03.07 为什么大多数运输机还是采用涡桨发动机?

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当然不是。目前在役的战略运输机大多采用涡扇发动机,中小型战术式运输机用涡桨发动机。我们看全球九大军用运输机“鲁斯兰”安-124、“银河”C-5B、“环球霸王III”C-17、“鲲鹏”运-20、伊留申 IL-76、安-70、川崎C-2、空客A400M、“大力神”-130J。其中前五款机型均采用涡扇式发动机,川崎C-2同样搭载了涡扇式发动机。

涡轮螺旋桨式发动机通常搭载在中短途、战术运输机上。它的驱动原理和使用活塞式发动机的螺旋桨飞机类似,都是以螺旋桨旋转所产生的力量来驱动飞机作为推进力。涡桨发动机的燃烧室和涡喷式发动机的类似,但外形有很大不同,例如涡桨式发动机的扇叶都是外露,而涡扇式的扇叶由外涵道保护着。

图、涡桨式发动机示意图

运输机和民航客机的应用场景有很大迥异,狭义上的运输机一般指空运士兵、武器装备、投放伞兵和军用装备的军用飞机。其大多需要在复杂气候条件下、使用简易跑道进行起降。运输机根据使用性质分为战略和战术。按航程分为中程和远程。目前世界上只有美国、俄罗斯、中国、日本、欧洲和巴西拥有生产运输机的能力。

图、C-2灰狗舰载式运输机就是采用涡桨式发动机

从发动机的效率上来看,涡桨式发动机要比涡扇式发动机更高。但是前者的飞行速度通常小于后者。其主要原因在于涡桨式发动机的涵道比要比涡扇式发动机要高,导致桨叶端部速度过高,这很可能产生激波。涡桨式发动机的涡轮和螺旋桨之间还需搭载变速齿轮,这些额外的重量都会影响涡桨式发动机的性能表现。涡桨式运输机也有它独特的性质,例如美军的C-2R灰狗式运输机,其需要降落在航母甲板,采用的就是涡桨发动机。


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涡桨发动机的驱动原理大致上与使用活塞发动机作为动力来源的传统螺旋桨飞机雷同,既有涡轮喷气发动机的大功率、体积小的优点,又有活塞式发动机经济性好的特点的一种发动机。

一、涡桨发动机由于具有省油,低速性能好的特点,被广泛应用于巡逻,灭火,反潜,运输,及民用领域。

二、运输机由于体型庞大,没有很好的气动布局,阻力比较大,如果一味追求高速,将得不偿失,所以运输机在八九百公里每小时是最经济的,涡桨发动机就能满足需要。

三、空军运输机要在土路上等恶劣环境下起飞降落,涡浆发动机更合适,可靠性更好。

顺便提一下,当今世界各国越是大型的运输机就越要用涡扇,如果不考虑经济性和耐用性,涡喷甚至更合适,只有较小型的战术运输机,才采用更经济的涡桨动力。





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航空发动机有好几种,各有各的优点。有老式的活塞式发动机,现在已经淘汰完了。现役的有:涡扇、涡浆、涡喷、涡轴。涡扇较先进制造使用成本也高。一般在战斗机、客机、大型运输机等机型上使用。运输机一般在战略运输机这个级别上使用。涡浆发动机油耗低,制造使用成本低,所以在一些战术运输机上使用较多。适合大批量生产装备,所以现在全球现役数量也最多。比较有代表性的:美国的C130、我国的运八运九、欧洲的AM500等。涡喷发动机在涡轮发动机里也属于较老的型号,推力小油耗高,但超音速性能很好。所以在讲究高空高速的二代机上装备,现在也逐渐淘汰。涡轴发动机就是发动机将动力通过减速器传输到一根输出轴上。这种发动机一般在直升机上使用。以上几种发动机都是从一种技术上发展而来。舰船上的燃气轮机也是由此发展而来。


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提问的,你还活在上个世纪中期吗?如今,大多数,但凡好点的新研制的,都是涡扇而不是涡桨。简直了啊……


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涡扇的优点是推力大,速度快;缺点是对机场条件要求高,不小心跑道上飞个石子就把发动机打坏了,低速性能也差。所以适合用在大型运输机上做远程干线运输。

涡桨的优点是油耗低,低速性能好,对机场要求低,简易机场就能飞;缺点是速度慢,推力小。所以多用在中小型低速飞机上,作支线运输。

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军用运输机要求的是短距起降,在简易机场、条件复杂的情况下起降,效率高,节省燃油,能在低速条件上飞行方便空投。根据这些要求,涡桨发动机和螺旋桨组成的动力系统的性能远优于涡扇发动机,因此运输机多选用涡桨发动机。由于以前复合材料技术未完全普及,螺旋桨直径和叶片数限制,部分大型运输机仍然选用涡扇发动机。在军用运输机领域,发动机和螺旋桨组成的动力系统最有优势,但是民航客机有噪音限制,所以民航客机不使用这套动力系统。


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大多数战术运输机都是螺旋桨,这主要和螺旋桨的特点有关,螺旋桨的优点是造价低、省油、维护方便等,如果是变距螺旋桨,还具有反推的功能,不需要专门的反推装置,这些优点与战术运输机的使用环境相契合,可能是选用螺旋桨的主要原因。


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运输机由于体型庞大,没有很好的气动布局,阻力比较大,不用一味追求高速。现在的是涡桨发动机,本质上是喷气式的一种,跟二战的活塞发动机完全不同。涡桨发动机油耗低,滞空时间长,速度低,便于维修。适合运输机远程投放人员物资。运输机不追求战斗机那样高速度,高机动。



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因为螺旋桨发动机在低速区域推力更大。而喷气发动机受直径限制,在低速区域时,推力还没有螺旋桨发动机大(同样油耗的前提下),而运输机几乎没有高速飞行要求,所以螺旋桨发动机的运输机很常见。

那些用喷气发动机的运输机,往往也有比较高的巡航速度要求。


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1、相较于涡扇发动机,涡浆发动机结构更为简单,造价更低,也更便于维护。2、涡浆发动机更省油。3、涡浆发动机噪音比涡扇发动机大、但运输机主要用来进行货运,对噪声和舒适性的要求较低。


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