战机发动机百科知识,军用无人机为啥不用喷气式发动机

战机发动机百科知识，军用无人机为啥不用喷气式发动机？

自上世纪八十年代以色列将无人机大量投入在贝卡谷地之战中，一种新颖的天空杀手登上了历史舞台。在中东的战斗中无人机通过实战证明了自己的价值后，世界上的航空大国都开始了对无人机的研发。无人机投入当代战争是在苏联垮台后，北约国家希望能将触手伸入一些热点地区，作为一种战争中所广泛使用的飞机性能过于单一，这一点也促使北约的武装部队为无人机安装一定的武备。由于无人机飞行时噪音较少，它在对敌方目标进行打击时经常能达到悄无声息的效果，所以无人机是一种有效的战场杀手。而无人机的气动布局在外形上来看是与正常的喷气式飞机所不同的，那么为什么无人机的气动布局不采用正常的喷气式飞机那样的布局呢？

而现今的无人机，如捕食者，在400米的高度上人肉眼完全无法发现它的存在，而喷气式战机到500米人眼仍然能够发现它。所以采用这种这种气动布局是为了隐蔽性的需要。第二，喷气式战机的发动机所发出的噪音是非常大的，这也是喷气式发动机大推力所带来的副作用。

而无人机由于所担负的任务较为单一，安装的设备较少，所以机体较轻，所以可以选用较为经济廉价的螺旋桨发动机或是小型的喷气式发动机。而战斗机的气动布局是为了进行空战，而不是侦查，所以才会使用大推力的发动机。如果将这一气动直接套用到无人机上，无人机本身应该担负的任务将会受气动布局的影响，无法较好的完成，且会增加无人机被发现的几率。第三，无人机的操控是由人通过设备远程操控的，由于电信号受自然影响会有一定的迟滞性，无人机无法进行较为轻巧的机动动作。而战斗机的操作系统随着时代的发展越来越灵便，翼面的反应只需瞬间，而远程操作还达不到这样的水准

涡扇18和d30发动机的区别？

主要的区别在于它们的设计和应用。

涡扇18发动机是英国罗尔斯-罗伊斯公司推出的一款高性能涡轮扇发动机，主要应用于大型民用飞机和军用运输机上。该发动机具有高推力、高效率和可靠性强的特点，可提供较高的空中速度和航程，被广泛应用于国际航空市场。

D30发动机则是前苏联推出的一款涡轮增压式双轴涡扇发动机，主要应用于苏联和俄罗斯的战斗机和民用飞机上。该发动机具有高推力、适应性强、可靠性高的特点，适用于各种不同的环境和作业条件。

总的来说，涡扇18和D30发动机都是高性能的涡轮扇发动机，具有各自的优势和适用范围。涡扇18发动机通常应用于大型民用飞机和军用运输机上，而D30发动机则主要应用于战斗机和民用飞机等领域。

什么飞机发动机需要用炸药启动？

炸药启动未免过于夸张了，应该是火药启动，用火药启动飞机发动机的装置叫做“火药启动机”，它的作用与电动起动机完全相同，即为发动机运行提供启动动力。

比如说咱们的家用小汽车，在发动时需要柠一下钥匙，当起动机的电动马达得电运转以后便带动发动机运转，发动机随即开始自循环运行。

所以起动机的作用只体现在为发动机的启动运行瞬间提供启动动力，飞机的火药启动机也是如此，区别在于电动起动机由电能驱动，而飞机火药启动机由火药燃气产生的热能驱动。

火药启动机主要应用于导弹、火箭的发动机启动，飞机上的应用则是在过去，现在的飞机已经不再采用这样粗暴启动方式了。

火药启动飞机发动机的原理是什么呢？在解答这个问题之前，我们先来了解手摇式柴油机的启动原理，也就是国内最常见的拖拉机啦。

在使用手柄摇动柴油机时，人力赋予飞轮旋转力矩，从而带动气缸活塞做往复运动，同时喷油嘴开始向缸内喷射油气混合体，当飞轮旋转速度达到一定转速时，活塞与气缸在高速摩擦中发热，引燃油气混合体，这时候柴油机就完成启动了。

