据港媒南华早报11月26日报道,中国航空发动机研究院的研究人员说,大意是中方科学家开发的创新技术可提高后燃器(加力燃烧室)效率,根据地面的测试报告表明,在后燃器创新技术以后效率将提高到99%(已经无限接近100%)。
这项创新技术关键是能够在最大操作负荷下,能将发动机的振动降低80%,战斗机损坏的风险降到最低程度。与中国空军现役歼-20等主力战斗机的远程巡航条件下的燃油效率相匹配,让它们获得更好的机动性能。港媒据此大胆认为“或许会使解放军在空战中所向无敌”。
加力燃烧室,以提高气流温度用以短期内增大发动机推力的部件。通常用于超音速战斗机的发动机,在加力发动机上向燃气或风扇后气流喷油、点火、燃烧。
当加力燃料室打开时,燃料能直接注入排气烟流中,而不必通过燃烧室,即时为战斗机提供强大的额外推力。一般占发动机总质量的20%,却能使发动机推力增加45%~70%,显著增强战斗机的加速性和机动性,是提升战场获胜能力的关键部件。
虽然加力燃烧室对推力的增加作用显著,却存在燃烧效率较低,耗油率极高,并产生可能影响发动机稳定性的振动的问题,它无法长时间工作。
加力燃烧,是目前喷气式战斗机的标配,它能让战斗机短暂的获得爆发力,用来快速提高飞行速度。不过加力燃烧室的开启时间很短,只有数十秒时间,可谓短之又短。
米格-25,是第一种突破3马赫的高空高速战斗机,在全球以高空高速飞行而著名。那也只是在打开加力的情况下,短时间内能飞出3马赫的惊人速度,却无法长时间维持3马赫的飞行速度。
若打开加力的情况下暴力飞行一次,那么米格-25的发动机就直接报废无法修复了。加力燃烧室无法长时间开启的主要原因,就是材料无法承受高温的侵蚀。
即便最新的F-35“闪电Ⅱ”隐形联合攻击/战斗机,也大概只能使用1分钟,以避免可能的损坏。全球第一款入列的F-22“猛禽”隐形战斗机,在启动加力燃料室时,耗油量也会增加3倍,而排气尾流也会变红,有时还会因燃烧不完全而冒黑烟。
在战斗机打开加力燃料室时,极度考验燃烧室材料的耐高温性能。目前涡轮机叶片能承受的温度有限,温度过高会发生变形、破裂等致命损伤。
工程师王士奇领衔的研究团队,挑战了加力燃料室不能持久打开的难度,发明了创新的燃料喷嘴,让脉冲燃料沿着喷嘴内的Z形路径流动,并以不同角度喷射。
从而形成扇形燃油雾化效果,散布和掺混性能佳,在没有轮机叶片的情况下高温燃烧,大大提高了燃烧的充分性,这样就能让战斗机获得更大的推力。
11月6日,最新进展和技术细节已发表在《航空学报》期刊上。 王士奇团队发明的无需额外机械或电磁部件的新技术被命名为“自激扫掠喷嘴”。
论文中提到的“航空发动机燃油喷射新选择”这项新技术,可以在排气口生成扫频射流,不断改变喷射方向,只靠进口油压,根本不必移动,就能让燃料充分雾化,并宽泛分布。
加力燃料室效率的提升,意味着将不再受开加力也就数十秒或者1分钟的时间制约,在作战时中国的战斗机就可以长时间保持高机动,而不必担心燃油消耗过快的问题。
王士奇工程师领衔团队研发成功的这项新技术,进一步展示了中国在航空发动机领域的创新能力,让中国战斗机在高空对抗中展现出前所未有的机动性能和续航优势。
中国科学家在加力燃料室技术上的创新,体现了中国在航空发动机领域的自主创新能力,有效解决了燃烧效率和振动问题,为中国空军在未来的空战提供了强有力的技术支撑。
对今后的空战格局产生极其重要的影响,让实现战略转型的中国空军如虎添翼。
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