问题

发动机制造很强调推重比,但实际战机发动机重量占比大吗?

回答
这问题问得挺实在的,也触及到了很多军迷心里头那个坎。发动机在现代战机设计里,地位那是举足轻重,没人会怀疑它的重要性。推重比更是直接关系到飞机的机动性、加速能力和升空效率,就像汽车的马力一样,是硬指标。但你说实际战机发动机的重量占比大不大?这就得掰开了揉碎了聊聊了。

首先得明白,推重比是个相对概念,是发动机本身性能的衡量标准。它指的是发动机产生的最大推力与发动机自身重量的比值。推重比越高,意味着发动机越轻巧,就能产生更大的力量,这是追求极致性能的必然结果。

那你说,发动机在整个飞机重量里占多大比重呢?这事儿可不是个固定数字,它会随着战机类型、设计理念和技术水平而变化。但可以肯定地说,发动机绝对是飞机上最“金贵”也是最占分量的核心部件之一。

咱们可以这么拆解来看:

1. 发动机本身的重量:
现代战斗机的发动机,尤其是高性能的涡扇发动机,技术极其复杂,材料也都是顶尖的。为了承受高温高压,需要用到镍基高温合金、钛合金甚至陶瓷基复合材料。这些材料虽然性能优异,但很多都比钢材要重。再加上涡轮、压气机、燃烧室、后燃器等众多精密部件的集合,一个先进的涡扇发动机,哪怕是个小个子的,重量也可能达到几百公斤,大一些的则轻松突破一吨,甚至两吨。

而且,发动机不是孤立存在的。它还需要配套的燃油系统、进气道、排气系统、以及与机体连接的结构件。这些附属系统虽然不是发动机本体,但也是围绕发动机设计的,它们的重量也不能忽略。

2. 发动机在总重中的占比:
举个大概的例子,一架现代先进战斗机,比如F22“猛禽”或者歼20,起飞重量可能在30吨上下(这还是比较普遍的猜测值,具体数据保密)。而一架单发战斗机(比如F16)的发动机重量可能在1吨左右,双发战斗机(比如F22或歼20)的发动机总重量可能在2吨到3吨甚至更多。

这么算下来,发动机及其附属系统的重量,在飞机总重量中占比大概可以达到10%到20%,甚至更高。这可不是个小数目!对于追求极致轻量化和高性能的现代战机来说,每增加一公斤的重量都可能需要付出巨大的代价来弥补。

为啥即便如此,大家还是拼命追求高推重比?

这就说到关键了。你追求高推重比,不光是为了发动机本身轻,更是为了它能输出强大的力量,去“拉动”整个飞机。

机动性提升是硬道理: 飞机的机动性很大程度上取决于“过载”能力,也就是飞机在转弯时能承受多大的过载G值。这个G值受到飞机重量、翼载(机翼面积上的载荷)、以及发动机推力等多方面因素影响。发动机推力越大,克服自身重量和空气阻力的能力就越强,就能在更小的半径内完成更快速的转弯,实现更高的机动性。就算发动机本身重了点,但如果它能提供足够大的推力,让飞机在各种状态下都能保持良好的机动性能,那这个“重”就是值得的。
起降性能和爬升率: 高推重比的发动机能让飞机更快地加速到起飞速度,也能在起飞后更快地爬升到作战高度。这对于战场生存和快速响应至关重要。比如,在空战中,能够快速拉起并获得高度优势,往往能占据主动。
武器挂载和载荷能力: 战机需要携带各种武器、燃油以及电子设备。这些都是额外的重量。高推重比的发动机能够更好地克服这些额外载荷带来的影响,保证飞机在满挂载状态下依然能有不错的飞行性能。如果你为了减轻发动机重量而降低了推力,那么你可能就无法挂载更多的弹药,或者在携带足够弹药时,飞机的机动性会大打折扣。
燃油效率(间接影响): 虽然推重比本身不直接代表燃油效率,但高效的发动机设计往往也伴随着更好的燃油经济性(在一定飞行包线内)。在现代战争中,航程和滞空时间也是非常重要的考量因素。

为什么发动机重量占比看起来“大”,但还是必须重?

这就是一个典型的工程权衡和设计取舍。设计者们面临的挑战是:

1. 性能与重量的矛盾: 要想获得高推力,通常需要更复杂的结构、更高的涡轮叶片转速、更强的材料,这些都会增加发动机的重量。比如,为了承受更高的温度,需要更先进(也更重)的冷却技术和耐高温材料。
2. 成本与复杂性: 高性能发动机的研发和制造成本极高,使用的特殊材料和精密的制造工艺都需要巨额投入。
3. 设计目标不同: 不同定位的战机对发动机的需求也不同。一些强调隐身和对地攻击的飞机,可能对推重比的极致追求略有放宽,而更注重燃油经济性和可靠性。但像现代空优型战斗机,那推重比就是生命线。

总结一下:

发动机在实际战机中的重量占比确实不小,而且为了实现高性能,它的结构和材料决定了它不可能像一张纸那么轻。大概占到飞机总起飞重量的10%20%甚至更高是很正常的。

尽管如此,推重比依然是现代战机设计中一个极其重要的指标,并且是设计师们不懈追求的目标。这是因为,即使发动机本身重量占比较大,它所提供的巨大推力对于提升飞机的机动性、加速能力、爬升率以及整体作战效能来说,其带来的收益远大于它本身重量的负面影响。与其追求一个轻飘飘但无力的发动机,不如设计一个虽然“份量”足,但能让飞机“脱胎换骨”的强大心脏。这是一个复杂的权衡艺术,最终目的是为了打造出在战场上最能“打”的飞机。

网友意见

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三代机为例,推重比7到8的发动机,整机(飞机)的推重比大约1

问题不在这。发动机位置靠后,为了整机配平,发动机增加1kg重量,整机可能要增加5到8kg(大概是这么个数量,记不清了)

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