发布号
APP下载

现代战机内部温度极高,2000度是家常便饭,为何不会化成铁水?

CNN防务观察

02-14 17:09

F-22的尾焰异常引人注目

百年以来,战机的发展旅程大致经过了双翼飞机到喷气式飞机两个阶段,每个阶段都代表了其时代航空工业的最高水平,而作为飞机心脏的发动机,也从最初的''活塞''发动机到''涡喷/涡扇''发动机,发展到如今各类冲压发动机。众所周知,冲压发动机采用高压内燃技术,这导致战斗机内部的温度极高,超过2000℃可以说是家常便饭,而为了解决这一温度问题事实上战斗机采用了许多方法。

俄式战机的尾焰呈现明显的蓝色

首先需要明确的是,战斗机2000℃指的是发动机内部的燃烧室温度,其他部位的温度都达不到这么高,尤其是特别明显的飞机尾焰。一般而言尾焰的颜色与其温度有着密切的联系,例如F-22在飞行时的橘红色尾焰温度就在900℃左右,而大多数俄式战机的蓝色尾焰温度在1500℃作用,这个温度不足以熔化大多数构成战斗机的金属。

一款战斗机发动机正在接受测试

真正可以''熔化''战斗机的其实是燃烧室。飞机燃烧室是飞机用来点燃压缩的空气和航空燃油的地方,这里的温度最高一般在2000摄氏度左右,这个温度足以熔化大多数的金属。但至于为何飞机仍然没有熔化,这就是因为燃烧室属于空腔结构,只有燃烧室内壁与高温气体接触,另外再加上特殊的耐高温材料,致使飞机的燃烧室不至于''烧毁''。

无论哪种涡轮叶片,都是对一个国家工业的极大考验

既然都不会烧毁,那为何会出现喷气式飞机着火的现象?首先要明确的是,整个飞机温度最高的地方在燃烧室不假,但最''脆弱''的部位却是在燃烧室的出口处,也就是涡轮机前面的涡轮叶片。这个部位既需要''直面''1600-1700℃高温气体的持续冲击,又很难冷却散热,因此当到达一定临界点时就会发生''着火''现象。

美国曾经发生过多起严重的飞机''自燃''事故

事实上,为了最大程度地解决这一问题,各种高分子合金防高温材料应运而生。据公开资料显示,第三代涡扇发动机大多使用定向凝固高温合金(使用温度1273K)作为制作涡轮叶片的材料,第四代涡扇发动机则使用单晶合金同时添加镍、铼、钴等稀有金属材料之后使得叶片的使用温度可以达到1470K,极大地增加了涡轮叶片的使用寿命。

新一代战机的诞生必定基于航空发动机不断进步

另外,随着第六代战机的研发开始,第五代涡扇发动机的研发已经被提上议程。新一代的涡扇发动机要求涡轮前温度需要达到2100K-2200K,这就不得不采用金属间化合物、双层壁超冷涡轮叶片。因此综合来说,飞机采用了许多办法来避免局部稳定过高而导致的熔化现象,而随着科技的发展,相关的高温材料技术也会越来越成熟。

猜你喜欢: