战斗机体型比轰炸机小,为什么战斗机的发动机研发难度更大呢?

发布时间 :2021-12-21

​​航空发动机素来具有现代工业皇冠上的明珠称号,是科学技术的集大成者,难度和垄断一直是它惯有的代名词。在航空发动机上,有的用在战斗机上,有的用在轰炸机上,但是用在战斗机上的发动机往往比轰炸机的发动机更难研制,其主要原因在于战斗机和轰炸机的作战任务不同。

从两者的作战任务来看,轰炸机只是一种运输机,专门用来运输武器,对机动性要求较低,对航程要求较高;而战斗机作为空战的直接参与者,对飞机的速度和机动性都有极高的要求,战斗机的机动性往往能决定一场战争的胜负。

我们先来看看发动机的发展过程,最早的喷气式战斗机使用的是涡喷发动机,这种发动机推力大,但耗油快,使得喷气式飞机的航程较短。为了克服这些弊端,后来研发了涡扇发动机,这种发动机比前种更为省油而且推力也能达到要求。作战中为了保证战斗机的机动性和超音速飞行,通常使用小涵道比的涡扇发动机。涡扇发动机外涵道较小,与涡喷发动机相似,能提供更大的推力,保证战斗机的机动性。战斗机在使用小涵道比涡扇发动机的同时还会在发动机的后部加装加力燃料室,但这样以来核心机的燃烧温度就会达到一个很高的数值,对发动机叶片的材料和研制技术都有极高的要求,从而研制起来更加困难。

从目前来看战斗机的发动机是最难研制的发动机。世界上拥有战斗机发动机制造能力的国家屈指可数,最先进的战斗机发动机是美国普惠公司研制的装备在F-35闪电II战斗机上的F-135涡扇发动机,这款发动机是在F-22猛禽战斗机的F-119涡扇发动机的核心机和主要结构的基础上,研制出的新型发动机,其推力超过18吨,推重比超过10。后来为了进一步提升F-135发动机的性能,美国普惠公司又推出了F-135发动机的增推版,推力从原来的18吨增加道23吨,成为目前世界上第一款单台推力高于20吨的战斗机发动机。

再来看看轰炸机,轰炸机不需要进行空中战斗,主要强调起飞重量和航程,所以现代轰炸机使用的发动机大多是大涵道比的涡扇发动机。大涵道比涡扇发动机的主要特点是使用寿命长,经济省油,在搭载同等重量燃油的条件下使轰炸机的航程更远,从而来达到战略轰炸的目的。与战斗机相比,轰炸机的发动机取消了加力燃料室,大大简化了发动机结构,从而降低了发动机对高温材料的性能要求,也降低了轰炸机发动机的研制难度。不仅如此,大涵道比发动机因为外涵道空气流量大,能够较快的冷却内机匣,延长发动机寿命,进一步降低了发动机对材料的性能要求,自然对发动机的研制更简单。

现在不仅有涡扇发动机,也有少数轰炸机使用涡浆发动机,如俄罗斯图-95熊轰炸机。涡浆发动机也类似于大涵道比的涡扇发动机,但涡浆发动机噪音极大,所以大部分用于不考虑任何用户体验的军用飞机。

总的来看,不管是大涵道比的涡扇发动机还是涡浆发动机,其研制难度都比不上要抗住超高温和破坏性使用的小涵道比战斗机发动机,所以轰炸机发动机的研制难度要比战斗机发动机的小的多,不过,难易程度也是相对而言,对于一般的国家,就是轰炸机的发动机,也不一定能研制出来。​​​​

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