想请教一下二战条件下转子发动机作为航空发动机的可能性

magicfire

RT，汪克尔20年代想出了转子发动机的概念，二战的时候在德国航空部工作，转子发动机原型机的设计也就是在二战后的55年立项，57年造出来的。如果二战中有人注意到这个设计概念并开始实用化改造的话，不知道是否有可能在二战中有较好的表现？

转子发动机作为航空发动机的优势：

1.较高的马力容积比使其能够用同等死重产生更大的马力输出。
2.较小的正面轮廓可以提供更良好的气动外形。
3.更少的运动部件可以降低发动机的震动和损耗。
4.可以在高转速下提供更大的输出功率。

转子发动机的问题和劣势：

1.压缩比不高。这个可以尝试通过多级涡轮增压部分解决，但估计还是不能完全解决。
2.恶魔之爪问题——菱封材料和缸体共振摩擦伤害缸体的问题，只能通过交叉孔（cross hollow）菱封设计改变菱封的震动系数，并加强菱封的材料强度解决问题，这也是二战时期是否能解决设计问题的关键。
3.燃烧不完全造成耗油量大——燃烧不完全可以用多点打火和更精确的点火时间设计来解决，但是在电脑打火管理系统发明之前这还不是很好解决。

按照2000年左右的生产技术，2600cc排量做两级增压的4转子RSC 26BDS-TT型发动机可以调出1200匹马力，相比之下DB601采用33000cc的排量也才有1300左右的输出，DB605用了甲烷注入加力也才2000马力，排量已经过35000了。相比之下转子发动机的优势确实比活塞发动机大得多——只要能搞得出来。

克虏伯火炮

从技术难度方面说，还不及涡轮发动机更有指望，性能指标上也不比涡轮发动机有优势。

magicfire

克虏伯火炮 发表于 2014-12-25 08:56
从技术难度方面说，还不及涡轮发动机更有指望，性能指标上也不比涡轮发动机有优势。
...

涡轮发动机确实是正道，但是也需要了解刚出来的涡轮发动机同样存在价格昂贵、寿命短，稳定性差的问题。

而且一个比较大的问题在于涡轮发动机的油耗极大限制了其航程，导致初期的喷气式战斗机都是小短腿。

克虏伯火炮

magicfire 发表于 2014-12-25 13:03
涡轮发动机确实是正道，但是也需要了解刚出来的涡轮发动机同样存在价格昂贵、寿命短，稳定性差的问题。
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初期的转子发动机同样也存在寿命短、油耗高的问题，因此性能指标上相比于当时的涡轮发动机仍没有优势。
实际上也是，涡轮发动机在战后很快就成熟了，反倒是转子发动机一直实现不了实用价值。
而且，若有了能充分发挥和提高转子发动机性能的优秀的涡轮增压技术，用来造涡轮发动机性能也会不错的。现代微型燃气轮机（带回热的）油耗也可以接近柴油机的水平。

兰度

最大的问题恐怕在维护上，特别是串联多缸的形式。只怕要更换某个转子上的一条密封片都得把整台发动机都拆开。

magicfire

兰度 发表于 2014-12-25 18:25
最大的问题恐怕在维护上，特别是串联多缸的形式。只怕要更换某个转子上的一条密封片都得把整台发动机都拆开 ...

转子发动机目前最复杂的也就是4转子结构，按说只需要拆掉外层的一个转子就能够修到内层的转子了。而且转子发动机零件少运动部件少，维修要简单一些才对。

magicfire

克虏伯火炮 发表于 2014-12-25 17:21
初期的转子发动机同样也存在寿命短、油耗高的问题，因此性能指标上相比于当时的涡轮发动机仍没有优势。
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油耗高可不是一个数量级的啊，刚出来的时候转子发动机的油耗也就比活塞发动机高个10%左右，涡轮发动机高的可是随便过倍啊。

寿命短也不是一回事啊，转子发动机菱封磨损顶多是效率开始降低，喷气发动机可是会爆的啊。

涡轮增压器和涡轮发动机的技术原理虽然类似，但整个技术指标要求完全不是一个数量级的啊。涡轮增压器那几十毫米直径的涡径，几十KPa的压强和两三百度的工作温度，完全无法和涡轮发动机那几百毫米扇叶直径上百万帕的压强和上800度的的高温相提并论啊。

兰度

magicfire 发表于 2014-12-25 19:48
转子发动机目前最复杂的也就是4转子结构，按说只需要拆掉外层的一个转子就能够修到内层的转子了。而且转 ...

这个四转子是四个气缸串联还是两两并联？

克虏伯火炮

magicfire 发表于 2014-12-25 20:33
油耗高可不是一个数量级的啊，刚出来的时候转子发动机的油耗也就比活塞发动机高个10%左右，涡轮发动机高 ...

高10%绝不止的，即使现在，同等技术水平下的转子发动机油耗也比气缸式内燃机效率低些。
世界第一种燃气轮机电站是1939年瑞士投产的，热效率18%，已经不算低了。喷气式飞机油耗高的主要原因是推进效率低，远远比不上螺旋桨式飞机。用涡轮轴发动机带动螺旋机的话，航程会有明显增加。
你说的涡轮增压器两三百度的温度，指的是压气机而不是涡轮。涡轮增压器的涡轮进口温度也在六七百度乃至上千度。
微型燃气轮机就是在涡轮增压器技术的基础上发展来的。

magicfire

克虏伯火炮 发表于 2014-12-26 11:35
高10%绝不止的，即使现在，同等技术水平下的转子发动机油耗也比气缸式内燃机效率低些。
世界第一种燃气轮 ...

用电站的燃气轮机的热效率和涡轮发动机比没什么好比的啊，那个不需要考虑死重问题啊。

涡桨是比较好的解决方案。

涡轮增压器的路线应该只能发展出离心式涡轮发动机，轴流式的估计难吧？

克虏伯火炮

magicfire 发表于 2014-12-26 13:35
用电站的燃气轮机的热效率和涡轮发动机比没什么好比的啊，那个不需要考虑死重问题啊。

涡桨是比较好的解 ...

涡轮增压器和现代微型燃气轮机确实以离心式压气机和向心式涡轮结构为主。空气流量小，用轴流式结构的话，因级间泄露损失显著增大，效率反而可能低些。

magicfire

克虏伯火炮 发表于 2014-12-26 17:07
涡轮增压器和现代微型燃气轮机确实以离心式压气机和向心式涡轮结构为主。空气流量小，用轴流式结构的话， ...

离心式的难度虽小，但推力不足，还是轴流才能搞出足够的推力啊。