不仅柴油机能通过手摇启动，汽油机同样如此，它们的启动原理均是通过输入外力的形式得到启动动力，所以火药启动飞机发动机的原理也是如此，只不过把人力手摇的外力输入形式换成火药燃爆的外力输入而已。

它的工作原理是这样的：当飞行员需要启动飞机发动机时，按下火药启动机的启动按钮，火药启动机得电后击发药炷，火药在激发时向发动机喷射高温、高压燃气，从而推动发动机运转，同时高温燃气点燃喷油嘴喷射的油气混合体，发动机完成启动。

可见飞机发动机的火药启动原理基本上与手摇启动原理是一样的，那么问题就来了——飞机发动机为什么一定要用火药启动这种看似极端的启动方式呢？我们从以下几点来分析。

▼下图为活塞式飞机发动机的火药起动机正在安装启动药炷，药炷的形态与霰弹枪的子弹相同，直径约为20mm，内装填8克双基硝化棉，击发方式为电击发，所以火药起动机的药炷本质上是一发空包弹，启动原理是通过火药的高温、高压燃气驱动发动机转动。

火药启动的目的是为了替代手摇启动

从飞机问世到第二次世界大战爆发之前这30多年间（1903年～1936年），飞机的发动机分为柴油机和汽油机两种，它们均是活塞内燃机。

这个时期的发动机有一个共同特点，那就是启动难，在启动之时都需要通过人工摇动手柄的方式向发动机输入外力来完成启动，机动车发动机如此，飞机发动机同样如此。

手摇启动方式的问题在于操作过于繁琐，如果说这一点对于在地面上行驶的机动车而言尚且可以忍受，那么对于在天上飞的飞机而言是难以接受的，尤其是投入战争的作战飞机。

我们用国产运-5型运输机的原型机安-2运输机来例举：该型飞机是前苏联安东诺夫设计局于1946年设计的轻型多用途单发双翼运输机，它的发动机为AⅢ-62NP气冷单排星形9缸活塞汽油发动机。

最初的安-2运输机就是依靠人工手摇启动的，当飞机需要起飞执行任务时，飞行员在驾驶舱做好起飞准备，然后两名地勤人员使用一柄摇把插入发动机中同时用力快速摇动，当活塞被摇至500转/分钟时，发动机就被成功启动了。

为了解决手摇启动这样的繁琐操作，人们发明了火药启动机，用火药燃爆时发出的动力来代替人力手摇启动。

火药启动机本质上是一个枪械发射装置，而启动机所使用的启动药炷本质上是一发空包弹，当飞行员接通火药启动机电源以后，火药启动机就像枪械击发子弹一样击发药炷，当药炷被激发以后就向发动机释放高压动能，飞机发动机因此而启动运行。

火药启动机的发明使飞机的启动变得简单和便捷，飞行员在启动飞机发动机时不再需要地勤人员的麒麟臂配合，按一下启动键，发动机在发出“砰”的一声巨响后就完成启动，然后开始起飞，可以算得上是技术的进步了。

▼下图为我军现役的运-5运输机舱室特写，红色箭头指示的是该型飞机位于副机长座椅后面的手摇启动摇把，当飞机在飞行中发动机突然停车时，机长负责控制飞机，而副机长就要使出浑身吃奶的力气来使用摇把摇动发动机重启了，相对于火药启动而言，手摇启动除了操作复杂以外还特别考验操作人员的体力。

蓄电池技术进步取代了粗暴的火药启动技术

也许有读者读到这里时会产生这样的疑问：为什么不使用更便捷的电动机来做为发动机的起动机呢？

答案是因为当时的蓄电池技术还不成熟，无法满足飞机的用电需求，而技术成熟的干电池由于电流过低，无法驱动电动机运行。

蓄电池技术在当时那个年代可不得了，简直就是以黑科技的形式存在，就好比现在的8纳米光刻机，地位相当于科技皇冠。

所以当时不管是汽车还是飞机，能用上性能稳定的蓄电池，那都是高科技、高端产品，这也是我国解放前后的汽车大部分都需要手摇启动的原因。

蓄电池技术趋于成熟后，首先是作战飞机开始采用电驱动启动机，随后才在在坦克、装甲车、潜艇等装备上广泛使用。

这时候飞机发动机就不再需要火药启动机来启动了，飞行员只要按下电门，电动机通过蓄电池的供电高速旋转起来，从而带动飞机发动机高速转动，几秒钟之内就完成了发动机启动，至此，用火药启动发动机的时代被终结了。

