection(燃油直喷)

不过T = Twin charger。  确实是机械涡轮混合增压,长见识了,谢谢。

In addition to a turbocharger, the “Twincharger” is fitted with a mechanical supercharger to ensure even torque generation


http://en.volkswagen.com/content ... e_par_0052_file.pdf
机械增压反应快没延迟,但使用高度有限制;废气涡轮增压有延迟,但适应高空低压环境;复合增压取长补短,但结构复杂,维修困难,用于驱动车辆;此外还有高压补燃的涡轮增压,更强劲但也更耗油,比如法国勒克莱尔的的普瓦约V8X;

baldo 发表于 2013-8-20 15:45
缩写含义不是Turbo-charging(涡轮增压)、Super-charging(机械增压)和Injection(燃油直喷)

不过T = Twi ...


。。。。。。。。。太专业了!我知道大众的车现在搞的是混合增压  我也就简单的百度娘一下了tsi 你直接找了 官方文档!

baldo 发表于 2013-8-20 15:45
缩写含义不是Turbo-charging(涡轮增压)、Super-charging(机械增压)和Injection(燃油直喷)

不过T = Twi ...


。。。。。。。。。太专业了!我知道大众的车现在搞的是混合增压  我也就简单的百度娘一下了tsi 你直接找了 官方文档!

呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 15:43
请教:F4U和F6F也是涡轮增压么?也需要在后机身加一套增压设备?这两种战机用的也是R2800引擎,也是重 ...


不是,
米国二战废气涡轮增压的量产机
P-38
P-47
B-17
B-24
B-29
没了。 别的都是机械增压。



哦,P-61似乎有一型是涡轮增压的,P-61C



最后提一点,所有上面列涡轮增压机型,都是机械涡轮混合增压的(P-47的R2800有没有?不确定),也就是说,除了GE的涡轮增压器外,他们都还带着本身原型的机械增压器(一级2速?)
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 15:43
请教:F4U和F6F也是涡轮增压么?也需要在后机身加一套增压设备?这两种战机用的也是R2800引擎,也是重 ...


不是,
米国二战废气涡轮增压的量产机
P-38
P-47
B-17
B-24
B-29
没了。 别的都是机械增压。



哦,P-61似乎有一型是涡轮增压的,P-61C



最后提一点,所有上面列涡轮增压机型,都是机械涡轮混合增压的(P-47的R2800有没有?不确定),也就是说,除了GE的涡轮增压器外,他们都还带着本身原型的机械增压器(一级2速?)
baldo 发表于 2013-8-20 15:45
缩写含义不是Turbo-charging(涡轮增压)、Super-charging(机械增压)和Injection(燃油直喷)

不过T = Twi ...
嗯 混合增压主要是 解决 发动机低转速下 废弃涡轮 增压效果不好的问题!当然对汽车来所 发动机2000转以下废气涡轮没有效率所以也是不启动的的 所以发动机低转速状态下启用的是机械增压
getphoto 发表于 2013-8-20 15:51
。。。。。。。。。太专业了!我知道大众的车现在搞的是混合增压  我也就简单的百度娘一下了tsi 你直接 ...
你不说我都不知道这个呢。   神车厂喜欢冒险追新果然如此
baldo 发表于 2013-8-20 15:56
你不说我都不知道这个呢。   神车厂喜欢冒险追新果然如此
神车厂可是技术帝!俺崇拜它好多年了!虽然最后还是没买神车
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 13:55
美式气冷引擎战机的涡轮增压系统占到机体空间和重量相当大比例,这是不是涡轮增压的天疾?
不一定,P38的涡轮增压发动机就不大,但后果是增压效果也差一些。
不是,
米国二战废气涡轮增压的量产机
P-38

请教:美系战机有三款采用R2800引擎,F6F、F4U、P一47,都不用任何机鼻武器,莫非是这种引擎的结构所不容?
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 16:35
请教:美系战机有三款采用R2800引擎,F6F、F4U、P一47,都不用任何机鼻武器,莫非是这种引擎的结构所不容 ...
偶个人以为纯粹是取舍和习惯问题:  
1。英美习惯翼炮(机翼机枪组虽然有交汇点的问题,但是适当的散步似乎对于新手没什么坏处)
2。大直径气冷发动机本来机头就大,再增加炮位不是不可以,只是可能让引擎罩更大,或者会有突出的整流罩,会增加阻力,可能觉得轴炮没什么特别的优势,不值得付出这个代价。
3。M2机枪本来射速就不是特别高,同步之后射速只有450发/分左右,装3挺都不如机翼的2挺投射密度大,这点重量代价似乎不值得。 (早期的美军例如F-2A,P-36,P-40什么的都有同步机枪,不过考虑到当时的M2射速只有600发/分,同步后的射速降低比例还不算大,也许值得付出)
枪管短后座 发表于 2013-8-20 15:32
涡轮增压高空性能好,所以美国轰炸机上大量采用

嗯,以美国人用的R2800来说,涡轮增压型号和机械增压型号的性能区别在于涡轮增压型号在25000英尺以上高度有绝对优势,此时在2700转下依然可以达到2000马力。 而二级二速机械增压的同型号(起飞功率完全一样),在同样转速下,22500英尺1650马力,15500英尺1800马力。  

欧洲战场,B-17通常在25000-27000英尺巡航,B-24在21000-24000英尺。  正是发挥涡轮增压性能的地方。


hight.jpg

getphoto 发表于 2013-8-20 15:51
。。。。。。。。。太专业了!我知道大众的车现在搞的是混合增压  我也就简单的百度娘一下了tsi 你直接 ...


大众只是在欧洲的车子上用了这个技术,国内的1.4T、1.8T、2.0T都是简单的用了涡轮增压,原因嘛,当然推到国内油品的质量上去了。

现在他们自己也不玩复合增压了,新一代的1.2T、1.4T发动机回到了涡轮增压的路线上。
getphoto 发表于 2013-8-20 15:51
。。。。。。。。。太专业了!我知道大众的车现在搞的是混合增压  我也就简单的百度娘一下了tsi 你直接 ...


大众只是在欧洲的车子上用了这个技术,国内的1.4T、1.8T、2.0T都是简单的用了涡轮增压,原因嘛,当然推到国内油品的质量上去了。

现在他们自己也不玩复合增压了,新一代的1.2T、1.4T发动机回到了涡轮增压的路线上。
洪斌 发表于 2013-8-20 17:46
大众只是在欧洲的车子上用了这个技术,国内的1.4T、1.8T、2.0T都是简单的用了涡轮增压,原因嘛,当然推 ...
这就是德国佬的一贯毛病,简单问题复杂化,用更复杂解决复杂带来的问题,结果是更大的麻烦。
呀咩嗲……哦吔 发表于 2013-8-20 15:43
请教:F4U和F6F也是涡轮增压么?也需要在后机身加一套增压设备?这两种战机用的也是R2800引擎,也是重 ...
F4U好像试验过一个涡轮增压的版本。不过海军机在太平洋战场没有那么多高空要求,估计是没用涡轮增压的原因

FG-3: Turbosupercharger version converted from FG-1D.