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航空发动机有多难?中科院耗时10年搞出推力1吨航发
www.wforum.com | 2020-01-02 18:17:18  世界军事网 | 0条评论 | 查看/发表评论

  航空发动机是中国航空工业最难,也是最顽固的短板,按照飞机设计师的说法,中国几乎任何一款飞机,不管是民用飞机还是军用飞机,都存在各种程度不等“心脏病”,尤其在战斗机使用的大推力高推重比航空发动机上,中国航空发动机行业,耗时40年,经费几百亿,终于搞定FWS-10太行发动机,开始取代外国30年前水平的进口发动机,而且在某些关键指标上,还有一定的不足!

  大推力发动机难搞,大家都很清楚,很多人就想,是不是小推力发动机就很好搞,这个听起来很有道理,事实上,除了微型航模发动机,推力在500-1000公斤的航空发动机也真的难搞,这倒不是假话,最近陕西某企业宣布,交付了国内首架推力1000公斤的涡扇发动机,这款发动机究竟有多难?中科院热工所出手,研发时间超过10年,样机试验2年时间,工厂试制10个月,耗资超过2亿!但是推力只有1吨!

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  中科院热工所开发的涡扇发动机,推力1吨,但是研发周期很漫长

  据介绍,本次交付的无人机涡扇发动机属于国家重点项目,由中国科学院工程热物理研究所历经10多年研制定型,代表了我国该类型发动机最高水平。正常来说,涡扇发动机具有推力大、推进效率高、噪音低、燃油消耗率低等特点,目前民航领域的多数飞机都使用涡扇发动机,这一款航空发动机主要用于中国高空无人机,以及双发喷气公务飞机,先在高空无人机上使用,极有可能装备中国的多款隐身无人机。

  这款航空发动机的基本数据:最大推力1000公斤,起飞耗油率≤0.48KG/daN.h,巡航推力250公斤,巡航耗油率≤0.78KG/daN.h,推重比只有4.0,和现在的大型军用航空发动机11-12相比,差距甚远,首次翻修寿命4000小时,算是比较长!按照无人机正常升阻比5-6来计算,这款发动机单台可以推动2-3吨重量的无人机,两台可以推动5吨左右飞机,这款发动机装备之后,可以大大提高中国高空无人机航程和航时。

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  中国无人机开始隐身化,限制性能最大的因素是:航空发动机!

  就有很多人不理解,我们花了10多年时间,几亿的费用,就造出这么一个小发动机,推力小,推重比很低的家伙,难道是设计师乱搞瞎浪费钱和时间?

  这个倒是真的很冤枉,航空发动机有个传统,尺寸效应,大推力发动机有大尺寸效应,小推力发动机有小尺寸效应,推力特别高的大型发动机设计制造很困难,这一点大家都容易理解,尺寸大了,涡轮温度更高,离心力更大所以是非常的困难,但是小了为啥反而也困难,这就牵涉到一个流体力学的根本概念:小尺寸效应,由于小尺寸效应的存在,附面层,漏气等问题特别严重,使得小型航空发动机压气机效率和涡轮效率特别难于提高,虽然全世界花费很多时间,发动机推重比一直很难提高上去,大多在4-5徘徊。

  这款发动机具备很强的实用性,除了高空无人机之外,而且还可以推进中国未来自主研发的轻型喷气公务机,2016年6月,塞斯纳向用户交付了“奖状”系列的第7000架飞机,未来中国也有类似的需求,新型国产喷气公务机,主要面向国内旅行和亚太周边商务出行。

  今年12月份交付客户,发动机高空飞行实验,估计测试时间不会少于2年,整个过程会发现很多问题,一点点解决,一点点前进,这也是航空发动机的一个特点,台架测试不容易,载机试飞更困难,无人机对可靠性要求不算特别高,最难的要求则是有人飞机,尤其是公务机,这款发动机将在未来接受一波又一波的艰难考验。

  假如不出意外,未来10年也将是中国航空发动机的井喷年,不管难度有多大,中国人一定能掌握航空发动机技术,不管大推力还是小推力!

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