国产5代涡轴发动机已完成总体设计 十年内将追平欧美

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据国外媒体报道,在过去的40年里,美国已经生产了4,500多架UH-60黑鹰武装直升机和1048架阿帕奇攻击直升机,并在该国的陆地,海上和空中配备了广泛的性能。三军和盟军为赢得许多局部战争做出了“巨大贡献”。然而,随着航空电子设备,机载武器和直升机保护性能的不断提高,两种类型的飞机变得越来越重,并且T700第三代涡轮轴发动机联合装备的潜力已经耗尽。显然不足以满足未来战场的需要。随着近年来美国经济的不断下滑,美军的下一代直升机装备计划被迫大幅推迟。为了继续保持21世纪的超低空作战优势,美国陆军决定对这两种直升机进行大幅改进,大力投资升级和升级发动机。

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经过12年的激烈竞争,美国国防部于2019年2月决定将升级后的涡轮轴发动机合同授予GE(通用电气),其T901涡轴发动机赢得了陆军“改进涡轮发动机”项目(ITEP)的竞标以取代用于UH-60黑鹰直升机枪和AH-64阿帕奇攻击直升机的GE T700涡轮轴发动机,其竞争对手霍尼韦尔和普惠公司T900发动机的合作开发被击败,而美国军方最大的涡轮轴发动机订单丢失了。巧合的是,法国赛峰直升机发动机公司最近还宣布推出第五代涡轴发动机解决方案,用于欧洲多年开发的8~15吨超大中型大型直升机军用和民用市场。“Aneto”(Aneto)涡轴发动机的细节也引起了全世界的广泛关注。

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与此同时,中国最近独立完成了从概念到初步设计阶段的第五代涡轴发动机的整体设计,并在公共信息中披露了一些性能指标。基于这些公开的材料,军事观察员对同一代的这三款中小功率高性能涡轴发动机进行了性能竞争。在三台涡轴发动机中,美国T901涡轴发动机的功率最高,从1200(早期型号)到1471千瓦(最新改进型号)的T700至2240千瓦,功率重量比从原价5.88至11,质量仍为204公斤;法国“Aneto”涡轴发动机的功率略小于1864千瓦(Aneto-1K),发动机质量为232千克,其功率重量比为8,但它可以升级到2237.千瓦,重量/重量比增加到9.64;中国的第五代涡轴发动机拥有最低功率,仅1500千瓦,但重量最轻,仅为146千克,重量与重量比约为10.3,仅次于美国T901涡街发动机。

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虽然功率是最小的,但从重量指数来看,完全可以原位更换V型直9涡轴发动机9,并且当发动机重量恒定时功率增加50%。在发动机燃油消耗方面,美国T901涡轴发动机的油耗为0.206千克/(千瓦时/小时),且油耗最低,符合美国军方燃油消耗率要求的25%。 T700的1471千瓦型号;法国“Aneto涡轮轴发动机的燃油消耗为0.228千克/(kWh),燃油消耗量也比该国上一代RTM322低15%。第五代涡轮轴发动机的燃油消耗量得以开发在中国是三个。两个中最高的达到了0.248千克/(千瓦时/小时),但仍然比中法合作用于直线15的涡旋轴16低15%。从发动机功率到最低和最低油耗,可以看出美国在中小型涡轴发动机性能研究方面一直处于世界领先地位。

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事实上,美国第五代中小功率高性能涡轴发动机仍然可以降低油耗。例如,T901的竞争对手:T900涡轴发动机比T901低3%-4%,但美国军方正试图降低生产和维护成本。最后,我选择了T901,技术更简单,互换性更强。就预涡流温度而言,它代表了第五代涡轴发动机的重要指标之一,美国T901和法国“Aneto”涡轴发动机都没有公布其具体数字,但美国公布T901使用率高耐温陶瓷。在矩阵(CMC)方面,预涡流温度远高于T900发动机的1290摄氏度。据说法国“Aneto”动力涡轮机的设计具有相对保守的温度和应力水平,以最大限度地延长发动机寿命。由于上一代RTM322涡流的温度已达到1327摄氏度,因此预涡流温度将永远不会低于此参数。

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中国已宣布第5代涡轴发动机前涡轮温度为1390摄氏度,仅略高于直10涡轴10发动机,但燃烧室和涡轮采用国产陶瓷基碳化硅纤维复合材料,使得发动机质量已大大降低。在发展进度方面,法国的“Aneto”进展最快,并计划在2019年底前开始适航和证据收集;美国T901略有优势,并计划在2024年完成工程开发;中国第五代涡旋轴发动机进展最慢。该项目于2010年完成。总体规划设计于2018年完成。作者预计到2028年完成所有项目定型工作,以赶上欧洲和美国先进涡轮轴发动机的技术水平。 (作者签名:小英说技术)

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