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航空發動機有多難?中科院耗時10年搞出推力1噸航發
送交者: 一劍破天 2020年01月02日20:17:26 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  航空發動機是中國航空工業最難,也是最頑固的短板,按照飛機設計師的說法,中國幾乎任何一款飛機,不管是民用飛機還是軍用飛機,都存在各種程度不等“心臟病”,尤其在戰鬥機使用的大推力高推重比航空發動機上,中國航空發動機行業,耗時40年,經費幾百億,終於搞定FWS-10太行發動機,開始取代外國30年前水平的進口發動機,而且在某些關鍵指標上,還有一定的不足!

  大推力發動機難搞,大家都很清楚,很多人就想,是不是小推力發動機就很好搞,這個聽起來很有道理,事實上,除了微型航模發動機,推力在500-1000公斤的航空發動機也真的難搞,這倒不是假話,最近陝西某企業宣布,交付了國內首架推力1000公斤的渦扇發動機,這款發動機究竟有多難?中科院熱工所出手,研發時間超過10年,樣機試驗2年時間,工廠試製10個月,耗資超過2億!但是推力只有1噸!

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  中科院熱工所開發的渦扇發動機,推力1噸,但是研發周期很漫長

  據介紹,本次交付的無人機渦扇發動機屬於國家重點項目,由中國科學院工程熱物理研究所歷經10多年研製定型,代表了我國該類型發動機最高水平。正常來說,渦扇發動機具有推力大、推進效率高、噪音低、燃油消耗率低等特點,目前民航領域的多數飛機都使用渦扇發動機,這一款航空發動機主要用於中國高空無人機,以及雙發噴氣公務飛機,先在高空無人機上使用,極有可能裝備中國的多款隱身無人機。

  這款航空發動機的基本數據:最大推力1000公斤,起飛耗油率≤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,和現在的大型軍用航空發動機11-12相比,差距甚遠,首次翻修壽命4000小時,算是比較長!按照無人機正常升阻比5-6來計算,這款發動機單台可以推動2-3噸重量的無人機,兩台可以推動5噸左右飛機,這款發動機裝備之後,可以大大提高中國高空無人機航程和航時。

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  中國無人機開始隱身化,限制性能最大的因素是:航空發動機!

  就有很多人不理解,我們花了10多年時間,幾億的費用,就造出這麼一個小發動機,推力小,推重比很低的傢伙,難道是設計師亂搞瞎浪費錢和時間?

  這個倒是真的很冤枉,航空發動機有個傳統,尺寸效應,大推力發動機有大尺寸效應,小推力發動機有小尺寸效應,推力特別高的大型發動機設計製造很困難,這一點大家都容易理解,尺寸大了,渦輪溫度更高,離心力更大所以是非常的困難,但是小了為啥反而也困難,這就牽涉到一個流體力學的根本概念:小尺寸效應,由於小尺寸效應的存在,附面層,漏氣等問題特別嚴重,使得小型航空發動機壓氣機效率和渦輪效率特別難於提高,雖然全世界花費很多時間,發動機推重比一直很難提高上去,大多在4-5徘徊。

  這款發動機具備很強的實用性,除了高空無人機之外,而且還可以推進中國未來自主研發的輕型噴氣公務機,2016年6月,塞斯納向用戶交付了“獎狀”系列的第7000架飛機,未來中國也有類似的需求,新型國產噴氣公務機,主要面向國內旅行和亞太周邊商務出行。

  今年12月份交付客戶,發動機高空飛行實驗,估計測試時間不會少於2年,整個過程會發現很多問題,一點點解決,一點點前進,這也是航空發動機的一個特點,台架測試不容易,載機試飛更困難,無人機對可靠性要求不算特別高,最難的要求則是有人飛機,尤其是公務機,這款發動機將在未來接受一波又一波的艱難考驗。

  假如不出意外,未來10年也將是中國航空發動機的井噴年,不管難度有多大,中國人一定能掌握航空發動機技術,不管大推力還是小推力!


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