制造一架最大起飞重量达到1000吨的大飞机需要多大推力的发动机?

fetion211


我们以最新的波音777X为例,它最大起飞重量达351.5吨,其搭载的GE9X发动机最大推力达61吨,两台能产生122吨推力,推重比达到惊人的0.35!而世界最大运输机安-225最大起飞重量能达到640吨,其搭载6具伊夫琴科D-18T 涡扇发动机,单台推力约23.4吨,6台推力达140.4吨,推重比达0.22。如果将安-225改装成1000吨级运输机,理论上将需要推力220吨,如果换装GE9X发动机需要5台才行。

从推重比来看协和式的奥林匹斯593推重比更为惊人,协和式客机的最大起飞重量为185吨,奥林匹斯593发动机单台推力17吨,4台推力68吨,推重比为0.36。

发动机并不是问题,问题是如何设计千吨级运输机的机翼

单以上均是理论情况,实际情况更加复杂。世界上最大型客机空客A380最大起飞重量约570吨,其搭载4具罗罗遄达900或发动机联盟GP7270型发动机,其单台推力达到35.5吨,4台发动机能输出142吨。当初研制A380时,发动机的推力并不是问题,而是如何设计A380的机翼。A380如果使用传统机翼,它的机翼必须变得很长,这严重超过了机场对机翼长度的限制,而且气流通过机翼翼尖时会遇到很多障碍,并会产生螺旋状的翼尖涡流。因此工程师借鉴仿生学原理,将翼尖小翼设计呈垂直状,这也让A380的机翼长度成功控制在79.8米。

飞机的机翼不能无限制延长,国际机场的上限是80米,A380几乎贴线而过,而且付出的代价是外侧的两具发动机没有反推力功能,这也丧失了部分刹车性能。相对而言,千吨级运输机需要的机翼长度更长。


航空之家


1000吨的大飞机需要多大推力的发动机,我们不妨拿一些其他机型作个参照。

目前世界上最大的飞机是前苏联安东诺夫设计局研制的安-225运输机,最大起飞重量640吨,搭载了6台D-18T发动机,单台推力24吨,总推力约144吨。安-225的推重比(推力和自身重量的比值)约为0.225。

这个世界上最大的民航客机是空客A380,最大起飞重量为560吨,搭载了4台EA GP7200发动机或4台罗罗Trent 900发动机,单台推力约36.8吨,总推力约147吨。因此A380的推重比约为0.263。

目前世界上最大的双发客机是波音777-300ER,最大起飞重量350吨,搭载了2台GE90-115b发动,单台最大推力52吨,总推力104吨。因此波音777-300ER的推重比约为0.2971。

空客公司研制的最大双发客机A350-1000,它的最大起飞重量316吨,搭载了2台TrentXWB-97,单台最大推力44吨,总推力88吨。所以A350-1000的推重比约为0.279。

空中女皇波音747-8客机,它的最大起飞重量447.7吨,搭载了4台GEnx发动机,单台最大推力约29.6吨,总推力118.4吨。所以波音747-8的推重比约为0.264。

由此可以看出大型客机的推重比介于0.2~0.3之间,我们取上述几种参照机型推重比的平均值(0.225+0.263+0.297+0.279+0.264)/5=0.2656来作为1000吨超大飞机的推重比,那么可以得出1000吨超大飞机所需要的推力为265.6吨。

那么,配置5台GE90-115b发动机,左右侧机翼下方个悬挂两台,另外一台安装在尾翼上,刚好可以满足1000吨超大飞机的推力需求!


