作者mmmimi11tw (WHO维尼快乐组织)
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标题Re: [新闻] 美军SR-72「黑鸟之子」传明年底试飞
时间Tue May 6 11:37:00 2025
※ 引述《saccharomyce (酵公菌)》之铭言:
1F:推 kira925 : 这样的引擎就是变循环...05/06 09:56
这个议题非常好(大心) 简单分享一点东西好了
首先我们要了解什麽叫做变循环引擎
VCE 可变循环引擎 (Variable Cycle Engine)
这是一种目前非常先进的喷射引擎设计
这种引擎的最大技术特点就是可以根据当下的飞行状况
自行改变引擎内部的气流路径与推力模式
达成兼顾亚音速与超音速性能 燃油效率与匿踪性的目的
目前这种技术会用在NGAD计画
之前F35升级版有预计想要换这种东西
但是後来确定就不上了
如果以车子来做比拟 可以把这种类型
比喻做电脑自动控制的变速箱还有引擎进气/增压系统
节能/狂暴模式
VCE主要的关键功能有三种
1.可变旁通比(Variable Bypass Ratio)
在亚音速巡航时提高旁通比来省油 降低引擎温度
减少红外线特徵
在高速飞行时则降低旁通比来提高推力
2.气流分流切换技术(Split Flow Path)
可以选择让更多气流绕过核心 或直接进核心以增压燃烧
3.提高推重比与能源利用效率
在保持体积不变的情况下 输出更多推力或更省油
目前代表引擎是GE的XA100 以及PW的XA101
https://i.imgur.com/V4HwfXb.jpeg
XA100具有三个函道可以做切换
https://i.imgur.com/LJZFmLr.jpeg
可以在不同飞行状况做调整
技术总结
VCE 是在
同一颗引擎内部调整气流分布或推进模式
透过可变旁通比或第三气流函道
在亚音速与超音速间动态调节性能
至於TBCC 涡轮联合循环
(Turbine-Based Combined Cycle)
这是一种结合传统涡轮引擎与超音速燃烧冲压引擎的
混合式推进系统
设计目的是让飞行器能自行从静止起飞并加速到极音速
TBCC由三个部分组成
低速的涡轮引擎负责从静止到大约三马赫
Scramjet超音速燃烧冲压引擎在三马赫以上的速度工作
两种引擎的切换系统(一般来说是可变挡板之类的结构)
当速度够快时可以让空气直接进入超音速燃烧冲压引擎
https://i.imgur.com/CqHpX8P.jpeg
当飞行器利用传统的涡轮引擎飞行到三马赫左右的速度时
这时候挡板会启动并隔绝原本的涡轮引擎(这时候引擎关闭)
於是超音速燃烧冲压引擎会开始接收三马赫的空气
并启动运作达到更高的速度
https://youtu.be/ql2oHbGsG1Y?si=vrJjBzRqm5ykoJEo
(可以去看一下电影里Darkstar在切换的样子
基本上就是那样)
以技术难度来说TBCC的技术要求非常非常非常高
虽然两种引擎都属於多模式动力的概念
但两个实际上是不同东西
—
https://i.imgur.com/9CzcakJ.jpeg
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 110.28.34.102 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Military/M.1746502623.A.4C0.html
2F:推 colorghost : 肥闪的变循环升级计划不是被取消了?05/06 11:38
对 我修改了
※ 编辑: mmmimi11tw (110.28.34.102 台湾), 05/06/2025 11:41:44
3F:推 saccharomyce: 原来如此 推05/06 11:51
4F:推 Sianan : 感谢分享 这计画说明年底就能试飞 如果如期也太猛 05/06 11:56
5F:推 IMGOODYES : 暗星的设计好像就是洛马的淘汰方案之一05/06 12:04
6F:推 flameblade : 推05/06 12:33
7F:推 kuroro94 : 科普军普热心介绍,这是一定要推的05/06 12:45
