追赶世界第一,对比美国T901发动机,中国涡轴10如何?

追赶世界第一,对比美国T901发动机,中国涡轴10如何?

在之前的文章中,作者和大家聊了一系列关于我国航空发动机的发展,例如涡扇10、涡扇13、涡扇15、涡扇19等等。今天,我们聊聊我国直升机所需的涡轴发动机。不得不说,在涡轴发动机领域,近年来,我国的进展非常快,也取得了一系列的成就。但是,与世界第一梯队的涡轴发动机相比,仍有很大的差距。今天,我们就聊聊这个问题。

解放军直9系列直升机

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众所周知,由于国内经验严重不足,再加上国外长期的技术封锁,我国在发动机领域,长期滞后,并且受制于人。例如战机所需的涡喷、涡扇发动机,舰艇所需的燃气轮机、柴油机,各种装甲车辆所需的柴油机,各种直升机所需的涡轴发动机等等,在各个方面曾经都非常被动。

在上世纪80年代,我国与西方进入了短暂、宝贵的蜜月期,我国从欧美各国进口了各种类型的装备,也获得了各方面的技术。在直升机方面,我国陆续从法国进口了海豚、超黄蜂直升机,从美国进口了黑鹰直升机。进入90年代之后,一系列的逆向攻关、仿制、完善工作一步步开始。但是,各种直升机所需的发动机,需要一步步从头开始。

武直10武装直升机

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例如我国在法国超黄蜂直升机的基础上,进一步仿制推出了直8系列直升机。但是,由于国产涡轴6发动机在油耗、寿命、功率等关键指标上不过关,直8系列直升机长期无法进入批量生产阶段。为了解决陆军、空军部队的燃眉之急,90年代到21世纪初期,我国陆续从俄罗斯进口了大批量的米8、米17系列直升机。其实,直8和米17都属于13吨级中型运输直升机。

直到进入21世纪之后,随着涡轴6A发动机技术的一步步完善,直8系列直升机的生产数量才一步步提升。尤其是进入2010年之后,我国科技在各个方面,取得了很大的进步。2015年,涡轴6C发动机定型,最大功率提升到了1300KW,与涡轴6A相比,进步非常明显。

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依靠三台涡轴6C发动机的动力,直8L直升机的最大起飞重量,从13吨提升到了15吨,这是非常明显的进步。其实,不仅仅是直8系列直升机,我国武直10直升机,也曾经面临发动机短缺的问题。武直10武装直升机首飞以后,原计划使用加拿大的PT6B-67A发动机。不过,加拿大随后拒绝出口,我国不得不为武直10直升机,搭配涡轴9发动机。

但是,涡轴9在功率、寿命、油耗等方面,也面临了类似的问题。由于推力功率不足,武直10的早期型号,不得不降低了装甲防护水平,从而降低机体重量。从战场作战来说,这样的情况非常危险。一旦遭遇地面防空火力打击,直升机明显缺乏防护能力。

中国AC313A型直升机

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直到近年来,涡轴9G发动机一步步完善以后,武直10直升机才陆续出现完全体,例如安照米波雷达、提高机体装甲防护等等。2016年左右,我国直20直升机开始服役。直20直升机属于10吨级通用直升机,定位类似于美国黑鹰、欧洲NH90等型号。直20直升机,使用了两台国产涡轴10发动机。

按照航展上公布的数据,涡轴10发动机额定功率1600KW,最大功率2000KW。最新推出的升级改进型号,额定功率有望突破1800KW。那么,与世界第一梯队的各种同级别发动机,到底属于什么水平呢?

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认真的说,国外在直升机动力系统上,基本上采用了模块化、通用化的模式。以美国黑鹰、阿帕奇直升机为例,两种直升机都是10吨级直升机,采用了相同的动力系统。我们聊聊几款与涡轴10同一级别的几种涡轴发动机,法国90年代推出的RTM322系列发动机,功率在1566到1951kW之间。

法国2021年刚刚推出的阿内托1K发动机,输出功率在1864到2237 kW之间。与之前的RTM322相比,功率提高了25%,耗油率降低了15% ,是法国赛峰直升机发动机公司开发的功率最大的涡轴发动机。请注意,我国在直8直升机基础上,推出的民用版AC313A直升机,采用了3台阿内托1C发动机,动力强劲。

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目前,美国阿帕奇、黑鹰系列直升机,都采用了T700系列涡轴发动机。尤其是最新型的T700-T6E发动机,额定功率1879KW,我国涡轴10的额定功率,已经基本接近或者达到了这一水平。2019年,美国推出了新一代的T901系列涡轴发动机,计划替代现役配装“黑鹰”和阿帕奇直升机的T700系列涡轴发动机。

按照报道,美国新一代T901系列发动机,全重为204公斤,额定功率达到了2237KW(这个数字非常恐怖)。与现役的T700系列发动机相比,功率提高了50%、耗油率降低了25%、功重比提高了65%、寿命延长了20%,生产和维修成本降低; 20%到35%。

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最后,我们看一下俄罗斯新一代的涡轴发动机。俄罗斯最新的VK-2500M发动机,额定功率为1939kW,极限功率2200kW。同时,全重减少了20%,零件数量减少了16%,耗油率减少了7%。由此可见,与世界第一梯队的各种涡轴发动机相比,我国涡轴10系列发动机,还有相当的差距,仍然需要一步步追赶和努力。

当然,我国在各个类型的涡轴发动机方面,也在一步步努力。2023年12月,我国新一代的涡轴16发动机,开始批量交付客户。起飞功率不小于 1240kW,重量不超过 223.5公斤,耗油率不大于 294g / kW・h,实用升限 6000 米。目前,主要装备7吨级直升机。

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截至目前,我国在大功率涡轴发动机领域,目前,仍然是一片空白。以美国CH53重型运输直升机为例,安装了3台T64-GE-416涡轴发动机,单台最大功率4380马力,最大升限9300米。依靠3台发动机的强大推力,CH53直升机,最大起飞重量31.6吨,最大运载能力13.6吨。现阶段,我国在重型运输直升机、大功率涡轴发动机等领域,仍然是空白区。

美国CH53重型运输直升机

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在战机涡扇发动机、舰艇燃气轮机等领域,我国已经逐步缩小了与世界第一梯队的差距,并且开始了大踏步追赶。但是,在涡轴、涡桨发动机等领域,我国仍有很大的差距,需要一步步努力和发展。

中国重型运输直升机方案

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关于我国直升机领域发展建设的一系列故事,还有很多,作者在以后的文章中,和大家慢慢聊。

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