熊猫爱飞行


造飞机这一个东西可真不是一个轻松的活儿。不是想想就能做得出来的,尤其是像题主提问的1000吨的大飞机。这里面所涉及的东西有很多空气动力学,材料力学等等一系列深度的理论知识。不是光想想或者是凭几个公式计算出来一下就能解决得了的。而且提主题问的这个问题所给的条件也不太全面,飞机是在什么情况下起飞?1000吨大飞机的类型是哪些?用于哪些领域?客机?战斗机?还是用于竞赛的民用飞机?按照正常运输机的0.2多点的推重比来计算,差不多需要200多吨的推力,而毕竟1000多吨的飞机,为了保证其安全,要确保它的发动机推力,在300吨以上。

虽然这么重的飞机可以在电脑上模拟出来,是在现实生活中却不容易制作出来,即便是弄出来,也没有太大的卵用,需要为他建造一个专门的机场。如果把它当成客机或者是运输机来使用,那么它的造价太昂贵,如果把它用于战斗机来使用,那么它的目标也太大了,几乎就是一次性的消耗品。机动能力也不会很强。

飞机的升空是靠发动机产生的推力,但也并不完全依靠发动机所产生的推力。环球飞行者升阻力比达到了惊人的37。因此只需要极小的动力就可以提供足够的升力。也只有这样的设计可以让环球飞行者用了76小时45分钟的时间分了41467公里。所以如果按照这个标准设计1000吨的大飞机,那么它所需要发动机所提供的推力就要小很多。目前世界上最大的飞机是前苏联安东诺夫设计局研制的安-225运输机,最大起飞重量640吨,搭载了6台D-18T发动机总推力约144吨。安-225的推重比约为0.225。从上面就可以看出来不同领域的飞机,他所需要的发动机的类型和布局都不同,也没有办法完全来计算。

而且如果制造飞机,也不能单纯的考虑它的推重比,还需要他的机翼横截面积和升阻比等等一系列数据。所以这个问题提出来大家回答也就是乐呵乐呵吧,并没有太大的实际意义。


沐风谈兵论道


首先要来个参考样本,这里我们选用的是“平流层发射”(Stratolaunch),他是由微软联合创始人保罗艾伦与空间探索公司的马克斯联合出资建造,用于飞到10000米高空发射火箭和卫星,这样可以比地面发射节省30%的燃料成本。

平流层发射翼展达到117米,是目前世界上翼展最大的飞机,该机采用双体飞机设计,两个机体中间可以挂载230吨重的火箭进行发射。该机空重226吨,该机第一阶段最大起飞重量为540吨,但设计的最终起飞重量将可以达到690吨(1500000lb),届时将超过前苏联的安-225的640吨最大起飞重量,成为世界上起飞重量最大的飞机。

之所以选择平流层发射作为样本,除了起飞重量潜力大外,更重要是安-225是作为军用运输机,为了货舱尺寸等妥协,气动布局上飞行阻力较大。而平流层发射作为商业飞机,对于飞行成本非常重视,气动布局更具有经济性。

平流层发射选用的动力,是6台普惠公司的PW4000-94型大涵道比涡扇发动机,这款发送机也是波音747-400型客机的发动机,单台推力为222–276kN,约22.6吨-28.2吨(后者一般作为起飞推力模式),那么其总推力最大为171.6吨。

假设将平流层发射进行等比例放大的话,取第一阶段540吨起飞重量值的话,那么相对应发动机推力应该为317.7吨。如果取最终的690吨起飞重量的话,对应发动机推力需要248.7吨。值得一提的是平流层发射发动机安全余量放的很宽,达到40%以应对各种突发情况。

而另一个最大起飞重量640吨的巨无霸安-225,使用6台D-18T涡扇发动机,单台最大推力为229.5kN,约合23.4吨,总推力为140.5吨,当年老毛子用这么点推力来驱动这么大的飞机,着实了不起。如果以此为参照进行放大的话,那么相对应最终推力为220.5吨。


士兵FF


先要来个参考样本,这里我们选用的是“平流层发射”(Stratolaunch),他是由微软联合创始人保罗艾伦与空间探索公司的马克斯联合出资建造,用于飞到10000米高空发射火箭和卫星,这样可以比地面发射节省30%的燃料成本。


平流层发射翼展达到117米,是目前世界上翼展最大的飞机,该机采用双体飞机设计,两个机体中间可以挂载230吨重的火箭进行发射。该机空重226吨,该机第一阶段最大起飞重量为540吨,但设计的最终起飞重量将可以达到690吨(1500000 lb),届时将超过前苏联的安-225的640吨最大起飞重量,成为世界上起飞重量最大的飞机。

