噴氣式客機和噴氣式戰鬥機的發動機有何區別?
我發現噴氣式客機和一些大型飛機的發動機都裝在機翼上,裡面是有葉片在轉動,而戰鬥機的發動機都裝在後面,屁股噴火的。
你說的不是發動機的區別,其實是佈局上的區別。
實際上戰鬥機也有發動機放在翼下的,比如ME262。反過來講,客機也有貼著機身放發動機的,比如著名的彗星。不過你不難發現,他們都是早期的機型,而現代機型大致上都是趨同的:大客機發動機放在翼下,戰鬥機發動機放在機身後部。這種趨同設計背後是因為:
客機需要連續的大容量(人的「密度」很低),那發動機就不好放在機身裏。同時,客機最重要的其實是運營經濟性,其次是舒適性,並不追求極致飛行性能,用著方便更重要。翼下弔掛有這些好處:
- 發動機離地面近,便於維護時的可及性。
- 整個暴露在外,便於拆裝。
- 負荷比集中在機身位置更分散,有利於減輕翼身連接點的負荷。
- 雜訊有機翼遮擋一部分。
實際上客機也有很多發動機尾部弔掛的,比如麥道82、圖154。這樣的優點是離地面更高,有利於避免吸入跑道異物,便於在劣質跑道起降。另外如果飛機比較小,機翼下面可能沒有空間掛發動機,就只能掛屁股兩邊。缺點一個是吵,一個是大飛機就會離地面太高。
戰鬥機要求飛行性能,發動機掛在外面增加了轉動慣量(質量分佈更遠離軸線),並且增加了阻力(表面積變大了)。所以要和機身做成一體。
對於發動機本身來講,由於客機只飛高亞音速,而現代戰鬥機通常有兩倍音速的設計目標,所以客機發動機都有大風扇(低速時驅動更多空氣,高速時效率差、阻力大),而戰鬥機發動機的風扇要小得多(高速時阻力小),並且有後燃室(屁股後面直接點一把火噴出去)。
裝機翼上還是裝屁股上那只是安裝位置的區別。最早的噴氣式戰鬥機Me-262也是把發動機掛機翼下面的。這個和發動機本身沒什麼關係。
事實上,客機和戰鬥機的發動機從本質上說也是一樣的,目前的主流都是渦扇發動機。但是和「都叫汽車,礦卡和F1差別很大」一樣,戰鬥機的渦扇發動機和客機的渦扇發動機也有一些區別。
所有的區別在於用戶對發動機的性能需求不同。客機發動機要求的是經濟性、安全性、壽命、可維護性、噪音等,而軍用發動機則以性能為第一,其他的可以往後稍稍。
需求上的不同就導致了設計上的不同。比如:
第一,涵道比。涵道比的概念知乎上肯定有,知乎上沒有搜索一下也能找到。客機發動機的涵道比普遍比較大,而且航司賺錢不容易,對油耗的要求越來越高,所以近年民用航空發動機的涵道比一個賽一個的大。而戰鬥機對油耗什麼的不是特別在意,加上又有機身尺寸的限制和高速飛行的性能要求,涵道比一般都很剋制。如F135發動機的涵道比只有0.57,而CFM56這種比較老的渦扇發動機涵道比都有5,GE9x則達到了10,羅羅表示要搞涵道比15的,這種趨勢加持下弄得777的發動機吊艙直徑比737的機身還大。
第二,加力燃燒室。簡單點說戰鬥機為了飛得更快,特別是需要跨音速的時候,需要開加力,開加力之後發動機的推力會更高。一般戰鬥機都有加力燃燒室,客機一般不帶這東西,因為加力一開油耗飛天,航司買飛機是要賺錢的,成功不是飛得快,省油能賺錢纔是成功。
當然帶加力燃燒室的客機不是沒有,協和就有加力燃燒室,起飛要開,跨音速的時候也要開。然後協和就因為太過於油老虎悉數退役了。緬懷。當然和現在的客機不太一樣的是它沒有風扇,奧林匹斯593算是渦噴發動機。即便如此,593「效率最高的渦噴發動機」這個頭銜也暴露了民用發動機最重要的追求——省油。
你所看到的「噴火」,很多時候就是開加力的時候噴出來的。不開加力的話戰鬥機的噴口一般也不會噴火而是和客機一樣很低調地噴氣。
第三個是壓氣機的壓縮比。民用發動機為了省油省油再省油壓氣機增壓比也是玩命往高了做,加上風扇總增壓比能達到40,但是戰鬥機一般只有25-30。戰鬥機追求的是高推力,增壓比太高反而會導致推力下降。
第四個渦輪轉子,民用發動機為了省油省油再省油而且涵道比大,一般都用兩級高壓渦輪再加一串低壓渦輪,但是軍機一般就是高壓一級低壓一級。
其他的區別肯定還有,畢竟我不是啥航空專業人士,歡迎補充。
主要區別是涵道比不同。
涵道比的概念是流經外涵道與內涵道空氣流量的比值。參考下面的渦扇發動機原理簡圖。