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第二百一十六章 EJ200

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作品︰重生之奮斗在香江 | 作者︰鷙鳥皴


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    現代渦扇航空發動機設計,無論你是哪個流派,都要遵循一個基本設計原則,吳仲華的“吳氏通用理論”。www.biquge001.com

    吳仲華,1917年7月出生在上海,1940年畢業于西南聯大後留校任教,1947年在美國麻省理工學院獲博士學位,並先後任美國naca研究科學家、pib教授。後來他去英國羅爾斯-羅伊斯發動機公司工作,並于50年代初發表了《軸流、徑流和混流式亞聲速與超聲速葉輪機械中三元流動的普遍理論》論文。

    在英國工作期間,吳仲華根據“三元”原理發明了斯貝發動機,因此被譽為“斯貝發動機之父”。

    吳仲華發明的斯貝發動機世界聞名,其特點是推力大、耗油低、可維護性好、使用壽命長。就連美國也引進了該型發動機的制造權,經改進後用在a-7攻擊機上。

    隨著斯貝發動機被美國引入,“吳氏通用理論”設計思想也被引入到美國,隨後很快成為全球渦扇航空發動機設計的標準理論。

    美國又在“吳氏通用理論”的基礎上提出了”標準化、模塊化、系列化”和六格西格瑪(標準公差)的思想,于是便誕生了後世著名的f-110和f-119發動機。

    法國的航空發動機設計也采用了“吳氏通用理論”,但法國資金和技術有限,因此在渦扇發動機的設計上只保留了“吳氏通用理論”中的“三元”基本原理,其余的則盡可能的簡化,以次來降低發動機在研制過程的技術難度。其代表作就是著名的53渦扇發動機。

    -53渦扇發動機,按照“吳氏通用理論”或者美英設計流派標準實在是太過于簡化,發動機的推力也是肉的不得了,但法國人卻在-53上創造性的采用三支點的單轉子結構,與美英的雙轉子結構相比,-53雖然性能較差,但結構簡單可靠,便于維修。于是法國得了個“簡約式設計流派”的雅稱。

    期初英國是看不起-53發動機的,但幻影f1的出現改變了英國人對-53的看法。

    在幻影f1出現以前,全世界的所有的噴氣式飛機設計都是遵循傳統的飛機的設計理念(就是主機翼在前,水平尾翼在後的這種設計)。這種設計有個特點,就是對航空發動機推力要求很高,因此美、英、甦三國為了追求飛機的高性能,是想盡了一切辦法來提高發動機的推力,這就造成航空發動機的結構和技術也變得異常的復雜,研制成本如同坐了火箭一般地往上沖。

    英國首先支持不住敗下陣來,別看他搞出了斯貝這種三代經典,但也就止步于此了,至于第四代實在是承受不起了,于是英國走上了與他國聯合研制航空發動機的道路。

    -53發動機的推力與斯貝相比實在是有夠肉的,按照傳統的飛機布局,只能勉強的讓飛機飛起來,想要滿足現代化激烈的空戰要求是想都不要想。

    而幻影f1卻打破了這個傳統,它采用的全新的無尾三角翼設計,巧妙的解決了發動機動力不足問題。

    首先,無尾三角翼,它的翼面積比傳統的飛機翼面積要大很多,因此飛機獲得升力要比傳統的飛機要大個30%左右,這就相對降低了對航空發動機的推力要求,對發動機的推力要求不高,是典型的小動力,大升力的類型。

    第二,無尾三角翼也符合現代戰機高空高速的要求,所以-53推力雖然小,但幻影f1無尾三角翼戰機與傳統布局結構的戰機來說,是一點都不弱。比如,第二次中東戰爭中,幻影在米格和甦式戰機面前是完全不落下風,特別是小半徑機動,更是無出其右者。這說明無尾三角翼飛機的機動性是一點不比傳統飛機差,某些方面甚至還高于傳統結構的飛機。

