F1引擎开发接到冻结指令涡轮风扇引擎正在以音速进步

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  文/Isaku Okabe illustration&text by Isaku Okabe
  lsaku Okabe illustration&text by lsaku Okabe
  日译中/周国宇
  (人物介绍)作者生于1954年,本职为军事及航空评论家,在电视节目中担任解说员,自幼迷恋飞机和汽车。1988年以来,经常去铃鹿赛道观看F1日本大奖赛。著作、译作有《世界上的劣质飞机》、《世界上的劣质飞机2》、《世界上的劣质飞机3》、《633轰炸队》、《世界上是先有汽车还是先有飞机》等,深受读者欢迎。
  天气虽然一天比一天寒冷,但有关2007赛季的各种新闻和小道消息却越来越多,其中之~就是从2007年开始F1赛车引擎开发即将被冻结的传闻。
  F1赛车引擎经历了从最早的12汽缸到V10、再到V8的变化。F1引擎表面上是朝着减小功率,也就是“简单化”的方向发展,但事实上最快圈速的记录却一次次被刷新。
  最近在喷气式战斗机的世界中,一些看起来简单的引擎也发挥出了令人惊讶的高性能。例如,美国空军的新式战斗机F,22A“猛禽”战斗机的心脏——普惠F119涡轮风扇引擎。
  
  F1禁止使用喷气式引擎
  
  近年来,涡轮风扇引擎逐渐成为了战斗机引擎的主流。涡轮风扇引擎的工作原理是将多个叶轮风扇连接在一起,利用前端的风扇起到的压缩机作用将空气吸入引擎并压缩,在将一部分空气原封不动地向后喷出的同时(这部分气体被称为“旁路气体”),向压缩空气中喷射燃料并点燃,并将燃烧产生的高压膨胀气体喷出,利用其反作用力推动飞机前进。在喷射燃烧气体之前,启动后边叶轮的涡轮机,通过其转动的力量使压缩机的风扇开始转动。涡轮机和压缩机固定在相同的驱动轴上。
  


  不过,引擎内部前方和后方的空气以及燃烧气体的压力相去甚远,压缩机和涡轮机也最好根据压力的大小分成不同的几组变化转动速度。也就是说,连接压缩机和涡轮机的驱动轴必须是一根以上。
  例如,上世纪70年代英国劳斯莱斯公司和欧洲多家公司合作开发的RB199涡轮风扇引擎就有三重构造的驱动轴。低压部分的压缩机为3段,涡轮机为2段:中压部分分别3段和1段,高压部分的压缩机多达6段,涡轮机为1段,引擎内部显得十分拥挤。按照汽车引擎的标准,它可以算是“7档变速V12引擎”了吧。此外,引擎还安装了补燃室,用来将喷射气体与燃料混合后再次点燃以增加推进力。
  到了90年代的F119引擎时,驱动轴变成了二重构造,低压部分的压缩机有3段,涡轮机有1段;高压部分分别是6段和1段。仅此而已,涡轮机只有2段。无须使用补燃室就能让飞机以超音速巡航飞行,真是了不起的技术!
  用如此简单的构造却能够发挥出高超的性能,使用电脑进行气流模拟的技术进步可谓功不可没。虽然战斗机的技术开发费用也是十分庞大的,但如果不采取一定的限制措施,其技术肯定会以音速向前发展。
  要是按照1990年前后的比赛规则对引擎开发实施冻结,F1肯定会变得很有意思……当时,涡轮引擎时代刚刚结束,赛车使用的引擎可谓五花八门,例如3500cc的V10、V8、V12引擎等等。其中也包括日本富士重工业开发的水平对向12气缸引擎等“异类引擎”。装备了该引擎的COLONI SUBARU赛车遭遇了未能通过排位赛的惨痛失败。不过,能够允许出现各式各样的引擎的比赛规定肯定还是会受到所有人的欢迎。
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