明明红色火焰的温度不如蓝色火焰，为什么还说喷红色火焰的发动机比喷蓝色火焰的发动机更先进呢？

现在我国战机在更换国产新型发动机并打开加力后，火焰颜色由原来老型号发动机的蓝色变为现在的红色，这种变化引起了大家的注意。对此，有网友说蓝色火焰好，因为蓝色火焰说明发动机工作温度高。也有说橘红色火焰好的，原因是橘红色火焰说明发动机工作温度低，发动机的寿命就长。那究竟是哪种说法才正确呢？

要理解这个问题，我们首先得要从航空发动机的工作原理说起。我们大家都知道，燃烧可分为富氧燃烧和富油燃烧两种。而纯净的碳氢类燃油在燃烧时火焰的颜色也分为两种情况：在氧气充足时，为蓝色火焰；氧气不足时是橘红色火焰。航空发动机在正常工作时，由多级压力机从发动机前端吸入大量富含氧气的空气进入燃烧室，在燃烧室里与喷射的燃油相混合，点燃后产生膨胀的气体推动后级涡轮高速旋转产生动力。由于吸入的空气中氧气含量相比喷射的燃油要多很多，此时的燃烧处于一种氧气多，油少的状态，故称之为富氧燃烧，由于此时燃油燃烧充分，火焰的颜色呈现亮蓝色或浅蓝色。但此时的火焰主要在燃烧室中燃烧，受发动机尾喷口内多级涡轮叶片的遮挡，通常是看不到火焰颜色的。

那么什么时候发动机才会喷出蓝色或红色火焰呢？是的，大家估计已经猜到了，就是在发动机开加力的时候，发动机打开加力后，会向燃烧室后端喷入额外的燃油，以瞬间增大发动机推力，短时间榨干发动机的性能。当开的加力较小时，发动机燃烧室内吸入的氧气量大于喷入的燃油燃烧所需的氧气量。此时的发动机仍处于富氧燃烧状态，火焰的颜色为蓝色，随着加力越开越大，发动机推力在增加的同时，发动机送入燃烧室内的氧气开始逐渐不能够支持大量喷入的燃油充分燃烧了，此时发动机开始逐步进入富油燃烧状态，大量未充分燃烧的燃油被喷出发动机尾喷管，并在尾喷管周围继续燃烧形成橘红色火焰。

现在我们总结一下以上所说的发动机尾喷管火焰颜色的变化过程，其火焰颜色变化如下：

无色—>蓝色—>亮蓝色—>亮白色—>橘红色—>红色

以上颜色变化的过程中，燃烧室内的温度并不是随着火焰色温降低而降低的，恰恰相反，燃烧室内的温度是在逐级升高的，这确实是很反常，与我们的常识是相悖的。那么这种反常现象是怎样造成的呢？其实发动机在加力全开时，燃烧室内喷入大量的燃油并剧烈燃烧，此时发动机燃烧室内的温度极高，压力极大，由于喷入的燃油量巨大，油气瞬间无法充分混合并完全燃烧，少量未完全燃烧的燃油被强大的尾喷气流带出燃烧室并在尾喷口处继续燃烧，此时发动机由于处于完全的富油燃烧状态，喷射的燃油无法充分燃烧完毕而使得火焰呈现出橘红色或红色，天气良好时，甚至可以看到发动机喷出一些由于燃油未完全燃烧所形成的黑烟。

为了大家能够直观理解这种现象，我给大家找到了一张美国F100发动机测试的动图，此动图显示出了发动机从开始的正常工作状态，到开部分加力，再到加力全开时的发动机尾喷口火焰颜色从蓝色逐渐变为橘红色的整个过程。

美国F100发动机加力测试，火焰由蓝色逐渐变为红色的过程

看完这幅图，相信大家就更加明白为什么国产航空发动机开始喷射红色火焰会令人如此的激动了。

之前用俄制发动机以及国产发动机由于受限于发动机材料的性能，发动机加力参数设置都会比较保守，为了确保可靠性和使用寿命，不敢将加力设为全开状态。以至于发动机一直处于富氧燃烧状态，燃油充分燃烧，喷出的火焰为碳氢类燃油完全燃烧后的蓝色或浅蓝色火焰。美国则正好相反，其在发动机材料方面的领先优势，使得美国的航空发动机可轻易将发动机设置到加力全开状态，直接使得发动机进入富油燃烧状态，燃油无法充分燃烧而喷出红色火焰。

当然了，加力燃烧在非必要时，是不允许随便开的。由于开加力是一种榨干发动机性能的做法，每次开加力，都会对发动机造成一定的损伤，所以中俄发动机过去受限于材料强度及耐高温性能，每次开加力持续时间不允许超过2分钟；美国虽然在发动机材料方面有优势，但开加力时间也不允许持续时间超过5分钟。有一点需要说明的是，不论是中国的战机还是美国的战机，只要每次升空后开过加力，就需要在战机落地后对发动机涡轮叶片进行详细的检查探伤，以及时发现发动机加力运行时，叶片在高温高压下形成的一些细小裂纹和损伤，及时更换受损部件，以防对下次飞行构成安全隐患。

理解了以上原理，相信大家对换装国产发动机的战机开始喷射红色火焰意味着什么就更加清楚了吧？是的，说明了我国在航空发动机材料方面已经取得了重大突破。航空发动机材料的限制一直使得我国发动机的设计备受限制，如今航空发动机材料已取得重大突破，这必将让我国航空发动机进入自由发挥的全新阶段，航空发动机的发展自此开始进入快车道，相信性能越来越强的航空发动机必将接踵而至。

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