    第三,由于三角翼的面積很大,所以無尾三角翼戰機相比傳統的飛機可以裝更多的油,從而實現大航程和較高的留空時間。機翼面積大還有另外一個好處,那就是可以在戰機上多設置幾個掛點,像幻影2000機腹下面就有九個掛點,台風戰機有13個外掛點,法國的陣風有14個外掛點,載重達到6-8噸,一點都不比f15,su27裝的少,su35、su34這樣的變態除外。

    法國幻影的出現,讓它的鄰居英國是跌了一地的眼鏡,他們從來沒有想過飛機還可以這麼設計,在中東戰場上的表現來看,幻影是一點都不弱。于是英國開始重新審視自己以前的發動機設計思路,從那以後英國放棄了以前那種美式的設計思路,開始轉向法國的設計思路,即不在盲目追求航空發動機的最大推力,推力小一點就小一點,只要夠用就行,這導致了後來ej200航空發動機的誕生。

    斯貝發動機,長5025毫米,直徑1093毫米,重1850千克,最大推力545千牛,加力推力911千牛,推重比505。

    ej200發動機,長3556毫米,直徑863毫米,重900千克,最大推力60千牛,加力推力90千牛,推重比10。

    f119發動機,長4826米,最大直徑113米,重1360千克,最大推力156千牛,推重比117。

    從這三組發動機數據就可以看出,斯貝發動機屬于典型的三代重型大推力發動機,說明那個時候的英國與美國一樣,還沉迷于大推這個大坑里面,後來法國幻影的出現,才終于走上了中推這個正確的道路,否則繼續像美、甦那樣玩大推,非得把他給玩死不可。

    ej200就是一款充分吸收了法國發動機設計優點的中推航空發動機,ej200計劃最早誕生于1982年,並在1991年推出首台ej200的原型機。這台發動機集合了法國發動機結構簡單和高可靠性,以及方便維護的優點,同時也集合了美國“標準化、模塊化、系列化”的優點,因此凌世哲把它作為了自己未來的航空發動機。

    當然法國的88渦扇發動機也是個選擇,但88有個最大的缺點,就是它的核心機性能太差,雖然後來法國花高價從美國得到了部分f110的核心機g9的部分技術,從而改善了88核心機的基本性能,但88在技術上只能算是勉強達到四代的航空發動機,跟ej200是差了整整一個等級。

    而且f110的核心機g9,最早是為b1重型超音速戰略轟炸機的發動機f101研制的,因此g9核心機的結構是異常的復雜,所以說吸收f110發動機技術的88的發動機結構也是同樣的復雜,要知道法國的航空發動機一項以結構簡單可靠而聞名于世,但88卻是個怪胎,結構復雜、價格昂貴不說,其性能比前甦聯為米格-29設計的rd-73(p⑸-73)渦扇發動機好不了多少。

    可以看出法國人是被美國佬給坑了,88完全是個大坑,法國佬技術雄厚,仗著國家的財力支持,能夠把美國佬設得坑給填平,可凌世哲卻沒有這個本事,背後又沒有國家提供財政支持,凌世哲除非瘋了才會去選擇88航空發動機。

    而ej200相比法國的88來說,發動機的基本結構要相對的簡單許多,在技術上也更容易實現一些,總共不超過20億美元的研發經費,凌世哲在心里上也更容易接受一些,就算最後要超支,只要不超過60億美元,也完全在他的心里承受範圍之內。要知道福特的蒙迪歐的總研制經費可是90億美元,相比于蒙迪歐來說,花60億就能搞出ej200第五代航空發動機可是大大的賺了。而且ej200還有個大推版,那就是被歐洲稱為ej300,美國代號f136的大堆發動機。

    ej300是隱形戰機f-35的備用發動機,英國打算等f-35正式裝備後,英國版的f-35的動力模塊就選擇ej300發動機,包括f-35的垂直起落版也是如此。這是能跟f-119相比美的發動機啊,凌世哲找不出任何的理由不發展他。

    “董事長,我看你給我的這張核心機結構草圖,我怎麼看怎麼有點像歐洲”狂風“戰斗機的rb199發動機啊!”

