航空發動機的溫度有多高呢?

戰鬥機發動機也就是渦扇發動機,渦扇發動機有高溫區和低溫區。

航空發動機的溫度有多高呢?

高溫區是“燃燒室”至“尾噴管”這一段區間,低溫區是指“風扇”至“燃燒室”之前這一區間。常說的“渦前溫度”就是高壓渦輪導向葉片前面的溫度,這個地方的溫度是最高的,高達1100℃——1900℃。而尾噴管處的溫度一般在500℃——800℃之間。

航空發動機的溫度有多高呢?

為了使渦扇發動機各個部件能夠應對不同溫度處的考驗,就必須使用不同的材料來製造。渦輪葉片一般使用單晶耐高耐高溫材料製造,燃燒室和尾噴管一般使用阻燃鈦合金製造。隨著對戰鬥機性能要求的提高,渦扇發動機的推力也必須提升。而提升發動機推力的因素無非就是提高渦前溫度,增大涵道比等等。但是當今的四代機對超音速性能要求極高,大涵道比的發動機不利於超音速性能。

一般說來,渦前溫度每提高100℃,發動機推力就增加20%——25%,熱效率就提高8%。

航空發動機的溫度有多高呢?

所以說,世界各個軍事強國大都是通過提高渦前溫度的方式來提升渦扇發動機推力,以滿足戰鬥機對發動機推力的要求。

各先進渦扇發動機的渦前溫度如下:XF9-1發動機的渦前溫度為1826℃,F135發動機的渦前溫度在1800℃左右,F119發動機的渦前溫度為1703℃,渦扇-10發動機的渦前溫度為1473℃,M88發動機的渦前溫度為1577℃,F110系列發動機的渦前溫度為1181℃,AL-31F發動機的渦前溫度為1391℃,EJ-200發動機的渦前溫度為1529℃。

由此可見,第三代渦扇發動機的渦前溫度在1700℃以下,而第四代渦扇發動機的渦前溫度在1700℃以上。算起來,第四代發動機的渦前溫度比第三代發動機的渦前溫度提高了300℃——400℃,推力增大了40多千牛。

航空發動機的溫度有多高呢?

為了使渦輪葉片能夠承受的溫度越來越高,就使用了單晶耐高溫合金作為渦輪葉片的主要材料。目前來說,單晶耐高溫合金已經發展了五代,而投入實用化的是第三代。美國的有CMSX-10,我國的有DD409,日本的有TMS-75,這三國的第三代單晶耐高溫合金的性能基本在同一層次。

航空發動機的溫度有多高呢?

事實上,單晶耐高溫合金的性能基本上已經發掘殆盡了,想要提高其在更高溫度下的抗疲勞壽命,抗蠕變性能,強度是難上加難。

所以說,也在研發陶瓷基複合材料,碳碳複合材料以代替當今的單晶耐高溫合金。雖說這兩種材料的耐高溫性能極強,但是其較脆的弱點,也是限制其在渦扇發動機上大規模使用的重要原因。

航空發動機的溫度有多高呢?

現如今,在單晶耐高溫合金還在發揮大量使用的環境下。開發新型材料顯得尤為重要,畢竟未來的戰機對速度的要求會更高,同時也需要推力更大的發動機。


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