為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?

如圖,f22是橘紅色火焰,我查看臺風戰鬥機的起飛也是橘紅色火焰,而裝備俄式發動機的殲20和蘇30mki則都是藍色火焰。這能否反映雙方發動機領域的差距麼?還是設計思路不一樣,還是其他原因?
為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?
為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?
為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?
10 個回答
容济点火器
2017-04-20

一般來說 藍色溫度比紅色高 不過由於噴口金屬材質不同 火焰顏色也會不同(焰色反應),藍色火焰代表溫度最高,你也可以理解為推力大,至於殲-20的尾噴藍色火焰是因為發動機開加力了。F-22(F-119發動機)可以非加力超音速巡航,你看到的紅黃色證明F-22還沒開加力。為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?

為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?

(F-119發動機開加力地面試車,那藍色夢幻一般。對比AL-31FN和WS-10我感到壓力很大)殲-20的速度是否能高於F-22現在還很難說畢竟還沒研發成功裝備部隊。

不過從氣動佈局上觀,殲-20極其強調高速性能。 一旦爆發藍色火焰表明戰機開啟加力進入超音速狀態。

順路說下戰鬥機開加力,那麼問題不外乎兩個,燃油消耗和持續時間。

首先,一般而言開加力是指對噴氣發動機而言,無論是渦扇和渦噴(渦槳發動機可以視為渦扇發動機的變型)。活塞發動機也有開加力一說,也就是往燃燒室裡噴酒精或者噴水,但是現役戰鬥機基本都是噴氣式的,所以不在闡述之列。

渦噴發動機的結構為壓氣段(低壓段加高壓段),燃燒室,做功渦輪,排氣段。整個氣流路徑成為內涵道。渦扇發動機比渦噴發動機在內涵道外多了一個外函道,藉助增大直徑的低壓段壓氣機葉片產生向後的壓縮空氣推力。因此在相同的油耗情況下,能夠獲得比渦噴更大的推力。或者反過來說相同推力情況下則更經濟。缺點就是結構更復雜,直徑和重量更大。但是藉助現代先進冶金技術和製造工藝,渦扇發動機的優點(省油、大推力)遠遠超過缺點。目前最先進的F119-PW-100小涵道比渦扇發動機的推重比達到了10以上。也就是說,該發動機可以產生十倍於自身重量的推力。

戰鬥機在作戰時,因為戰術需要,有時需要以最大速度迅速抵達戰區,或者迅速搶佔能量高點。因此在軍用最大推力以外,還需要通過開加力來獲得瞬時的速度。每一種型號的噴氣發動機在設計時,都有開加力的功能。開加力的原理就是當噴氣發動機運行時,往燃燒室後部,做功渦輪之前的內涵道內噴入額外的霧化燃料,藉助燃燒室排出的燃氣點燃。因其燃燒膨脹做功產生額外的推力,並促使做功渦輪加速,帶動前端兩級壓氣機吸入更多的空氣。由於開加力做功的部分是在燃燒室之後,因此俗稱後燃或者補燃。這一段發動機結構往往會經過加強,又稱為加力燃燒段。

當噴氣發動機開加力時,其燃料消耗至少是正常情況下的兩倍,相應的戰鬥機的航程也會隨之降低。以上述F119-PW-100為例,非加力油耗0.75-0.8Kg/小時Kg推力,而加力油耗1.8Kg/小時Kg推力。同時,由於開加力對急劇增加發動機內涵道後燃段的溫度和壓力,以及核心渦輪的轉速,因此開加力會縮短髮動機壽命。俄系噴氣發動機允許開最大加力時間一般不得超過兩分鐘,西方噴氣發動機允許開最大加力時間一般不得超過五分鐘。超過後有可能因為發動機部件受應力超過屈服強度而發生裂縫、斷裂等嚴重問題。而且開加力後的發動機在著陸後都要對渦輪葉片和燃燒室進行詳細檢查。所以,戰鬥機一般只在重載起飛(尤其是艦載戰鬥機)或者作戰時才開加力,開也不是一下子開足,而是根據需要決定。現代飛機的電控系統可以根據需要精確的控制開加力程度,也就是燃油使用效率更高。

三代及以下的噴氣飛機使用軍用最大推力並不能達到超音速,也就是說,即便像F15這樣的雙發重型戰機,也需要開加力才能超過音速。而四代機得益於所裝備的噴氣發動機的推重比提高,在不開加力的情況下依靠軍用推力就能達到1.5M的超音速水平。這也是四代機的重要指標之一。

水滴
2017-06-07

首先先解釋一下火焰顏色的區別
為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?

一般情況下,藍火焰的溫度是最高的 火焰顏色和溫度對應: 暗紅色:600攝氏度左右。 深紅色:700攝氏度左右。 橘紅色:1000攝氏度左右。 純橘色:1100攝氏度左右。 金橘色:1200攝氏度左右。 金黃色:1300攝氏度左右。 金白色:1400攝氏度左右。 純白色:1500攝氏度左右。 白藍色:1500攝氏度以上。 天藍色:2000攝氏度左右。藍色:(2500℃以上)
為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?

其次談談戰機尾焰色區別原因。

一般來說 藍色溫度比紅色高 不過由於噴口金屬材質不同 火焰顏色也會不同(焰色反應),藍色火焰代表溫度最高,你也可以理解為推力大,至於殲-20的尾噴藍色火焰是因為發動機開加力了。F-22(F-119發動機)可以非加力超音速巡航,你看到的紅黃色證明F-22還沒開加力。
為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?