需要特别指出的是，当时的蓄电池技术虽然趋于成熟，但是相对想在而言技术仍然很落后，所以蓄电池亏电是非常快的。

为了解决这个问题，只能在飞机的机舱内增加手摇启动装置，这样一来，只要飞机的蓄电池亏电，飞行员就能在机舱内用手柄摇动发动机再次启动了。

这一点对于采用汽油机的飞机来说，飞行员会稍微轻松一点，因为相对于柴油机而言，汽油机的启动要稍微简便一些，所以飞行员手摇启动时并不是直接摇动发动机，而是摇动发电机发电，为蓄电池充电，然后再驱动启动机转动，它的原理与手摇电话机基本相同。

▼下图为国产10马力24V电动起动机，它可以驱动柴油机、汽油机、煤油机、重油机，现在看来它只不过是一个几百块钱的电气而已，但是在过去，电动起动机系统可是高科技，尤其是为其供电的蓄电池，地位不亚于现在的手机芯片。

综上所述我们可以得出这样的结论

第一、需要炸药启动的飞机发动机是过去的活塞式发动机，包括柴油机和汽油机，这些活塞式发动机在启动时需要外力输入驱动发动机转动，当转速达到要求以后就能成功启动，而外力输入方式是手摇驱动和火药驱动，而火药驱动的装置就是火药启动机。

第二、火药启动机启动飞机发动机的原理与手摇启动基本相同，都是以输入外力的方式驱动发动机转动，从而完成发动机的启动，区别在于手摇启动是通过人力摇动手柄驱动发动机转动，而火药启动机是通过向发动机喷射高温、高压燃气驱动发动机转动。

第三、由于火药启动机过于粗暴，很快就被电动启动机取代，电动机的应用则是得益于蓄电池技术的成熟，目前世界上几乎所有的内燃机都采用电动机来启动，而火药启动机只在火箭、导弹上使用。

知识延伸

火药启动机虽然被电动机取代了，但是这并不能说明它这样的启动方式是落后的，实事求是地讲，它只是对飞机、汽车、舰艇不适用而已，而对于火箭、导弹而言却是不可取代的。

我们用最具代表性的巡航导弹来例举，它使用的发动机与飞机的喷气式涡扇发动机是一样的，比如说国产长剑-10巡航导弹，它的发动机就是一台型号为WS-500的喷气式发动机（即涡扇500）。

如果采用传统的电动起动机来启动，那么导弹的重量将会明显上升，这无疑会降低导弹的运载能力以及射程。

所以只能使用火药启动机来启动导弹的发动机，当导弹被固体燃料发动机驱动升空以后，火药启动机随即被击发，用高温、高压火药燃气瞬间完成对发动机的启动。

运载火箭同样如此，在地面发射运载火箭时，火箭的点火装置在发射台上，这样能够大大减轻火箭重量，而当火箭升空以后，开始对第二节、第三节火箭进行点火启动时，就需要用到火药启动机了，即火药的高温、高压燃气驱动火箭点火工作。

▼下图为国产长剑-10巡航导弹（火箭军版称为东风-100）的心脏——WS500涡扇发动机（模型），它的启动必须使用火药起动机，否则导弹就要腾出更多的空间来安装电驱动起动机系统，这对于导弹而言是不切实际的，所以电动起动机机对火药起动机的“取代”只体现在飞机和汽车上，对于火箭和导弹而言，火药起动机是不可取代的。

军用航空发动机是不是温度越高推力越大？

航空发动机的推力大小与涡前温度，进气流量，涵道比，增压比有关。也就是说，涡前温度越高推力越大。推力与涡前温度的关系是:涡前温度每提高100℃，推力就相应的增大10%—15%。此外，航空发动机的推力随着进气流量和涵道比以及增加比的增大而增大。

因为战斗机的体积不能太大，这也是限制战斗机不能使用大涵道比发动机的原因之一。另外，大涵道比发动机适合低速飞行，较为省油；而小涵道比发动机适合高速飞行，比较费油。这也是运输机，民航客机等采用大涵道比发动机，而战斗机采用小涵道比发动机的原因。