    “沒錯,我是參照了歐洲rb199發動機的結構來的。”凌世哲點頭說道,不愧是航空動力的高級專家,一眼就看出了其中的關鍵,“不過這台xb-40核心機可比rb199發動機可是有著更高的性能要求,即推力大、推力大、重量輕、體積小、結構簡單、可靠性高、皮實耐用和較高的經濟性指標,怎麼樣有信心完成嗎?”

    王元卓抹了下頭上的汗,說道︰“技術難度太大,我不敢打隨意打包票。要知道我們的基礎實在是太差,沒有一點的航空發動機技術積累。”

    凌世哲沉默了,王元卓是在歐美能找到的最好的航空發動機方面的專家,他在渦扇發動機的造詣不在吳仲華之下,甚至還青出于藍而勝于藍,連他都沒有把握,凌世哲真不知道又該去找誰。

    歐洲的ej200渦扇發動機,是他在所有的歐美先進發動機里能夠找到的結構最簡單,技術難道相對最小的一種發動機了,這樣的發動機如果都不能山寨出來,他又那里去找更簡單的發動機給他。

    思索了良久,凌世哲把心一橫,眼神犀利的望著王元卓說道︰“王教授,你是我們華人界除了吳仲華以外最好的航空動力專家了,連你都束手無策,我也不知道還有誰能夠承擔如此大任。我雖不才,卻深受委員長之大恩,並授予我黨國上將之軍餃。x-40b核心機事關我中華航空要略,哪怕前面是刀山火海,我也將義無反顧。我給你80億美元,20年的時間,交給我一台完全成熟可靠的發動機行嗎?”

    王元卓整個人都愣了,天啊!你什麼時候變成了忠誠的三民主義戰士了?你凌世哲向來都是口號喊得震天響,卻從來沒有看你做過一件三民主義者該做得事,忽悠別人到時一把好手,跟你的老子是一個德性,三民主義大旗高高舉起,就是不見任何行動,算個什麼三民主義者。

    不過話已經放出來了,按王元卓對凌世哲的了解,知道他是下定了決心要做航空發動機。自己的老板都這樣了,難道自己還能退宿不成,于是也把心一橫,回望著凌世哲的雙眼,毅然說道︰“既然董事長決心已下,不怕這麼多錢全都打了水漂,那我也跟著賭一把,只要研發經費充足,20年後,我給你想要的發動機!”

    “好!這才是我們華人第一的年輕航空動力專家該有的本色,我等著你的發動機!”口號喊完之後,凌世哲迅速進入了實質的工作狀態,“錢和時間我給你了,要人我給你人,沒有,你告訴需要什麼樣的人,我都給你找去。除此之外,你還有什麼要求嗎?”

    “xb-40核心機跟rb199發動機很相似,只是在結構上更加簡單,如果董事長能搞到一台rb199的話,我就有把握了。至于其他的倒是沒有了。”王元卓建議道。

    “哈哈哈……原來你是這個要求啊!哈哈哈……放心,艾莉森早就為你準備好了。知道嘛,去年加國一架“狂風”戰斗機在例行訓練時,發生故障墜毀,艾莉森就通過關系,搞到了一台rb199,這台發動機只是雖然不能用了,但外形基本保持完好,它現在就放在加拿大的總部倉庫里面。你要的話,我現在就打電話叫他們送過來。”

    王元卓高興的說道︰“太好了,有了rb199做參考,我們可以少走許多彎路。不用送過來,把它放到加拿大的噴氣與推進實驗室里就行,我自會去看。”

    凌世哲點點頭說道︰“成,你是噴氣與推進實驗室的負責人,你說了算。另外,我還幫你搞到了四台英國斯貝,不過是民用的,不知能不能幫到你?”

    “什麼還有斯貝,一來就是四台,董事長你從哪里搞來的?”

    凌世哲嘆了口氣說道︰“這就說起來話就長了,簡單的說,那是以前龐巴迪公司為了研制四發大型干線客機,從英國買來的四台斯貝。”接著凌世哲就把龐巴迪創始人j-arandbobardier研制大飛機的事說了一遍。

    “原來是這樣,行,我知道該怎麼做了。雖然沒有技術圖紙,把它拆了光是看,還是能看出不少門道的。對我們還是有一定幫助的。”好若書吧,看書之家!唯一網址:
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