8F:→ iaminnocent : 美国也非常多家新创企业在做飞机引擎,蛮厉害的05/06 12:46
9F:推 whitertiger : 看懂了,推05/06 12:51
10F:→ eemail : 那架就X-43 看过就知道跟变循环一点关系都没05/06 12:58
11F:推 chyx741021 : 我还以为是像暗星一样用超燃冲压引擎?05/06 13:17
12F:推 wahaha99 : TBCC比VCE更难? why?05/06 13:31
13F:推 EiichiroOda : 推一个,感谢分享长知识05/06 13:45
14F:→ Jeff1989 : 感谢分享05/06 14:57
15F:推 weimr : 长知识 推05/06 16:12
16F:推 skyhawkptt : 谢谢专业解说...XD05/06 16:48
17F:推 k0127 : 看图片平行的TBCC甚至没有共用燃烧室 这完全只是两05/06 17:07
18F:→ k0127 : 个引擎放一起 我也不懂为什麽难度会比可变旁通比高05/06 17:07
TBCC由於需要在亚音速和极音速中间做运行
所以飞机本身气动和热管理能力非常要求
在极音速飞行时会导致进气口温度极高 至少是1~2000度
对飞行器的引擎本身材料与冷却系统造成巨大挑战
要在这种环境下保护引擎结构和机载电子设备
需要极先进的TPS热防护技术(
再来是进气道与燃烧室的设计
TBCC 的进气道必须能在极端环境下调节气流以适应不同速度条件
确保涡轮引擎与超音速燃烧冲压引擎都能稳定运作
虽然美国的超音速燃烧冲压引擎有成功测试过的案例
不过还没有完全达到理想状态下稳定成功持续燃烧的状态
做个比喻就是有点像在龙卷风的中心点一根蜡烛
再来是极高速度下的推力转换的机械与控制问题
如何从低速涡轮模式切换到冲压模式
本身就是一个非常复杂的机械 气动 控制工程难题
转换过程一有状况 就会导致推力降低
严重一点会引擎熄火或结构损毁
最後就是实验本身就相对困难
世界上只有少数几座可以用来模拟五马赫以上环境的风洞设施
地面测试难度高 实际飞行後风险更高
最终就是进一步限制技术成熟速度
当然VCE技术成分也很高(我没有说他很简单)
不过相比起来TBCC要求的技术难度会高很多
※ 编辑: mmmimi11tw (110.28.34.102 台湾), 05/06/2025 18:02:54
19F:推 LI40 : 推05/06 18:41
20F:推 steelgate : 这麽说的话 J58到底要算VCE还是算TBCC呢...XD05/06 18:54
理论上J58可以算是第一代的VCE
21F:推 k0127 : 推 感谢补充说明05/06 19:27
22F:推 dabih : 好厉害 言简意赅的 科普 推推~05/06 21:44
23F:推 newest : 推推05/06 22:47
24F:推 BW556 : 长知识了!感谢版主的军普教学!05/06 23:24
25F:推 WillyLin : 长知识,推~~05/07 01:09
※ 编辑: mmmimi11tw (114.42.146.224 台湾), 05/07/2025 08:06:11
26F:推 g3sg1 : J58好像两者都算有 因为你看串连的TBCC图片跟J58剖 05/07 09:16
27F:→ g3sg1 : 面图真是有够像的 05/07 09:16
28F:推 g3sg1 : 刚刚查了一下 J58在最高速时涡喷引擎好像是没有运作 05/07 09:32
29F:→ g3sg1 : 的 只靠後燃器提供推力 基本上就是冲压引擎 所以放 05/07 09:32
30F:→ g3sg1 : 在TBCC分类好像真的比较适合 只是不像现在的要求高 05/07 09:32
31F:→ g3sg1 : 超音速 他只有到3马赫 05/07 09:32
32F:推 spirit119 : 这收费站是不是还有送免费的汤 05/07 17:07
33F:推 steelgate : J58硬体像VCE 但是bypass却是M3才全开像TBCC 05/08 00:36
34F:→ steelgate : 所以大概两种都算(?) 不过毕竟年代不同不好放分类XD 05/08 00:37