F-35B戰(zhàn)機(jī)的F-135發(fā)動(dòng)機(jī)原理
2012年5月22日,美軍第501戰(zhàn)斗攻擊機(jī)中隊(duì)F-35B戰(zhàn)機(jī)首次在埃格林空軍基地起飛,標(biāo)志著F-35B正式具備戰(zhàn)斗力。其實(shí),不管國內(nèi)媒體如何揭發(fā)F-35戰(zhàn)斗機(jī)的項(xiàng)目的問題,但是有一點(diǎn)就是F-35作為戰(zhàn)斗機(jī)奪取制空權(quán)還是可以使用的,不論是A、B、C型都可以,因?yàn)镕-35的隱身技術(shù)很好,帶二枚AIM-120和二枚AIM-9X,對(duì)付三代機(jī)還是有很大勝算的。
筆者一直好奇,F(xiàn)-135是怎么設(shè)計(jì)出來的?因?yàn)樗枰?qū)動(dòng)一個(gè)額外的升力風(fēng)扇,怎么樣才能平衡垂直降落和水平飛行呢?
個(gè)人的理解
F-135發(fā)動(dòng)機(jī)是這樣設(shè)計(jì)的:
三級(jí)渦輪,一級(jí)高壓渦輪和二級(jí)低壓渦輪是一個(gè)狀態(tài)的設(shè)計(jì),三級(jí)低壓渦輪雖然與二級(jí)低壓渦輪是同一個(gè)軸上的但是設(shè)計(jì)參數(shù)不同,第三級(jí)渦輪的額定轉(zhuǎn)速比第二級(jí)低壓渦輪要低。在垂直降落的時(shí)候,由于需要帶一個(gè)升力風(fēng)扇,使核心機(jī)轉(zhuǎn)速降低,雖然降低了,空氣流量也降低,但是核心機(jī)的壓縮比也降低了,于是燃燒室可以在同樣最高溫度限制下有更高的加熱比,燃燒更多的燃料,第二級(jí)渦輪轉(zhuǎn)速比額定轉(zhuǎn)速低,第三級(jí)低壓渦輪恰好在額定轉(zhuǎn)速下,因此整個(gè)引擎的渦輪的功率輸出不受影響,輸出軸功率依然是很高的。
在水平飛行的時(shí)候,情況恰好相反,核心機(jī)進(jìn)氣量增大,壓縮比增高,用于升力風(fēng)扇的軸功率可以用在核心機(jī)的壓氣機(jī)上了,燃燒室進(jìn)氣溫度提高,加熱比下降,第二級(jí)低壓渦輪處于額定轉(zhuǎn)速,輸出功率很高,因此帶動(dòng)第三級(jí)低壓渦輪以超過額定轉(zhuǎn)速的速度運(yùn)行,渦輪的轉(zhuǎn)速越高,對(duì)于高溫燃燒氣體而言,等于接近于失效,因此第三級(jí)低壓渦輪的阻力就會(huì)更小些,接近于空轉(zhuǎn)。于是第三級(jí)低壓渦輪就不影響整個(gè)引擎的推力啦。
在沒有采用可調(diào)角度渦輪導(dǎo)葉技術(shù)的當(dāng)今,采用渦輪轉(zhuǎn)速差來實(shí)現(xiàn)不同工作狀態(tài)的合并是個(gè)現(xiàn)實(shí)且有效的做法。雖然美國人號(hào)稱在研究渦輪間燃燒技術(shù),但那一定會(huì)增加核心機(jī)的排氣溫度,現(xiàn)在F-135已經(jīng)是排除650度的氣體了,已經(jīng)讓美軍頭疼了,還會(huì)增加排氣溫度么?我猜測(cè)是有可能提高水平飛行的推力?傮w來說,F(xiàn)-35如果要做戰(zhàn)斗機(jī),就還湊合用。但若想用作聯(lián)合攻擊機(jī)還有很長路要走,小直徑炸彈不能彌補(bǔ)載彈量不足,引擎推力小是不可回避的問題,總之就是降低自身重量,提高引擎推力。
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