之所以选择平流层发射作为样本,除了起飞重量潜力大外,更重要是安-225是作为军用运输机,为了货舱尺寸等妥协,气动布局上飞行阻力较大。而平流层发射作为商业飞机,对于飞行成本非常重视,气动布局更具有经济性。


平流层发射选用的动力,是6台普惠公司的PW4000-94型大涵道比涡扇发动机,这款发送机也是波音747-400型客机的发动机,单台推力为222–276kN,约22.6吨-28.2吨(后者一般作为起飞推力模式),那么其总推力最大为171.6吨。


假设将平流层发射进行等比例放大的话,取第一阶段540吨起飞重量值的话,那么相对应发动机推力应该为317.7吨。如果取最终的690吨起飞重量的话,对应发动机推力需要248.7吨。值得一提的是平流层发射发动机安全余量放的很宽,达到40%以应对各种突发情况。

而另一个最大起飞重量640吨的巨无霸安-225,使用6台D-18T涡扇发动机,单台最大推力为229.5kN,约合23.4吨,总推力为140.5吨,当年老毛子用这么点推力来驱动这么大的飞机,着实了不起。如果以此为参照进行放大的话,那么相对应最终推力为220.5吨。


五岳掩赤城


1000吨的大飞机是吧,如果抬杠的说1克以内的推力就能让这架飞机飞起来。

当然了 这是抬杠——为什么这样说呢?

抬起飞机所承受的“升力”其实和推力没有一毛钱关系。

推力公式:L(升力)=ρVΓ(气体密度×流速×环量值)

看里面是不是没有提到推力F呢?自然没有!


那么按照这个公式来看是不是飞机就可以没有发动机了呢?当然不是。飞机还是需要发动机提供一个推力的。

我们看升力公式里面有一个V,这个V是气流相对于机翼的流速。如果静止的状态下空气相对于飞机机翼的流速就是0。当飞机逆风停放的时候,V >0 所以我们可以看到这样的景象。

注意看这架波音-747。这是一架废弃的飞机,已经拆除了发动机。当大风吹来的时候,这架飞机机头直接扬起风过后飞机的机头低下来。

当然了,如果继续抬杠的话,可能说这架飞机没飞起来是吧。那么继续看下图



飞起来了吗?静止的飞机逆风停放有可能会直接升空的,升空后飞机逐渐被风吹加速,等到速度等于接近风速的时候会逐渐下落。整个过程不会有发动机的参与。


很像我们放风筝的原理——被风筝线牵着的风筝在空中移动的速度总会小于风速,因此不会下落。如果断了线(飞行速度接近风速)一定会跌落下来。


那么发动机是做啥的?

还看飞机升力公式:

推力公式:L(升力)=ρVΓ(气体密度×流速×环量值)

如果没风吹飞机,或者吹到机翼上的风很小,那么就得靠发动机推动飞机前进了。使飞机的机翼在空气中运动,以达到升力公式中的V提高的目的。

这时,V就带来了另外一个问题——阻力

阻力公式:

FD为阻力,ρ 是流体的密度,v 是物体对流体的相对速度,CD 是阻力系数,A 是面积

嘿嘿这里有FD阻力了,发动机是为了产生足够大小V的前提下克服阻力的。

就这么简单。

当然了,这里就有一个升阻比(L/D)的问题了,升阻比的比值越大,就代表可以用越小的推力获得更大的升力。这样飞机的爬升性能就更好。


例如这架环球飞行者:

升阻力比达到了惊人的37。因此只需要极小的动力就可以提供足够的升力。也只有这样的设计可以让环球飞行者用了76小时45分钟的时间分了41467公里。什么概念?围着地球飞了一圈!


所以说推力和最大起飞重量有关吗? 关系真不大!为啥要给飞机提供更大的推力?主要是为了让飞机获得足够快的速度,记住啊,飞行的阻力和速度的平方成正比,所以更快的速度需要更大的推动力才可以达到。和升空没一点关系。


军武数据库


一声锤响,国产大飞机及发动机精密锻件出炉!美最担心事情发生!