看得懂科技
2017-04-21

感謝邀請~以下從航空發動機燃燒學的角度對外焰焰色的不同稍作解釋。

為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?
上圖為一個本生燈模型,可以通過它來模擬航空發動機火焰燃燒的不同狀態。a為一次供氣的進氣量,當a為0時是純油燃燒,屬於擴散燃燒(外焰呈現黃色)。

當a在0-0.3直接時是富油燃燒,會有部分燃油溢出火焰面在空氣中尋求更多的氧化劑。這是一種組合火焰,內焰呈深藍色屬於預混燃燒,外焰呈黃色屬於擴散燃燒。

當a在0.3-1直接時,和上一個情況類似,也是一種組合燃燒,由於比例不同,外焰擴散燃燒呈暗紅色。

當a大於1時,一次供氣時預混地恰到好處,火焰屬於預混燃燒呈淺藍色火焰。

◎本生燈:

德國化學家R.W.本生的助手為裝備海德堡大學化學實驗室而發明的用煤氣為燃料的加熱器具。在本生燈發明前,所用煤氣燈的火焰很明亮,但溫度不高,是因煤氣燃燒不完全造成的。本生將其改進為先讓煤氣和空氣在燈內充分混合,從而使煤氣燃燒完全,得到無光高溫火焰。

為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?
◎擴散燃燒:

在燃燒室內著火以後的混合階段的燃燒稱為擴散燃燒。擴散混合的速度和進程控制著擴散燃燒的速度和進程,擴散燃燒階段的燃燒情況非常複雜,它既存在預混合燃燒的形式,又存在單油滴的擴散燃燒形式,是一種氣、液雙相混合的燃燒過程。為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?

◎預混燃燒:

燃料和氧氣(或空氣)預先混合成均勻的混合氣,此可燃混合氣稱為預混合氣,預混合氣在燃燒器內進行著火、燃燒的過程稱為預混燃燒。

DrL76513615
2017-04-22

這麼多美國吹啊,都只說藍色火焰溫度高,你們說了為什麼溫度高麼? 事實是,火焰的顏色跟燃料燃燒的充分度有關,燃燒充分呈藍色,不充分是黃色。所以說明俄羅斯戰機發力時主要依靠增加燃料利用度,美國靠的是增加燃料燃燒量。俄羅斯這種噴口的材料要求比美國要嚴格,壽命也會相對較短。美國的這種有點事材料壽命長,但是燃料利用度低,戰鬥機續航能力差,所以美國對航母和島嶼的依賴度更大一些。

新艺境吴明正
2017-04-20

我們用燃氣時,橘紅色的火苗容易燻黑鍋底,證明火力達不到、或底氣不足,再者就是爐頭有問題,再簡單不過的比喻了!而藍色鍋底是不會燻黑的。反過來就是說:橘紅色原因有二:第一要麼就是沒開加力,第二就是燃油不充分,根據歐美的發動機情況,第一種可能性更大。蘇式發動機藍色火焰要麼開始就開加力了,總之、這兩派設計不是一個類型的!一個粗獷,一個細膩。

暗香摇落月黄昏
2017-05-12

可能可能歐美的飛機發動機功率相對小,故發出溫度底一點的紅火焰。可能蘇式發動機與歐美的計有異。蘇式和歐美髮動機所使用的合金散熱材料有差異。其實,火焰的顏色跟燃料燃燒的充分度有關,燃燒充分呈藍色,不充分是黃色。蘇式飛機的發動機功率比較大,耗燃料也相對大,產生的熱量也大,故發動機尾部發出了溫度較高的藍色火焰。所以說明俄羅斯戰機發力時主要依靠增加燃料利用度,美國靠的是增加燃料燃燒量。俄羅斯這種噴口的材料要求比美國要嚴格,壽命也會相對較短。美國的這種有點事材料壽命長,但是燃料利用度低,戰鬥機續航能力差,所以美國對航母和島嶼的依賴度更大一些。

niuniu1924
2017-05-29

材料的焰色反應。當然誰都知道碳元素的顏色反應,沒被燒乾淨的碳元素的焰色反應是紅色。美國F22的發動機為什麼要走這樣一條特殊的技術路線?它到底有什麼樣的好處?

除此之外,我們還可以觀察到,蘇式發動機加力室發光點清晰可見,而F22的尾燃室沒有明顯的超亮發光點。這說明了什麼?

大部分熱點回答我都看了,很可惜,沒有一個人知道這裡面的祕密。這是個公開場合,不適宜公開說,也不應該亂說,說了,誰聽進去了,誰利用上了,都不一定,一百多年前的《海國圖志》不就是中國人寫的,日本人拿去學,學會了反回來打我們嗎?沒有確定的把握,我啊!寧可讓它腐爛在我的肚子裡,我也不會去推測……

虎0371
2017-05-05

蘇式的藍色火焰代表溫度高,相應的推力大,機動力強,但是帶來的問題是發動機壽命短。歐美紅色火焰溫度低,推力沒有蘇的大,相應機動力沒有蘇式好,但是發動機壽命長。美國現在高端機型也在驗證這兩種的優缺點。

盈博天宇
2017-04-21

燃料燃燒溫度速度不同,火焰的內能色譜不同。


為什麼蘇式發動機加力時多是藍色火焰,而歐美髮動機多是橘紅色火焰?

歐美髮動機噴出來的也是藍色火焰。

东方雾晓
2017-04-20

一,可能蘇式飛機的發動機功率比較大,耗燃料也相對大,產生的熱量也大,故發動機尾部發出了溫度較高的藍色火焰。可能歐美的飛機發動機功率相對小,故發出溫度底一點的紅火焰。二,可能蘇式發動機與歐美的計有異。三,蘇式和歐美髮動機所使用的合金散熱材料有差異。

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