导读微小型航空发动机是航空发动机的一个分支,它与用于大型飞机的“航空发动机”有明显区别。微小型航空发动机(Micro Aero-Engine)是一种比较复杂和精密的热力机械,主要为无人机、等提供飞行所需动力,也可以为地面装置提供电力。微小型航空发动机的技术难度没有民用飞机航空发动机那么高,很多国家都可以自行设计并制造微小型航空发动机,实力比较突出的国家有法国、德国、美国、英国、捷克等。微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等,其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别,活塞发动机功率在100KW以下。太阳谷出版的《国外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国外微小型航空发动机的发展现状、趋势,国外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局,市场规模、未来发展趋势等作了深入研究,对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。
国外微小型航空发动机发展现状分析国外微小型航空发动
机的主要研制单位包括:赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS VelkáBíte?公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研
发历史较长,产品较多,技术实力雄厚,特别是Microturbo 公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.
公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品,在该领域享有国际声誉,产品竞争力非常强。
美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力,普·惠公司、Williams International公司、洛克菲勒·马丁公司、诺斯罗普·格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果,俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机,是20世纪70年代的产品,俄罗斯把它作为基准发动机,通过改进改型,发展了6种不同功率、不同用途的发动机,这些系列产品是TB,L1-10E,TB Д-20. PZL-IOW,BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力,所研制的在世界具有极强的影响力,其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。
法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一,Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一,其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年,中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业,以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。
德国在微小型航空发动机领域也拥有很强的实力,该国的JetCat公司研发了众多代表性的微小型航空发动机,在该领域拥有一定的行业地位。此外,加拿大庞巴迪公司下属的奥地利ROTAX公司在微小型
航空发动机领域拥有非常强的技术研发实力以及市场占有率,该公司研制的ROTAX系列微小型航空发动机被美国和中国等国的先进无人机采用。
国拥有众多微小型航空发动机研制单位,这些单位包括中科院系统、中航工业系统、航天集团、大学院校等等。
在国微小型航空发动机研制单位中,比较突出的研究单位有:中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所(608所)、中国航天科工集团第三研究院第三十一所、中国燃气涡轮研究院等。
国外主要技术差距分析1我国无人机发展仍然受制于动力从整体上来讲,我国航空发动机工业还比较薄弱,具体表现在产品性能指标偏低,并且产品系列不够完善,还有许多空白,因此无法为型号的发展提供比较充足的动力支持和储备,这样就造成许多型号依赖国外发动机,或者性能受到限制,因此对于我国来说,不仅仅是无人机,整个航空工业能否进一步发展,在很大程度上取决于我们的航空发动机是否跟上前进的步伐。值得一提的是,我国航空发动机工业也在不断进步,目前,我国完成了用于无人机的涡轮增压型活塞发动机的研制,提高了国产无人机的高原性能,初步解决了国产无
人机的动力问题,国产400KW/620马力涡桨发动机的研制也取得进展,可以为我国轻型运输机和大型无人机提供动力支持。
在2014年无人机展会上,我国公开展出了CH-4大型无人机,它是继翼龙、AH-3之后我国又一种侦察/打击型无人机。
不过翼龙的发动机来自奥地利的ROTAX914活塞发动机,它水平对置4缸废气增压发动机,1.2L排量,110马力输出,重量64公斤,需要指出的是美国MQ-1捕食者无人机配备的也是这型发动机,这也是翼龙能够在战术技术能够与
MQ-1相抗衡的关键,目前国能够提供的航空活塞发动机与ROTAX914还是有一定的差距,从航展来看,我国的HS-133活塞发动机,它的功率只有82 马力,重量却有80公斤,因此配备翼龙无人机就会明显的降低它的性能。
水平对置发动机从这里可以看出,由于发动机的差距,我国无人机的战术技术指标一下子被国外无人机拉开,这种差距并不是来自飞机本身,而飞机发动机性能的差距导致的,这也从一个侧面反应了发动机对于航空工业的重要性。
2现有发动机谱系无法满足需求我国作为一个幅员辽阔的大国,身处复杂的国际环境,现代化国防对无人机发展的需求同样十分强烈,特别是随着人们对未来战争观念、作战形式和任务要求的改变,无人机的研发得到了一定的关注。由于我国地域宽广,陆海空覆盖面积大,无人机是朝着高中低空、
远中近程、低速和高速无人机搭配使用方向发展。
未来的空战将是无人机之间的空战,为了满足战争的需要,我国需要有从短程到远程,从低空到高空,从轻型到重型,从侦察到作战,涵盖各个围、各种用途全系列的无人机。我国现有的无人机类型远远不能满足未来战争的需要,为了满足国防发展需求,更好的发挥无人机作为有效军事武器的潜力,有必要发展以下类型的无人机:特种作战侦察使用的微型无人机;近程战术侦察或者作战需要的无人机;采用涡轴发动机的旋翼无人机;中高空中远程无人机;超高空超高速无人机。
3新型发动机技术研究落后我国在转子发动机等新型微小型航空发动机研究方面比较落后,与美国、德国、日本等差距较大,为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用,发挥平台的潜力,应高度重视无人机动力的研发。美国在《无人机系统路线图(2005-2030)》指出:“推进技术和处理器技术是无人机的两大关键技术”,由此可见动力技术的发展对无人机系统的发展起着尤为关键的作用。
我国无人机动力发展应该以我国各军兵种无人飞行器发展
需求为依据,针对未来重点发展的无人作战飞机、高空长航时无人机、高超声速空天无人机等高端无人机平台,兼顾其他无人机需求,以核心机及涡轮冲压组合发动机为主线,遵循“加强预研、自主创新,统筹规划、系列发展,填补空白、
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