对于飞机来说,发动机起着至关重要的作用,就像飞机的心脏一样,没有一个好的发动机,那么这款飞机的机动性就大打折扣!航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械,作为飞机的心脏,不仅是飞机飞行的动力,也是促进航空事业发展的重要推动力!对于我们来说,像航空发动机这种精密军工业本身起步就比较晚,再加上西方国家的百般封锁,即便是当时关系非常好的俄罗斯,也不会向我们提供发动机技术,所以我们只能靠自己,一步一步摸着石头过河!而最近这几年,我们的航空发动机技术取得了举世瞩目的成就,但是不得不说,与美俄这也的发动机强国相比,我们还有巨大的差距!

对于大飞机来说,没有强有力的发动机,就很难生产出了不起的大飞机,而在昨天,中航重机西安航空锻造产业基地传来了巨大的好消息,对于我们的大飞机和发动机来说,没有好的精密锻件显然研发不出好的大飞机和发动机!在9月26日,随着隆隆的一声锤响,一件大型精密的锻件产品在全球最大电动螺旋压力机的锻压下,正式在中航重机西安航空锻造产业基地出炉。此产品的问世,标志着我们锻造产品正式进入到精锻3.0时代。这项技术绝对是了不起的成就,全球能够锻造如此之大的精密锻件的国家屈指可数!

要知道不管是美国还是俄罗斯,其完整的工业体系和强大的国民经济,无一例外都伴随着大型锻压设备的崛起而形成。全球拥有35000吨级以上模锻压机设备的国家,也就是几个大国!而对于我们来说,发动机和精密军工业素来都是我们的短板,此番国产大飞机及发动机精密锻件出炉,也意味着我们的大飞机研发和发动机这样的精密军工业再上一个新台阶!该设备具有高精度、高刚性、高能量、大打击力、抗偏载、速度精准可调可控、多点顶出、高效节能等特点,可实现所有锻造参数可控、可储、可重复,特别适合航空、航天难变形的高温合金、钛合金、超高强度钢材料等各类风扇盘、压气机盘、涡轮盘、梁、框、起落架等大中型精密模锻件的生产,可满足航空、航天等高端锻件市场对工艺过程致性的严苛要求,其锻造能力可以覆盖80%以上的飞机结构件!

而对于美国来说,听到这个消息显然会不开心,美国最担心的事情终于发生了!一旦说我们具备了大型精密锻件产品的生产技术,那么我们研发发动机和大飞机都不再是什么问题!对于美国来说,美国的波音如今已经是处于风口浪尖,是我们大飞机打出名声的关键时刻!而发动机技术显然也会突飞猛进,那么战斗机、运输机、轰炸机等等军机的发动机技术将会上一个新台阶,对于美国来说,优势会大大缩小,这也是美国最为担心的事情,但是不得不说,与美国相比,我们还有巨大的差距!


武器君


造1000吨起飞重量的超大飞机对现代科技完全没问题,发动机也不是问题,GE-90-115的推力可达到56吨,四台发动机就够了。

问题是造这么大的飞机,飞机翼展得多宽?空客380的翼展是84米,国内已经没几个机场适合起降了,一但1000吨超大飞机造出来,试问全世界能有几个机场能起降呢?

所以根本问题还是这种超大飞机✈️的适用性太差!


云飞扬62119538


差不多50吨推力的发动机,六台就够了。类似于造一架俄罗斯现在的图225。你目前的技术肯定比。俄国人搞的那个好。只是这个飞机造出来没多大用处。预研费用还非常高。小国家肯定不会买的。所以完全熟一个理论问题。


刀锋战士他爷


至少需要200吨推力。但是如果考虑安全,应该超过350吨推力。空气动力学,是很受局限的,人类目前还没有能力凭借电脑模拟。其主要原因就是,动力不足,一切外部微小变量都有变局的威力


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