上世纪八十年代设计的美发,主要强调高亚音速和跨音速特性,不像毛发普遍兼顾防空军提出的高速特性,对于高速高进口温度下调节特性的把握不如毛子。
美国三代发动机的节流比在1.0左右,实际上还可能在1.0以下——这是出于在技术水平有限的情况下,延长热端部件工作寿命的考虑。但温度始终意味着效率和做功量的关键,节流比低则意味着在发动机进口总温增加的情况下,压气机加功能力下降,进一步影响到燃烧室定压吸热和涡轮定熵过程的做功情况,单位推力和总压比双双下降,意味着总的推力的下降。
题外话一句,预冷涡喷主要是面对高马赫数下进口总温增加的问题,对于预冷涡喷来说,其工作马赫数更高,因此面对的这个问题也就更严重,为此不惜加冷排给来流降温。
毛发在107摄氏度进口总温以上采取特殊调节规律,当进口总温达到185摄氏度后,涡轮前温度可以增加15摄氏度,节流比在1.01左右,这就比同时代美发的高速特性要好多了。
但为此付出的代价就是进口总温在107摄氏度以上时,涡轮前高出的15摄氏度降低了涡轮的工作寿命。
90年代之后美发也开始强调高节流比设计,并且把节流比一路推到了1.08乃至1.10以上,这是材料学等各方面进步的影响。
气动原因。
f404/414的高速特性并不比f100/110差太多,但是就算不提八字形挂架,F-18气动为高亚音速段优化这一点也跑不了。
回去把几个发动机的推力-速度曲线贴了。现在在健身。
回来叻()
自己看三型发动机的推力-速度峰值吧。
另外一提,涵道比最大的110-129反而是这三者里速度-推力拐点最偏向高速段的,F-100次之,涵道比最小的是F-404()。
再一提,涵道比更大的TF30的高速推力反而比110-129还要大。涵道比只是影响发动机高速特性的指标之一,切勿以偏概全。
再说一句,F-18虽然高速特性差,但不至于烂到加力到不了1.3马赫那种地步,或者说,重载条件下才会落到那种地步,但是大家重载了都会飞的慢,无非谁更慢一点嘛。
简单地说,这个高速差,是相对差。
做个对比,两中两近(2×AIM-120+2×AIM-9)条件下,F-18E的at altitude极速略高于1.6马赫
作为对比,四中(4×AIM-7)条件下,F-14A的at altitude极速为2.25马赫;携带四中四近(在之前的四发麻雀基础之上再加四发响尾蛇)条件下,极速掉到2.05马赫。这确实是快得多的。
只有当携带大猫招牌配置,6个AIM-54的时候,F-14A的极速才会掉到1.6-1.7马赫。
不过实际上,考虑到甲板起飞拦截/DLI任务的具体任务需求(这个也是对带弹冲刺极速需求最大的一项任务),一般是要考虑拦截任务半径,不能真的顶到极速猛冲的。
在DLI任务情况下,F-14A即便携带两个副油箱(用完立刻抛掉)和四发麻雀,任务极速也被设定在1.8马赫,即便如此拦截半径也只有158海里。作为对比,三中二近一副油箱一吊舱(不抛掉外油)的F-18E的拦截半径为165海里,冲刺极速1.2马赫。
F-14D更换F-110后,正如上文所说,其发动机高速性能降低(但是更省油了)。F-14D携带同样的双副油箱,4发麻雀的拦截半径提升到242海里,不过冲刺速度对应调低到1.5马赫。
注:上文F-18E的数据基于脱密版本的,部分基于KKP而非真实数据的SAC手册,相对于实际飞机性能数据,通过一些对比,大致在航程上会比实际性能低5-10%,仅供参考。
两方面的原因都有。F-404的确不适合高速战机。但选择这样的发动机最主要还是需求决定的,因为需求决定了气动。
所谓需求决定气动,指的是海军要求飞机有非常好的起降性能。这就需要在低速段非常好的升阻比。为了能获得这种升阻比,猫猫就用了变后掠翼。但是变后掠翼太重,太贵,维护太复杂,所以更多的用来执行攻击任务的廉价的塑料虫,只能用固定翼。在这种情况下,为了获得低速段出色的升阻比,就只能对高速性能进行妥协了。所以塑料虫选择了和客机相似的小后掠的机翼(以至于有人都夸张地将它称之为平直翼)
对照这两张图,可以清楚地看到F-18和F-16、F-15的机翼后掠角的差异。塑料虫25度左右的后掠角实在是——SU-25都有20度多一点的后掠角呢。
这种小后掠角的机翼,在低速段有非常好的升阻比,但是在速度上升之后,阻力增加得太快,升阻比变得一塌糊涂。
然后有了这样的机翼,你就是给它装上EJ200,它也不可能飞太快,所以还不如干脆让发动机就针对低速段进行优化呢。然后,发动机就也是不适合高速的了。
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