曲轴

汽车与飞机都需要消耗机油,那么大型火箭用

发布时间:2022/6/16 17:26:43   
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过去曾经谈到过,喷气式飞机才是“烧机油”的大户,当然飞机消耗的是飞机专用的滑油。滑油就是润滑油的简称;比如客机基本每飞行公里就会消耗掉1公升的滑油,而一般的轻型家用轿车,每行驶公里才会消耗1公升的机油。这也导致飞机必须相对频繁地加入滑油才可以确保安全飞行。而一旦滑油因为特殊因素中断供应,飞机的主发动机能否在缺乏滑油的情况下还能维持一定时间段内的正常运转,这是某型飞机发动机能否通过安全验收的重要指标。比如大多数民用喷气客机的主发动机必须要求在滑油突然中断的情况下维持至少30分钟的中低速运转,仍然能输出相当的功率,确保飞机寻找最近的机场备降。是一个非常重要的安全指标。有些新研发的飞机发动机只能最大维持20分钟的,

无滑油低速运行能力,就无法被立即当做民航发动机使用,只能暂时应用在其他类型的机型上,只等慢慢改进才可以最终成为军民通用的发动机型号。可见滑油对飞机发动机的重要意义。简单地来讲,机油也是广义上润滑油的一个分支。只不过润滑油的实际应用面比机油更广泛。比如很多电动机的保养都会在轴承部位抹上一些黄油,这些黄油就是典型的润滑油,但是却不能被叫做机油。而正规机油的作用也不单纯是仅仅提供润滑效应,对汽车发动机来说,除了让机械部件润滑外,还有对发动机的冷却、密封、防锈和减震等综合作用,因此地位非常重要。在本文中,润滑油和机油的概念,不必和专业论文一样划分得那么清楚。只作为一般的科普意义存在,因此这里所说的机油,泛指机械部件上润滑油和机油。

在现代军事上,不论是飞机坦克还是军用车辆,肯定都是离不开机油的,因为只要有机械运动部件,比如曲轴连杆齿轮等,就必然需要机油的存在,起到润滑和降温的的作用。如果曲轴连杆齿轮等纯粹是钢铁或者其他金属质地之间的高速相对运动产生摩擦,那么用不了几分钟就会积累大量的热量,让金属机械部件之间的温度上升到度以上甚至更高。而大多数钢材在摄氏度以上就已经开始失去金属韧性;到了度以上基本就逐步熔化成铁水了。这样的高温部件就彻底失去了传递机械能和运动力的作用。那么到这里问题也就来了,既然所有的金属甚至是非金属质地的运动部件之间都离不开机油或者说是滑油,那么大火箭上还需要机油吗?谁都知道用黑火药推动的钻天猴之类,是现代火箭的鼻祖。

这类最原始的火箭,应该在七八百年前已经出现,到现在仍然被当做日常娱乐用的烟花存在。很显然,钻天猴上根本没有机械传动部件,因此也不可能需要机油的存在。而从钻天猴到单发推力超过吨的巨型固体大火箭发动机,其基本燃烧原理都是一样的。那么就可以认为所有大大小小的固体类火箭,都不需要机油的存在吗?其实事情并没有那么简单。事实是大部分不需要制导的固体火箭发动机,原则上是不需要用到机油的。但不论是采用固体发动机的导弹还是大型运载火箭。它们内部都有制导系统。而制导系统的核心其实是高速陀螺仪,既然是高速陀螺仪,必然是需要高速运动的机械部件;那么就必然需要滑油进行润滑和保养。因此虽然大型固体火箭的本体原则上因为没有机械运动部件不需要机油,

但是只要在固体发动机的导弹或者大型运载火箭上存在机械类陀螺,那么也一定会用到机油。而说完了固体火箭发动机,剩下的自然是大型液体火箭发动机。同样道理,大型液体火箭如果内部有机械陀螺仪,那么也必然需要少量的机油。现实中大型液体运载火箭用到机油的地方可不仅仅是陀螺仪。这是因为所有大型液体火箭发动机的最关键部件其实是涡轮增压泵。只有涡轮增压泵的存在,才能让大型液体火箭产生几十倍大气压的内部压力,导致液体火箭发动机再进一步燃烧增压后产生巨大的反推力。涡轮泵是所有液体大火箭发动机中最核心的部件。既然是泵,就一定有高速旋转的涡轮和附带的传动齿轮装置。因此液体大火箭不但需要机油,而且对油品的要求比飞机还高。这是因为大火箭的液体燃料,

和氧化剂的化学反应性都很强。一般品质的机油与纯氧、四氧化二氮等接触就很容易发生化学反应而快速变质失效。因此大火箭涡轮泵的专用机油必须是有高度惰性的。另外涡轮泵一旦开始工作,其内部温度会上升到几百摄氏度,压力也很大。如果火箭的燃料和氧化剂是液氢和液氧,这些流动液体的内温又极低。这都要求大火箭使用的机油,既耐腐蚀又可承受巨大的工作温差。由此可知大火箭使用的机油,其实是各种机油里面档次最高的。

瀚海狼山



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