受制于战斗机体积的限制，其发动机的涵道比不能过大，正常来说都在0.7以下。所以世界各军事强国都用提高涡前温度，以增大发动机的推力。例如:“涡扇-10”发动机的涡前温度为1747K，推力为12.5吨；F119的涡前温度为1977K，其推力为17.7吨。可以看得出来，第四代发动机的涡前温度比第三代发动机高了近300K，也就是100℃左右，而推力则相应的提升了5吨左右。由此可知，航空发动机的推力与涡前温度的关系有多大。

这也是世界各军事强国纷纷投入巨大的人力，物力去研发新型单晶耐高温合金以及金属间化物的原因。目前来说，我国的第三代单晶耐高温合金与世界先进水平并没有性能上的差距。我国的第三代单晶耐高温合金的型号是DD409，而美国的则是CMSX-10，日本的则是TMS-75。只不过美国的CMSX-10已经被用于制造F119和F135发动机的核心机了，而我国的DD409还不知道上没上四代大推。除了单晶耐高温合金之外，我国还研发了金属间化物IC10，其工作温度在1150℃以下，主要用于第四代发动机的涡轮工作叶片。也就是说，“涡扇-15”发动机的高压涡轮工作叶片极有可能选择的是IC10，而导向叶片被低压涡轮叶片极有可能选择的是DD409。

其实，说起单晶耐高温合金的研制，日本走在了世界前列。日本已经压制出第四代单晶耐高温合金TMS-138，第五代单晶耐高温合金TMS-162。这两种单晶耐高温合金的性能比第三代单晶耐高温合金要强的多，使用温度也极高。要不日本的XF9-1航空发动机的涡前温度也不会突破2000K这一大关。毕竟日本的材料技术在世界上都是领先的，率先开发出单晶耐高温合金也理所当然。其实日本的TMS-75比DD409早了近10年的时间，这点还是要承认的。

所以说，航空发动机极为考验一个国家的材料技术，被称为“工业的皇冠”也是能理解的。(图片来自网络)

航空发动机排名6大公司？

1、德国：容克尤莫004B（被誉为全球“涡轮及喷气发动机王子”）

发动机概述：德国容克尤莫004B曾经被称作“涡喷王子”。它是全球第一款量产涡喷发动机，1944年开始批量生产，二战中产量超过5000台。

值得注意的是，JUMO004发动机是一个

2、美国：通用电气I-40/J-33（第一种利用喷射水和酒精提升动力的量产喷气发动机）

发动机概述：P-80“流星”战斗机使用的离心式涡喷发动机，是I-16/J-31的改进型。I-40/J-33开始大量使用特种合金材料。燃烧室使用铬镍铁合金（Inconel）、涡轮喷口使用铬钴钨硬质合金（Stellite），涡轮盘采用镍基高温合金（Hastelloy B）。

3、英国：罗罗“达特”涡轮螺旋桨发动机（世界上首款投入运营的商用客机的动力系统）

发动机概述：涡轮喷气发动机的涡轮动力更多地被用于驱动加速器进而带动螺旋桨，而不是用于产生强大的反冲动力，这样的发动机就是涡轮螺旋桨发动机。1946年出现的罗罗RB.53“达特”（Dart）是涡轮螺旋桨发动机的早期杰作。

4、美国普惠J-57（全球第一种采用双转子设计的轴流式喷气发动机）

发动机概述：1953年在JT-3（JT-3是波音707和道格拉斯DC-8的动力）基础上发展的J-57是世界上第一种采用双转子设计的轴流式喷气发动机，具有相当好的加速性能。

5、美国通用电气J79（全球第一台可用于两倍声速飞行的航空发动机）

发动机概述：发动机要适应各种工作环境，其内部流畅环境如能做到调整最为理想。1955年推出的通用电气J79率先采用了可调定子设计，通过调整进气导流片的角度，让发动机在更宽的环境中保持良好工作状况。

6、英国：罗罗 “康威”涡轮风扇发动机（世界上第一种量产涡轮风扇发动机）

发动机概述：在喷气发动机研究中，人们发现涡喷发动机如果在压气机前端开环缝，让一部分空气从热端外侧流过，发动机经济性反而提升。