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「名爵娱乐开户平台」六代机发动机的这些技能点 谁抢先点到谁就赢了

2020-01-10 17:02:25

「名爵娱乐开户平台」六代机发动机的这些技能点 谁抢先点到谁就赢了

名爵娱乐开户平台,最近有一条短到毫不引人注目的新闻悄悄出现在各大门户网站上—— 据路透社12月3报道,法国赛峰公司(safran)与德国mtu航空发动机公司(mtxgn.de) 就合作开发fcas(未来空中战斗系统)第六代战斗机的发动机细节达成协议。

这份协议称,赛峰公司将主导发动机研发工作,而mtu将主导发动机的服务。两家公司将在2021年底前建立一个各占一半的合资企业,以管理该项目研发、生产和售后支持。

新闻只有短短139字,但是新闻传播的定理你知道:字数越少,事情越大。

关于六代机发动机,各个大国都憋着劲儿,同时也讳莫如深。但新闻早已透露出一些苗头——

今年7月,美国空军官方杂志《飞行员》发表文章称,美国国防高级研究计划局(darpa)和美国空军研究实验室(afrl)提供了一些关于美国未来战斗机的细节。其中最重要的一点,就是美国未来战机会着眼于速度,力争突破5倍音速的极限。

2018年7月的范保罗航展上,英国展示了一架名为“暴风(tempest)”的全尺寸战机模型,并称这架正在开发中的战机足以满足英国未来几十年的作战需求。

据美国《防务更新》杂志披露,“暴风”将是一架双发飞机,由先进的涡轮喷气发动机提供动力,此发动机采用了罗罗公司所开发的先进技术,重量更轻、机身更小、马力更大。

此外,德国与法国联合研制的第六代战斗机项目“未来空战系统”已经亮相今年的巴黎航展,

俄罗斯研发的第六代战机也被揭秘将主打无人驾驶模式……

其实每个划时代的新型战机,都拥有两条“护城河”:

1、相比上一代的典型战斗机,有压倒性优势;

2、在生产上有技术门槛,保证只有掌握了这一技术的国家可以生产,并供应给其核心盟友。

早在2016年3月,英国空军研究中心高级研究员、英国皇家空军上校帕蒂尔就在其发表的《美国对六代机的期待》一文中列出了一些关于六代机发动机的研判,概括了全球航空界对六代机发动机的期待,也是六代机发动机的“护城河”——

新一代发动机要支持超高空飞行和超声速巡航,比现有战斗机快得多。新一代发动机将具有空间任务能力,这将使得飞机拥有更大的航程、更快的加速度、 更高的亚声速巡航效率。同时,这将是一架旨在降低空中加油需求的远程飞机,能够以高超声速和亚声速在超高空飞行,且具有垂直起降(vtol)能力。

从这些需求来看,有一些技能点是业内默认的战斗机“玩家们”争先恐后都要点上的——

自适应变循环发动机

六代机所用发动机对推重比和燃油经济性要求都十分苛刻,目前看来能同时满足这两个要求的发动机非变循环发动机莫属。

2004年,ge首次提出自适应变循环发动机(ace)的概念,允许发动机改变空气流量和单位推力,适应飞机在超声速巡航、跨声速加速和亚声速巡航时对发动机的不同性能要求,同时也满足越来越严格的噪声要求。

自适应变循环发动机的独特之处是在双外涵变循环基础上隐去第三外涵流路(flade)。与单一工作模式的常规航空发动机和两种循环的变循环发动机相比,采用了flade+核心机驱动风扇级结构的自适应变循环发动机可以实现四种工作模式。

ace高效能模式(图源:ge官网)

ace大推力模式(图源:ge官网)

四种工作模式可以使自适应变循环发动机在飞行状态不同时主动改变发动机涵道比,相当于让发动机在不同速度下都可以达到最高工作效率,能够大幅增加飞机航程,让飞行更快、更远、更经济。

美国从2013年开始分阶段实施自适应发动机技术发展(aetd)计划,并在2016年与ge和普惠公司签订合约,正式启动“自适应发动机转换项目”的第六代战机发动机预研项目,并宣布第六代战机必须使用自适应变循环发动机。

超燃冲压发动机

前文已经提到“美国未来战机会着眼于速度,力争突破5倍声速的极限”。 5倍音速正好是高超声速的门槛。美军将高超声速作为六代机的关键指标以实现“即时全球打击”能力,很符合其追求“全球”和“全域”两种顶层能力的目标。

虽然目前能达到这个速度的基本都是导弹。但近 20 年来,超高声速已经成为各航空大国抢占空中和空间战略优势的利器。如2017年9月27日,据美国《大众机械》网站报道,一架sr-72高超声速无人侦察机的缩比验证机在洛马公司一个工厂中被发现,这次发现与洛马公司关于高超声速飞机研究进展情况的公告吻合。

2017年10月11日,据美国《防务新闻》报道,诺格公司下属“比例复合材料”公司当天公布了其新型试验飞机“401型”原型机完成首飞的相关信息和视频。

从外形来看,“401型”明显具有隐身特征,还有亚声速、高升阻比的机翼以及不太适合大过载机动的背部进气设计。 这两种飞机总体上代表着美国航空器的两个重点发展方向:高超声速和隐身。

如果说隐身代表的是现在进行时,那么高超声速则代表未来。如果美国六代机要达到高超音速,毫无疑问,必须要使用超燃冲压发动机,因为普通的涡扇涡喷发动机无法提供这么高的速度。

新型航空材料

不论是自适应变循环发动机还是超燃冲压发动机,第六代飞机发动机牵引力与其自身重量的比例关系应当达到20:1甚至更高。要解决在高温高压下长时间稳定运行的问题,必须在材料科技上有突破。

未来的航空材料必须首先全面具备耐高温 、耐高压和抗腐蚀等特性,同时,耐火焊接结构、抗腐蚀保护层等技术难题也依然有待突破。

除了一直作为研发重点的单晶式材料、特种合金材料、金属复合材料等航空材料之外,目前日本正重点使用陶瓷、碳素和复合材料技术研制轻量化大功率发动机,尤其是陶瓷等材料,可以提高发动机风扇等核心部件耐高温高压的能力。

推力矢量控制技术

为了实现垂直起降和超声速无尾气动布局,六代机发动机必须采用推力矢量控制或创新控制面进行航向稳定。

从目前的技术看,从压气机引入射流注入函道或扩散段对推力的大小、方向进行控制的射流推力矢量技术,有可能可以提供简单、高效、高可靠性的航向控制手段。据洛马公司的预计,采用该技术能使发动机尾喷管减重50%,部件数量下降 70%,也许这项技术的成熟度将很大程度决定下一代战斗机的命运。

随着技术的不断发展, 各国对六代机的探索和研究可能还会发生变化。不过按照现在先进战机的研发周期,以及近期的新闻动向来看,六代机发动机已经从概念推演阶段进入到了真正的研发阶段,让我们拭目以待下一代战机的横空出世。

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