飞机|世界上最费油费的战斗机是哪个国家的?为什么费油?( 二 )


人类科技发展已经到了一个瓶颈期 , 飞机发动机性能的提升主要通过燃油消耗达成F22战机的内油携带能力是8吨 , 美军公布的F22战机的作战半径大概是750公里左右 。 一架三代重型战机作战半径还不如一架中型的三代机 , 大家是不是很意外?所以我们经常能看到F22是携带副油箱飞行的 , 因为这架飞机太费油了 。 那么美军F22战机为什么那么费油呢?
这里就要说到发动机了 , 目前美军F22装备的F119发动机油耗极高 。 这款航发研制时间很早 , 性能出色 。 不过缺点之一就是油耗太高 。 航空涡扇发动机是在涡喷发动机的基础上整合了外涵道研发完成的 。 这种发动机兼顾了燃油经济性和大推力的优点 。 其主要结构是核心机前段加装风扇 , 风扇和核心机通过共转轴共同旋转 , 核心机燃烧室内燃油燃烧之后 , 其燃烧能量不但推着共转轴旋转 , 而且燃烧后的高温高压气体还会通过尾喷口排出 。 涡扇发动机有两个涵道 , 分别是核心机所在的内涵道和核心机之外通过整流罩包裹的外涵道 。
涡扇发动机的推力有两部分组成 , 一个是核心机燃烧后高温高压气体从尾喷口排出的一份反作用力 , 另一个是风扇通过外涵道排出冷空气赋予的推力 。 涡扇发动机要想更省油 , 就需要做大涵道 , 也就是将外涵道扩大 , 因为外涵道不烧油 。 我们经常看到运输机和民航客机的发动机都特别粗大就是这个原因 , 外涵道大了之后省油 , 飞机运行的经济性高 。 不过外涵道扩大之后 , 飞机的推重比会显著下降 , 所以战机一般都采用小涵道比涡扇发动机 。 小涵道比涡扇的主要推力来源是核心机 , 所以涵道越小 , 飞机发动机的推重比相对也就越好 。
F22的发动机F119之所以具备这么好的性能 , 并不是美国掌握了什么黑科技 , 而是将发动机的涵道比做得很小 。 外涵道越大越省油 , 相应的 , 外涵道越小越费油 。 因为外涵道越大 , 发动机的主要推力来源就变成了前方的风扇 。 到达一个极限的话就是螺旋桨发动机了 。 很显然 , 螺旋桨发动机比喷气式发动机油耗低 。 而到达另一个极限的话 , 就是仅仅依靠核心机提供推力 , 那么飞机的油耗就会直线上升 。
其实我们也不用笑话美国F22费油 , 我们的涡扇15也是一样 , 追求高性能的同时 , 也是需要牺牲油耗的 。 因为目前的科技发展遇到了一个瓶颈期 , 要想获得更好的发动机性能 , 唯一的办法似乎只有牺牲发动机的油耗 , 通过烧更多的油来获取 。 说到这里大家肯定很好奇 , 为何美军现役F35作战半径那么远呢?这还要说发动机 , 和F22一样的困境 , 所以F35的发动机F135实际上是将F119的外涵道扩大 , 追求的一个性能 , 所以大家经常将闪电战机称为肥电 , 主要的原因 , 就是F35战机的外涵道扩大了 。 同样的核心机外涵道扩大之后 , 性能也将会随之下降 。 这也是为何F35战机虽然拥有极大的起飞重量 , 但是也仅仅只有1.6马赫最大速度的原因 。
【飞机|世界上最费油费的战斗机是哪个国家的?为什么费油?】现代战机用发动机的发展已经处于一个瓶颈期了 。 要想获得更好的性能 , 就只有缩小外涵道的比例 , 缩小外涵道的比例 , 相应的油耗就会上升 。 扩大外涵道的比例 , 战机的性能就会下降 , 这是目前技术的一个门槛 。 也是涡扇发动机发展的一个极大的矛盾 。 F22之所以这么费油 , 原因就在于其过度追求飞机性能采用了极小涵道比的涡扇发动机造成的!