作者elguapo (El Guapo)
看板AirForce
標題Re: 空軍航校有無研發發動機的研究單位?!
時間Wed Feb 5 21:40:09 2014
現代的軸流式渦輪發動機，氣流在抵達第一級壓縮器葉片的速度通常限制在
0.5Mach 以下，超過這個數字就很容易造成壓縮器葉片失速，所以說當飛機
飛行超過 0.5Mach 的時候，就要設計能使氣流減速的進氣道，因為 ASCII
不太好打公式，所以我這魯蛇要借用 NASA 的教材：
http://ppt.cc/8D8l
在分析發動機進氣道效率的時候，我們看的是總溫（Totel Temp.），這個
總溫公式與空氣流速有關，降速時候會升溫，但進氣道總溫比值是等於 1
的：
Tt2 / Tt0 = 1
t2 是壓縮器第一級葉片前
t1 是進氣道口
t0 是進氣道前的氣流
通常我們直接算 t0~t2
---------附註分隔線---------------------------------------------------
總溫公式提一下好了：
Ttotal / Tstatic = 1 + ((gamma - 1) / 2) * Mach^2
其中 gamma 是空氣比熱，約等於 1.4
也就是說總溫不變情況下，馬赫數（空氣流速）改變，區域溫度就跟著改變。
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進氣道也提供壓力恢復（Pressure Recovery）功能，但是公式裡面的壓力損失
因素：
ni = pt2 / pt1
就必須要進風洞去做實驗了。
但基本上進氣道功能，不外乎降速、回升一些壓力，等到進了軸流式壓縮機再
將壓力升高，然後送進燃燒室點火爆炸，利用膨脹衝壓氣體推動飛機前進。
所以呢，早在第一級壓縮葉片，進氣道就已經提供了最初的氣體減速升壓的
動作了，為何還要另外再設計一層加壓機制朝發動機噴呢？而且這麼一噴，
氣流速度如果 >0.5Mach 那不就是無用設計嗎？
飛機設計的巡航速度是來自於阻力、推力與燃油效率的平衡點，不是說要增加
就能增加的（簡單說，速度增加阻力就會增加，也會造成更大油耗），除非外
形阻力再減小、或是發動機熱段的材料有突破性發展而能再升高燃燒溫度，不
然現代的飛機巡航速度就是那樣。
※ 引述《kingstong (卍解-天鎖斬月)》之銘言：
: 將氣體先進氣增壓,然後再朝發動機噴射加壓的氣體
: 如此一來可否增進戰機的巡航速度?!在不開後燃器
: 器的情況下.
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◆ From: 223.140.42.84
1F：推 kingstong:感謝說明!那麼F-22的音速巡航會是發動機熱段的材料開發 02/05 22:19
2F：→ kingstong:才能讓F-22在不開後燃器的情況下達到音速巡航囉?! 02/05 22:20
3F：→ elguapo:是這樣沒錯。F-22雖然也是沿用F100核心，但是因為材料技術 02/05 22:37
4F：→ elguapo:進步大幅提升了燃燒溫度，所以才能 super cruise（其實 02/05 22:38
5F：→ elguapo:Eagle 也行，但條件比較嚴苛就是了，而且比較耗油。 02/05 22:39
6F：推 kingstong:感謝說明 02/05 22:48
7F：推 kingstong:如果製造發動機熱段的材料是使用元素週期表中熔點最高 02/05 23:08
8F：→ kingstong:的金屬去製造發動機熱段呢?!像是鎢這種高耐熱的金屬... 02/05 23:10
9F：→ elguapo:熱段材料，尤其是第一級渦輪，除了要耐超高溫之外，還要 02/05 23:13
10F：→ elguapo:有足夠強度和變形控制力，也要能夠生產易於加工。目前熱段 02/05 23:14
11F：→ elguapo:材料仍然以鈦合金爲主，因為能滿足上面所列條件，至於 02/05 23:15
12F：→ elguapo:配方，大概都是國家機密級的東西吧。 02/05 23:16
13F：推 skylineisly:你的V是體積不是速度,冷段壓縮機是壓力up體積down 02/05 23:58
哎呀呀熱力學都還給老師了 Orz
謝謝指正，文章也重新編輯過了。
※ 編輯: elguapo 來自: 223.140.42.84 (02/06 08:20)