喜欢关注军事的网友们,难免会经常听到“超音速巡航”、“开加力”、“涡喷发动机”“涡扇发动机”等这样的专业术语。今天我们就来了解一下,什么是真正的超音速巡航,以及某些航空发动机。
伪超音速巡航
超音速,是指飞行器的飞行速度超过环境中的声速,比如在海平面高度,20℃空气中的音速大约是343米每秒,或1235千米每小时,这个都很好理解。然而,飞行器在飞行过程中,单位距离上消耗燃料最少的速度,才能称为巡航速度。
如果把超音速和巡航速度两个条件加在一起,严格来说,现在的很多战机,在介绍的时候说它具有超音速巡航能力,是不怎么准确的。这些战机确实能超音速飞行,但却是在开启“加力燃烧室”的情况下实现的,而开启加力燃烧室,就有点毕其功于一役的感觉了。那什么又是加力燃烧室呢?
某类型喷气发动机的工作示意图
加力燃烧室
要了解加力燃烧室,我们得先来了解一下喷气发动机的一般原理。
上图是某类型喷气发动机的动画示意图,可以看到,空气从进气道进入发动机后,会首先被高速运转的压气机狠劲压缩,之所以要压缩,是因为外界空气中的含氧量不足于支撑里面的剧烈燃烧。
高密度高压气体进入燃烧室,与燃油混合后,剧烈燃烧,继而产生温度更高压力更大的喷流,涡轮机被喷流冲击,高速旋转,通过轴,从而带动前面的压气机旋转,最后一步,喷流从喷口高速离开,产生强大的反推力,驱使飞机高速飞行。
如下图,这是稍微详细一点的喷气发动机说明① 吸入;②低压压缩;③高压压缩;④燃烧;⑤ 排气;⑥热区域;⑦涡轮机;⑧燃烧室;⑨冷区域;⑩进气口。
实际上,喷气发动机很复杂,种类也很多,上面介绍的这种就属于“轴流式涡轮喷气发动机”,简称“涡喷发动机”,它一般用在早期的战斗机上,比如第一代和第二代战斗机就以这种发动机作为主要动力,它的特点是高速飞行时,效率高,但低速飞行时性能很差,现在处在淘汰的边缘。
而用在客机和现代战机上的,一般是“涡轮风扇发动机”。简称“涡扇发动机”。
上图是涡轮风扇发动机动画示意图,可以看出,“涡扇发动机”的原理与“涡喷发动机”基本类似,最大的不同点是,它在压气机的前面安装有巨大的进气风扇,这个大风扇除了可以协助压缩空气外,还能当作螺旋桨使用。