Re: [問題] 有關客機引擎廠家

作者: flyover01 (想得不可得 情愛裡無智者)   2017-11-18 10:50:32
※ 引述《cgy (北台灣東部丘陵線籌備處)》之銘言:
: ※ 引述《agill (Deportivo)》之銘言:
: : 大家熟知的客機兩大公司波音和空中巴士
: : 但是客機引擎是不是幾乎被美國廠商給壟斷
: : 前幾天跟一個機師聊天
: : 說到所謂的三大引擎製造商
: : General Electric
: : Pratt & Whitney
: : Rolls-Royce
: : 其他小家
: : CFM International
: : Engine Alliance
: : International Aero Engines
: 小家舉的都不是小家 CFM EA IAE都還算是大的,EA根本是聯盟去對抗RR,要不然A380
: 只有RR可選
: Honeywell Aerospace(是小推力裡面的大家...他綜合很多以前發動機品牌
: 例如 ITEC 的AT-3 TFE731 IDF TFE1042)
TFE731是Garrett的,當時還沒有ITEC這家公司
: PWC (也是小推力裡面的大家...XD)
: William (也是小家裡的大家,後面有勞斯萊斯)
: : 其實也是三大家旗下的合作子公司
: : 機師說到一個新出廠的客機引擎成本就占到30%
: : 航空公司買下飛機後,後續的維修成本有一半是在引擎相關
: : 這樣說起來整個航空業不管怎麼發展,不管你賣飛機拿到訂單有多大單
: : 美國都是壟斷市場的最大贏家
: : 難道世界其他國家沒有辦法挑戰或衝擊這個引擎製造的市場嗎?
: 噴射發動機發明是德國人和英國人,這是歐洲最煞氣的地方,只能怪說二次世界大戰
: 歐洲打得太慘,美國幾乎本土沒有戰場可言,所以戰後可以飛速成長,這樣一來一往
跟美國直接面對冷戰比較有關。有錢就好辦事
英國在戰後並不需要在重建方面投入太多資源,航空業的發展也有聲有色。但最後還是因為base不夠大,追美國追的挺吃力。
: 時間差就出現了,發動機這種東西不是民生必需品,而且他是需要很高工藝水準才能
: 生產,這在剛結束二戰的歐洲是沒辦法這樣搞。
: RR可以冒出來頭來是另外一位Alan Arnold Griffith英國人,設計出RR Avron,開啟
: RR走入軸流式,Arnold其實跟惠特爾差不多時間,但是軸流式發動機需要的材料在
: 193X年大概還只有德國摸出來,離心式因材料要求比較低,比較早能進入,但因發動機
: 體積大提供推力較軸流式小,當軸流式發動機材料突破後,慢慢就不用了。
這部分有誤
噴射發動機對材料的嚴苛要求,主要是在熱段,或乾脆說就是高壓渦輪。整顆發動機承受最大溫度與壓力的零件就是這個,你要是能把高壓渦輪搞定,那其他的問題就不大了。
那麼跟軸流還是離心有什麼關係?這是壓縮機,產出的高壓空氣還要送進燃燒室去變得壓力超高溫度超高,真正的重頭戲在後面,那才是對材料要求的地方。
Jumo004就是軸流壓縮,它的壓縮段有什麼材料問題嗎?沒有,有問題的都在熱段。
軸流壓縮的問題在各級葉片的搭配,讓氣流平順的流入下一級,逐漸增壓直到進入燃燒室,這個過程比聽起來要困難的多。設計的不好,空氣在各級風扇間的加壓曲線忽高忽低,甚至造成喘震或壓縮機失速。美國一直到J57都有這方面的問題,F-100換裝訓練的第二課就是處理喘震,猛爆的氣體可以從燃燒室倒噴出來,穿過16級葉片從進氣口出去。老教官會笑稱這是吐煙圈。
J57後來渦扇化成TF33,你現在知道早期F-14的艱困處境是其來有自了。渦扇設計使問題更複雜化,F100初期的惡名昭彰多來自於此。
最新的例子,就是太行。早期的殲11B甚至要限速限G(先是4,後來放寬到8),搞的飛行員抱怨連連,到殲十出來都不能施展全力較量。
相比之下,在噴射發動機的黎明時期,離心式壓縮機反而是成熟的。因為在噴射發動機出現之前,離心壓縮機早已廣泛應用在——渦輪增壓器。事實上Garrett就是從汽車用的渦輪增壓起家的,到今天連Luxgen用的還是G家的渦輪增壓。我沒看過最新的統計,但幾年前看到的是Garrett的車用部門業績依然高過航空部門。
最簡單的原因是:一級離心與一級軸流相比,離心式的效率比軸流強太多了(TFE1042用一級離心取代掉四級軸流)。誠然一級離心葉片的重量甚大於一級軸流,但安排多級軸流,你需要更長的主軸,機匣,與整個機身,這些絕對比葉片重多了。軸流的一個問題是無法疊加多級葉片,最多就是兩片,背對背裝在一起。
這順便還閃掉了喘震問題。
但是離心式的致死一擊在於:當推力增加,吸入空氣的需求也增加,於是發動機的直徑就要變大。進氣與葉片面積的增加是直徑的平方(離心葉片的構型複雜不宜這樣簡化,不過說明用就算了),但是重量的增加可是跟你來立方的,這個可吃不消了。
