关于喷气发动机效率一个问题

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 00:57:57
刚才看了下11B为什么要那么大内油的帖子,印象很深刻的是11B在体型比15大,载油与15相当的情况下,航程却远远小于15。后面的讨论中有朋友认为11B要大内油跟飞机发动机效率有关系,我对此也有相同意见。如果不是发动机太耗油,为什么比人家个大油多的情况下反倒比别人同级的飞机腿短?

引用数据对比一下更直观(数字来源于J11B为什么要这么大内油那个贴):11B VS F15
机内载油量
9400千克最大燃油重量    
6103千克(机内) 9818千克(外挂,2个保形油箱和3个副油箱)

转场航程:
在带副油箱飞行、用完投掉的情况下,航程可达4390千米,如只进行一次空中加油,可飞行5200千米     
5745千米(带保形油箱) 4631千米(不带保形油箱)

由上述数据可见,在F15带齐副油箱与11B油量差距不大的情况下,航程却超过11B进行一次空中加油545千米!F15不带副油箱的情况下航程比11B的航程还要大上241千米!

这种差别是什么原因造成的?

我觉得除了本身27就比15重上3吨,重量上先天劣势以外,剩下的就两个原因:一个是气动差距,一个是发动机效率差距。气动很难比较,以前的比较帖中也没分出个高下,就算他们相同吧,那么只能是发动机效率的差距了。

下面是引用的百度百科关于涡扇发动机的一些文字:

涡桨发动机的推力有限,同时影响飞机提高飞行速度。因此必需提高喷气发动机的效率。发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比,就可以提高热效率。因为高温、高密度的气体包含的能量要大。但是,在飞行速度不变的条件下,提高涡轮前温度,自然会使排气速度加大。而流速快的气体在排出时动能损失大。因此,片面的加大热功率,即加大涡轮前温度,会导致推进效率的下降。要全面提高发动机效率,必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。

涡轮风扇发动机的妙处,就在于既提高涡轮前温度,又不增加排气速度。涡扇发动机的结构,实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮,这些涡轮带动一定数量的风扇。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样,送进压气机(术语称“内涵道”),另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。因此,涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时,为提高热效率而提高涡轮前温度,可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径,使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道,从而避免大幅增加排气速度。这样,热效率和推进效率取得了平衡,发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低,飞机航程变得更远。

在此诚恳请教:什么是推进效率?为什么热效率与推进效率不等同?美俄主力战斗机的发动机热效率是多少?也许这个能解释为什么27比15个头大,载油多却比15腿短吧。刚才看了下11B为什么要那么大内油的帖子,印象很深刻的是11B在体型比15大,载油与15相当的情况下,航程却远远小于15。后面的讨论中有朋友认为11B要大内油跟飞机发动机效率有关系,我对此也有相同意见。如果不是发动机太耗油,为什么比人家个大油多的情况下反倒比别人同级的飞机腿短?

引用数据对比一下更直观(数字来源于J11B为什么要这么大内油那个贴):11B VS F15
机内载油量
9400千克最大燃油重量    
6103千克(机内) 9818千克(外挂,2个保形油箱和3个副油箱)

转场航程:
在带副油箱飞行、用完投掉的情况下,航程可达4390千米,如只进行一次空中加油,可飞行5200千米     
5745千米(带保形油箱) 4631千米(不带保形油箱)

由上述数据可见,在F15带齐副油箱与11B油量差距不大的情况下,航程却超过11B进行一次空中加油545千米!F15不带副油箱的情况下航程比11B的航程还要大上241千米!

这种差别是什么原因造成的?

我觉得除了本身27就比15重上3吨,重量上先天劣势以外,剩下的就两个原因:一个是气动差距,一个是发动机效率差距。气动很难比较,以前的比较帖中也没分出个高下,就算他们相同吧,那么只能是发动机效率的差距了。

下面是引用的百度百科关于涡扇发动机的一些文字:

涡桨发动机的推力有限,同时影响飞机提高飞行速度。因此必需提高喷气发动机的效率。发动机的效率包括热效率和推进效率两个部分。提高燃气在涡轮前的温度和压气机的增压比,就可以提高热效率。因为高温、高密度的气体包含的能量要大。但是,在飞行速度不变的条件下,提高涡轮前温度,自然会使排气速度加大。而流速快的气体在排出时动能损失大。因此,片面的加大热功率,即加大涡轮前温度,会导致推进效率的下降。要全面提高发动机效率,必需解决热效率和推进效率这一对矛盾。

涡轮风扇发动机的妙处,就在于既提高涡轮前温度,又不增加排气速度。涡扇发动机的结构,实际上就是涡轮喷气发动机的前方再增加了几级涡轮,这些涡轮带动一定数量的风扇。风扇吸入的气流一部分如普通喷气发动机一样,送进压气机(术语称“内涵道”),另一部分则直接从涡喷发动机壳外围向外排出(“外涵道”)。因此,涡扇发动机的燃气能量被分派到了风扇和燃烧室分别产生的两种排气气流上。这时,为提高热效率而提高涡轮前温度,可以通过适当的涡轮结构和增大风扇直径,使更多的燃气能量经风扇传递到外涵道,从而避免大幅增加排气速度。这样,热效率和推进效率取得了平衡,发动机的效率得到极大提高。效率高就意味着油耗低,飞机航程变得更远。

在此诚恳请教:什么是推进效率?为什么热效率与推进效率不等同?美俄主力战斗机的发动机热效率是多少?也许这个能解释为什么27比15个头大,载油多却比15腿短吧。
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你找的是Su-27SMK的数据,而Su-27SMK并没有生产,其数据的准确性是值得怀疑的。Su-27SMK带副油箱的说法,也仅限于俄国人的推销。
原帖由 ertert 于 2008-4-11 17:55 发表
你找的是Su-27SMK的数据,而Su-27SMK并没有生产,其数据的准确性是值得怀疑的。Su-27SMK带副油箱的说法,也仅限于俄国人的推销。

恩,这个数据是我引用的,其实开始的时候我也觉得不太合适,毕竟11B现在内油怎样个情况,谁都不知道,知道的也不说。这个数据只是一个参考,主要是为了对比说明。

看看老美小一圈的F15比大他一头的27飞的快,看的远,打得准,技能多,身子轻,骨架实,不由得佩服老美整体工业实力的强悍啊。
原帖由 GNRWQ 于 2008-4-11 18:04 发表

恩,这个数据是我引用的,其实开始的时候我也觉得不太合适,毕竟11B现在内油怎样个情况,谁都不知道,知道的也不说。这个数据只是一个参考,主要是为了对比说明。

看看老美小一圈的F15比大他一头的27飞的快,看 ...

Su-27SK要对比的是F-15A,想比之下,F-15A的优势并不大。
要和F-15C对比的话,应该是J-11B和Su-35。
如果拿Su-27SK和F-15C、F-15E比,那Su-27SK的确差距大。
我还是觉得SU-27那个弯头阻力大。