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如果造不了六十年前这款发动机,就不要每天喊重大突破

2020-10-09 16:52    

六十年前的“平安夜”,也就是1957年12月24月,SR-71“黑鸟”远程战略侦察机使用的“普惠J58”涡轮冲压发动机首次地面试验运行。

J58(普惠公司编号JT11D-20)最初是由美国海军提出发展计划,后来也准备在海军和空军的多款飞机计划中选用。随着其他项目的陆续取消,最终确定以它为基础重新设计,为A-12和SR-71提供动力。

基本规格:长5.44米(在最高温度时会延长15厘米),直径1.45米,干重2700公斤。推力要求:中间推力25,000磅(110千牛);加力推力34,000磅(150千牛)。

为了达到A-12所需要3.2马赫的持续飞行速度,J58进行了重新设计,左右各有三条粗大的管子,这六条管子叫涡轮旁路管道,一端连接在发动机压气机的位置,起自第四与第五级压气机之间,另外一端连接涡轮后面、加力燃烧室之前。

当“黑鸟”在低速飞行时,内部排气活门关闭,压气机中所有气流进入主燃烧室,以典型的涡轮喷气方式工作。当黑鸟以三倍音速飞行时,内部排气活门开启,前四级压气机中的一部分气流通过内部活门进入涡轮旁路通道,直接进入加力燃烧室。

这些经前四级压气机压缩的空气,在加力燃烧室中为加力燃烧室喷出的燃料提供氧气,从而使J58以压气机辅助冲压发动机的方式工作。

燃烧器衬里和火焰保持器喷涂了陶瓷热障涂层,可让加力燃烧室在1760℃的温度下持续运行。

长荣航空博物馆里的“黑鸟”,发动机短舱打开时的状态。

由于冲压发动机的油耗在超高音速阶段要远低于涡轮发动机的油耗,因此J58是速度越快耗油越低,SR-71在3.2马赫巡航时耗油量最低。为了让超音速的气流进入发动机后能被减速成亚音速气流以便加压,J58的鼻锥会从1.6马赫开始,每提高0.1马赫向后收缩4.06厘米。

J-58是可在涡喷和冲压模式之间切换的可变循环发动机,帮助“黑鸟”实现了M3.2的高超音速巡航,且能长时间维持。相比之下,米格25R虽然最大速度可能达到M3,但只是冲刺速度,不能维持运行,而且耗油率太高,航程太短,发动机大修间隔太低,远不能和“黑鸟”相比。

3.2马赫的速度是什么概念?约等于1088米/秒,与之相比,手枪的子弹速度大约300-400米/秒;现代小口径步枪的子弹速度大约800米/秒;狙击步枪的子弹速度大约850米/秒。

任何飞机的航程和內油总是有限的,SR-71“黑鸟”也不例外。况且因其独特的结构设计,“黑鸟”在起飞前并不是满油状态,也就是它在地面机体冷却时的“漏油”状况。

每次“黑鸟”出征都是起飞一段时间后,在空中进行加油,然后再执行任务。有一架“黑鸟”曾持续飞行10小时30分钟,飞行了24000公里,需要有多架空中加油机在不同空域等待为其进行多轮加油。作业时它需要把速度降低到亚音速状态,以和加油机的速度一致。加油完毕后,“黑鸟”再以它的高度和速度飞行。

987年在飞来者大会上进行飞行表演。

第图片来自网络

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