历史军事 F22和殲20發動機尾焰顏色為何不同

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历史军事 F22和殲20發動機尾焰顏色為何不同

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熟悉戰鬥機的小夥伴肯定會發現這樣一個現象:不同戰機發動機尾焰的顏色會有不同,比如殲20的尾焰顏色是充滿科幻感的藍色,同為四代機的F22尾焰顏色則為紅色。那麼戰鬥機發動機尾焰為何有不同的顏色區分呢?難道是因為使用的航空燃油不同導致的?當然不是,雖然戰機使用的航空燃油並不會完全一致,但導致發動機尾焰顏色不同的原因卻不是燃油細微之處的不同,而是燃燒溫度。
我們來看一個常見的現象:一根蠟燭點燃時,從遠距離看就是一朵紅色的火焰,如果近距離觀察會發現,蠟燭火焰的顏色也有不同:火焰根部的顏色是淡藍色,而火焰中上部的顏色則是火紅色,這就是因為燃燒部位溫度不同導致的,戰機發動機尾焰顏色的不同也是這個道理。航空發動機的燃燒溫度會有很大區別,一般燃燒室溫度在1000度左右時火焰為紅色,接近2000度時顏色就會變成藍色。
殲20和F22的發動機尾焰顏色不同就是因為燃燒溫度導致的。F22使用的F119發動機正常做功溫度就在1000度左右,而殲20無論是之前的AL31還是目前的渦扇10B,燃燒溫度都必須達到2000攝氏度。有網友會問:燃燒的溫度越高,不就可以提供更多的能量並且能將做功速度更快嗎?確實在其他很多領域燃燒溫度高做功效率就越高,但航空發動機卻不一樣。
航空發動機有這樣一個規律:發動機工作時的溫度越高,代表的是單位時間內消耗的能量越大,並且發動機的工作溫度越高,其使用壽命就越低。這就決定了低工作溫度的發動機不僅做功效率高,使用壽命也同樣比高做功溫度的發動機使用壽命要高。美製發動機大部分為低工作溫度發動機,使用壽命普遍超過5000小時,而俄制發動機大部分為高做功溫度發動機,使用壽命一般在2000小時以下。
那麼為什麼俄制發動機不選擇使用壽命更高、效率更好的低溫做功發動機呢?這裡面除了技術問題,還有使用理論的不同。低溫度高壽命的航發技術要求高的同時製造成本也高,價格比一般的高溫航發要高數倍,而俄空軍認為:戰機在高強度空戰中會被大量擊落,因此需要生產速度快、成本低的高性價比航空發動機,事實上這個理論也符合俄方戰鬥機研發理念。
此前,我們的戰鬥機使用的發動機大部分來自於俄方,國產的幾種航發也有眾多俄制航發的影子:都是成本低但做功溫度高的發動機,因此我們會看到殲20噴出的尾焰是藍色的。但在今天,我們的研發技術和資金實力都不同於以往,因此正在向更先進的航發轉向,目前裝備殲20的渦扇10B使用壽命已經超過4000小時,接下來的渦扇15性能更加先進,或許這款發動機的尾焰,會成為代表高技術的紅色火焰。(圖源網路,侵刪)

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