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战机的尾焰颜色说明了什么?俄制发动机寿命低于美制发动机?

 2019-10-22 12:11:41

当现代战斗机启动时,发动机内部的加力燃烧室在注入油并燃烧后会形成尾部火焰。长期以来,细心的军事迷们发现战斗机引擎尾部火焰的颜色似乎包含一些规则。一般来说,美国战斗机的发动机会发射红色尾焰,而俄罗斯战斗机的发动机会发射蓝色尾焰(许多中国战斗机都是俄罗斯血统,也有兰火)。

与装有大旁通比发动机的民用航空模型相比,飞机在启动会议上会产生发动机排气火焰的原因是由装有加力燃烧室的二次加油燃烧装置决定的。因为战斗机提供的小管道比发动机所需的动力性能更强,所以额外安装了加力燃烧室。当高压气体在加力燃烧室中燃烧时,高温高压气流将通过尾喷管喷出,从而造成喷火现象。众所周知,喷气式发动机最早是由德国和英国在20世纪30年代和40年代开发的。特别是德国,在第二次世界大战结束时开发并制造了世界上第一架喷气式战斗机。

然而,随着德国的最终失败,美国和苏联成为这项技术的最大受益者。在完全“借用”德国的核心技术后,美国和苏联。两国还在航空发动机领域确立了主导地位。尽管它们起源相同,但美国和苏联(包括后来的俄罗斯)在随后的发动机研发中选择了不同的路线。总的来说,美国和俄罗斯的发动机性能优异,但在内部结构设计上有许多差异。其中,最明显的特征可能是军迷们喜欢谈论的尾部火焰的颜色。

众所周知,美国制造的战斗机发动机启动时产生的尾焰一般是红色火焰,少数部分是蓝色的。然而,俄罗斯制造的战斗机引擎通常在启动后会发出蓝色火焰。客观地说,火焰是什么颜色与发动机本身的性能无关,尤其是最关键的推力性能。一般来说,蓝色火焰只意味着发动机的功率温度很高,而红色火焰正好相反。这种明显差异的原因是美国和俄罗斯两个系列发动机内部结构的差异,特别是加力燃烧室的结构设计差异。

据专家介绍,美国发动机的加力燃烧室通常安装在发动机中间。因此,启动后,加力燃烧室内部的燃烧过程逐渐减少。火焰最终从发动机尾部喷出后,温度已经下降。因此,温度相对较低,呈现蓝色火焰。

相反,俄罗斯发动机的加力燃烧室一般安装在发动机后部,冷却时间不够。发动机启动后,尾部火焰将直接喷出,因此温度更高,呈现红色火焰。这个结构原理实际上与化学领域中著名的“本生灯”原理非常相似。本生灯在预混合燃料和空气后燃烧,可以防止火焰回流到管道中。

本生灯是由19世纪德国化学家威廉·罗伯特·本生灯的助手彼得·迪斯加(Peter Disdegar)设计的,旨在验证火焰在不同气流中燃烧后的色差。从这个角度,进一步解释了当火焰温度达到2000摄氏度以上时,将形成带电等离子体,这也是发动机排气火焰色差的基本因素。由于目前主流战斗机装备的发动机加力燃烧室温度基本在1900到2200摄氏度之间,产生的尾焰基本上是带电等离子体和不带电单电子的混合物。

除了加力燃烧室的位置差异外,燃油性能和发动机材料也是造成尾焰颜色不同的因素。一般来说,美国发动机使用的航空燃料的燃烧速率较高,而俄罗斯刹车的燃烧速率明显不同。因此,为了进一步提高推力,俄罗斯战斗机发动机不得不增加燃料量,这也造成了更大的发动机损失。不仅如此,美国第五代f-22还使用阻燃钛合金等新材料作为发动机,这可以进一步保护发动机。必须指出的是,俄罗斯战斗机通常发射红色火焰,其发动机寿命比美国发动机低得多。

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