離心式與軸流式並沒有誰比較先進的問題,端看流道直徑而已。今日世上的離心式噴射引擎可能比軸流式還多,只是裝在你很難看到的地方,像是巡弋飛彈,亞音速反艦飛彈,無人機等等。
TFE1042採用了一級離心壓縮,但當直徑變大,質流量變高成TFE1088時,就改用軸流了(Garrett的命名規則是以空氣流量來定數字,731,1042,1088都是代表流量)。這是個頗具代表性的例子。
說回到高壓渦輪。
推文裡提到日本。日本不以整機的發動機產業著稱,但是你應該想不到,日本有非常成熟,世界一流的高壓渦輪,而且生產的不是一向投入航空發動機產業的石川島播摩重工等,而是三菱重工。
它生產的是發電廠使用的高壓汽輪機。
80年代的渦扇發動機高壓渦輪溫度約在1450C上下。今日除了F119那些外星怪物之外,一般的也沒有太多跳躍式的差距。幾年前某天大陸的軍(ㄨˇ)事(ㄇㄠˊ)論壇上突然傳出三菱的汽輪機葉片可以到1700度,頓時一片哭爹喊娘哀嚎狼藉,最後一致的結論是日本人太可惡了,拿度K來混充度C,實在是黑心企業。
有回我遇到一個GE台灣工程師,他的職責就是照顧來台電修汽輪機的美國技師。我跟他提到這個問題,他說他們也知道,而且三菱的1700度+是真的。但是說穿了也沒什麼了不起,就是增加錸的比例而已(但是不是隨便亂加的,美日都是下苦功鑽研過,有自己獨門的黃金配方)。付出的代價就是壽命變短要常大修。
所以次次看見某崛起大國狂吹噓又完成了某型發動機,成為世上有能力生產的惟三四五國之一,我就快要每丁每噹。人家是不作而已,馬步可比你紮的穩。XF5-1,F7-10說做就做出來了,速度快的很,也沒聽說過什麼飛一飛還會噴零件之類的鳥事。
作者: flyover01 (想得不可得 情愛裡無智者)   2017-11-18 11:32:00
市場呢?
作者: puppy20308 (puppy)   2017-11-18 11:20:00
日本不發展整機是因為戰敗國的關係嗎?他們剛服役的軍用運輸機好像還是買現成的
作者: yanzistart (puff cartoon)   2017-11-18 11:02:00
專業推
作者: b1801002 (Lancer)   2017-11-18 11:15:00
專業人士
作者: josephairs (weiserhorner)   2017-11-18 18:59:00
專業推
作者: enoch2280 (傷心印度洋)   2017-11-18 19:01:00
專業推
作者: atlantiszero (.....)   2017-11-18 20:27:00
專業推
作者: schumach ( )   2017-11-18 16:30:00
專業文,要推一下
作者: sam455205 (sam455207)   2017-11-18 15:41:00
想聽聽台灣的供應商
作者: QuentinHu (囧興)   2017-11-18 15:25:00
作者: flightheory (飛行原理)   2017-11-18 13:30:00
作者: rexman (sa nxl )   2017-11-18 15:04:00
專業推
作者: sky781125   2017-11-18 21:23:00
你渦輪系?
作者: TaiyoYuden ( )   2017-11-18 21:33:00
這篇太猛了 推..
作者: anajal (秋意甚濃)   2017-11-18 22:54:00
這篇厲害
作者: ferreri03   2017-11-19 00:41:00
這真的很專業
作者: sd785 (smalldream)   2017-11-19 01:13:00
看不懂也要推 以為Garret只賣爆米花 XD
作者: mukuro (把夢變為現實)   2017-11-19 03:56:00
推,但你也不用常打五毛臉啦,就讓他們一直以為自己很無敵,沒什麼不好XD
作者: franz10123 (koenig7)   2017-11-19 19:46:00
MHPS的m501j燃氣渦輪說可以到1600度c
作者: flyover01 (想得不可得 情愛裡無智者)   2017-11-19 22:20:00
補充一個: 2013年末中山辦成果展,出示的小型渦扇發動機葉片http://i.imgur.com/iZz5Cxi.jpg
作者: jay70134 (AJ)   2017-11-20 09:58:00
趕快推,不然人家以為我看不懂
作者: noryb (Byron)   2017-11-20 17:31:00
專業推! (工作是海運,船用柴油渦輪也稍有涉獵)

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