关于涡轮喷气发动机效率
眼看着高超音速武器迟迟没有突破，美国军工企业又来给五角大楼“画饼”了。
据环球网报道，14日美国GE航空航天公司在其研究中心公布了一项全新的高超音速项目，并首次展示了号称是“全球首创”的旋转爆震式双模冲压发动机设计，据称将为美国高超音速飞机和导弹研究提供一条全新路径。
根据GE航空公司新闻稿的介绍，传统的吸气式冲压发动机只能在飞行器速度达到3马赫的超音速状态时才能运行，所以GE公司的工程师尝试将旋转爆震技术与冲压发动机结合起来，试图让发动机能够在低马赫状态下运行，从而让飞行器飞得更快更高。
爆震发动机概念图
GE航空公司提到的“旋转爆震技术”，其实并不新鲜。简单来说，传统的燃气轮机，包括涡扇发动机和涡轮喷气式发动机，是通过空气与燃料燃烧形成的高温、高压气流来产生动力，这是一个相对缓慢且受控的过程，在此基础上诞生的各型发动机和燃气轮机早已被广泛应用于工业生产中。
而“旋转爆震”则是另一种“燃烧”方式，通过利用燃料与空气“爆炸”释放的冲击波和能量，周而复始为机器提供动力。虽然“爆炸”速度快、混乱且不可控，但与传统燃气轮机相比，爆震技术的优势也相当明显，比如所需燃料少、启动速度快、热循环效率高，以及推重比更高等等。
不过，虽然爆震发动机的概念早在上世纪50年代就已经被提出，但时至今日，可用的爆震发动机依然寥寥无几，原因无他，爆震发动机虽然机械机构简单，但“爆炸”这个环节却难以循环，每次都需重新点火。
美国大学设计的原型机
2021年美国中佛罗里达大学宣布他们与五角大楼合作，制造并测试了第一台斜爆震发动机原型机，可持续产生爆炸冲击波，据称发动机成功运行3秒，推力可达到200磅左右。
我国首次公布自主设计的爆震发动机是在今年10月，一架搭载爆震发动机的大型无人机成功完成了点火测试，并首飞成功。
根据央视新闻介绍，该爆震发动机是由重庆大学和“推重比”公司联合设计，“推重比”公司今年3月发布的声明表示，目前他们设计的爆震发动机推力已经接近1000牛，换算过来约为100公斤左右，“推重比”公司预计将在2年内发布实物。
安装爆震发动机的无人机
爆震发动机的优点不言自明，就像上文所说，由于发动机省去了涡轮机、压气机等部件，它的结构更加简单，能为飞行器或导弹提供更高推力，尤其是可以应用于高超音速领域。
去年五角大楼下属的国防高级研究计划局就推出了一项代号为“开局”的研究计划，尝试以爆震发动机为核心研发一系列高超音速武器或防区外打击武器，专门用于在区域拒止/反介入环境中实施空地打击。
五角大楼的PPT已经做好了
然而，众所周知的事实是，这些年美国在高超音速领域的进展并不顺利，这也是为什么GE航空公司要将旋转爆震技术和双模冲压发动机结合起来，说直白点，这就是美国军工企业在高超音速技术迟迟无法取得突破的情况下“急病乱投医”。
旋转爆震技术和双模冲压发动机，其实都算不上新兴技术，但GE公司将这两项技术结合起来，是否能取得“1+1大于2”的成果，目前还不得而知。
其新闻稿声称，他们坚信自己“正在朝着正确的方向前进”，但这究竟是给五角大楼画的大饼，还是GE公司确实有两把刷子，都还需要时间来证明。
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#霍要骅3015： 涡扇气流通道有两个:内涵和外涵.内涵要经过风扇、压气机、燃烧室、涡轮和喷口;外涵直接通过风扇后排出.如果是带加力的发动机(如F-22等军用飞机的的发动机:F-119等)那外涵气流还要经过加里燃烧室.现在民航几乎没有使用涡喷...
@湛复伊19822385396# 发动机的工作效率 -
#霍要骅3015： 电动机最高,能达到90%以上. 活塞式的分汽油机和柴油机两大类,汽油机可以达到30%到40%,柴油机更高一些40%到50%左右,不同的车差距比较大.新型的柴油机已经达到50%以上.老式的还不到40%,这还和内燃机的维护有关,维护的好效率会高一些. 你说的涡轮喷气发动机应该是用在飞机上的,效率最低,但具体的数值我也不太清楚,不会高于20%,因为是飞机用的,效率是次要的.还有就是客机和军用战斗机那种也是有很大差别的. 我是学内燃机的,对涡轮机不是很了解,上课时提了一些.
@湛复伊19822385396# 喷气式发动机的使用寿命是多久 -
#霍要骅3015： 发动机的寿命关键在于发动机的叶片,发动机的叶片越好,则寿命越长.叶片分涡轮叶片和压气机叶片.涡轮叶片一般要在1500℃和接近15000转/分这种极大离心力的恶劣工况下运转,在这种条件下工作成千上万个小时,要求极高.涡轮叶片...
@湛复伊19822385396# 请问涡轮增压分几种!?拜托各位了 3Q -
#霍要骅3015： 涡轮增压还分几种?应该说增压方式分几种吧,那就是涡轮和机械了.涡轮增压有独立的中冷散热. 希望采纳
@湛复伊19822385396# 飞机涡轮喷发动机怎么提高速度? -
#霍要骅3015： 涡轮喷气发动机应用喷气推进避免了火箭和冲压喷气发动机固有的弱点.因为采用了涡轮驱动的压气机,因此在低速时发动机也有足够的压力来产生强大的推力.涡轮喷气发动机按照“工作循环”工作.它 涡轮喷气发动机从大气中吸进空气,...
@湛复伊19822385396# 涡轮桨扇航空发动机的功率最大极限是多少? -
#霍要骅3015： 涡桨发动机的排气速度太低推力有限,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(引擎排气速度与飞行速度之比)两个部分.提高燃气在涡轮前的温度和高压压气机的增压比(转速),...
@湛复伊19822385396# 听说超音速汽车前一段时间被发明出来了,给我一些关于它的资料吧.
#霍要骅3015： 涡扇发动机 全称为涡轮风扇发动机(Turbofan)是飞机发动机的一种,由涡轮喷气发动机(Turbojet)发展而成.与涡轮喷气比较,主要特点是首级压缩机的面积大很多,同时被用作为空气螺旋桨(扇),将部分吸入的空气通过喷射引擎的外围...
@湛复伊19822385396# 涡轮发动机的效率是不是比活塞发动机低?? -
#霍要骅3015： 涡轮发动机的效率要高于活塞发动机的效率,现在的活塞汽油发动机效率也就在30%左右,柴油机的效率稍高约40%左右,涡轮发动机的效率会更高一点,如涡扇喷气发动机,效率可以达到50%.效率高也就是燃料燃烧的化学能转化为机械能的比例高.如果你在这方面有兴趣,可以查阅一些过于航空发动机方面的书籍,里面的分析和计算会使你了解的更清楚、详细.
@湛复伊19822385396# 涡轮风扇发动机工作原理 -
#霍要骅3015： 涡轮风扇喷气发动机的原理 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...
@湛复伊19822385396# 涡轮增压是干什么用的??什么样的车才具备?? -
#霍要骅3015： 涡轮增压简称Turbo,如果在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机.自从惠特尔发明了第一台涡轮喷气发动机以后,涡轮喷气发动机很快便以其强大的动力、优异的高速性能取代了活塞式发动机,成为...
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