揭秘阿帕奇與黑鷹的新一代強勁「心臟」 中國要加油啊
文：垂直風行
這是美軍「阿帕奇」和「黑鷹」機群
美軍現役直升機戰術體系中，AH-64「阿帕奇」和UH-60「黑鷹」可謂是一對黃金搭檔，二者自70年代末甫一登場亮相，便長期佔據陸航主力，二者一「人」充當開路先鋒，一「人」充當戰場巴士，美國利益延伸到哪裡，哪裡就出現他倆忙碌的身影，一路叱吒戰場，所向披靡。在服役了近40年後，二者仍不失為各自領域最為出色的代表型號。然而美軍未雨綢繆，早已為二者的未來進行打算，其中一項計劃就是研發一種全新的替代動力型號，取代成就二者無數王者光環的動力核心——通用電氣T700發動機。1976年生產的第一台T700功率為1600馬力（1200千瓦），時至今日，改進型T700-GE-701D功率已達到2000馬力（1500千瓦）。儘管如此，「阿帕奇」和「黑鷹」在阿富汗和伊拉克的高海拔和高溫環境中的表現都有明顯的不足。這兩種機型在過去幾十年中的重量和阻力都有了顯著的增長，需要逐步提高發動機的性能才能保持飛行性能。而且美軍將有3000架直升機在2050年之前退役，新型號發動機還將成為替代型直升機的動力。
通用電氣T700發動機，也是「阿帕奇」和「黑鷹"的動力。
一脈相承的VAATE、AATE、ITEP
早在世紀之交之際，當時的「阿帕奇」和「黑鷹」還如日中天，美國陸軍就層考慮為二者換髮，然而由於各種原因最後不了了之。2006年開始，美國啟動通用經濟可承受先進渦輪發動機（VAATE）計劃，目的是為三軍提供比現有型號性能更強、成本更低的發動機。該計劃框架之下，美國陸軍航空應用技術理事會（AATD）提出了先進經濟型渦輪發動機（AATE）計劃，對 「阿帕奇」和「黑鷹」 換髮進行型號預研。其目標是研發一種與T700體積相同、功率增加50％——達到3000馬力（2250千瓦）的發動機，同時燃油效率提高25％，重量約為450磅。新發動機的使用壽命將更長，維護成本也更低。2009年7月，美國陸軍通用直升機項目辦公室發布了一個新方案，稱為改進型渦輪發動機計劃（ITEP），在利用AATE前期預研成果基礎上，直接從AATE技術驗證階段直接進入ITEP的工程和製造開發（EMD）階段。ITEP目標是替代目前「阿帕奇」和「黑鷹」搭載的T700發動機。ITEP除了實現AATE計劃目標外，還能實現額外需求，比如「阿帕奇」和「黑鷹」在高溫和高海拔情況下高達500公里任務半徑的提升。
如果達到設計預期，ITEP對於「阿帕奇」來說，在高原/高溫條件下，偵查時間可增加一小時以上，並且有效載荷增加3,300磅（1.5噸）。而目前，阿帕奇機組人員必須在滿油和滿彈之間進行折衷。對於「黑鷹」，將使其增加三分之一的航程，減少任務所需的落地加油次數，在6,000英尺/ 95℉（1800米/ 35℃）高原/高溫條件下有效載荷增加50％。
為了這些改進，陸軍已經設計了幾個概念性場景。在一項研究中，陸軍想定130名士兵將在高原/高溫條件下被運輸到121海里（224公里）之外執行空中突擊任務。目前在搭載T700發動機的情況下，10架「黑鷹」由2架「阿帕奇」護航，一次只能運輸5名士兵，並且編隊不得不在前方彈藥燃料補給點（FARP）停下來加油。這12架直升機若要完成這項任務必須飛行三次，總飛行時間為480分鐘（8小時）。相比之下，由ITEP驅動的「阿帕奇」和「黑鷹」可以在沒有FARP的情況下一次性完成任務，每架「黑鷹」可運輸13名士兵，總飛行時間僅為68分鐘。在ITEP驅動下，整個部隊只使用四分之一的燃料和八分之一的時間，這還不包括建立和運營FARP的時間、燃料、風險和成本。目前，這種高原/高溫任務不得不由CH-47「支奴干」完成，但其弊端是目標特徵較大，容易暴露，並且油耗高。
2012年10月，ITEP項目正式啟動。2015年9月ATEC公司的HPW3000（2017年授予編號T900）發動機和通用電氣公司的GE3000（2017年授予編號T901）發動機投入技術開發，開展對比競標，按計劃於2024年完成發動機驗證並開始生產。
ATEC公司T900（HPW3000）
這是T900（HPW3000）
先進渦輪發動機公司（ATEC）是霍尼韋爾和普惠公司的合資企業，T900的初步設計於2016年8月開始，當時處於ITEP計劃的技術成熟和風險降低（TMRR）階段，由於AATE項目中的演示樣機已於2014年末進行了測試，ATEC表示通過組件試驗測試降低了T900發動機的研發風險，並可幫助提高發動機性能，同時進一步驗證T900雙軸架構。日前ATEC證實，該發動機樣機已製造完畢，並已安裝於「阿帕奇」和「黑鷹」上，這為T900開展試飛鋪平了道路。按照ATEC計劃，2018年3月將和陸軍一起對T900進行初步設計審查。ATEC副總裁Jerry Wheeler表示：「發動機樣機被成功安裝到這兩型直升機上，表明了ATEC、飛機製造商和陸軍在過去十年中所取得的重大進展和努力。開發一台比原型號功率高50％、燃油效率高20-25％的發動機，並且適裝現有的『阿帕奇『和『黑鷹『是一項exciting的技術挑戰。新型發動機首次安裝成功恰好證明了ATEC已準備好迎接挑戰，T900發動機是陸軍提升戰機作戰能力的正確選擇。」
通用電氣公司T901（GE3000）
這是T901（GE3000）
通用電氣公司在2014年對其GE3000驗證機進行了大量測試後，在8月獲得了ITEP初步設計合同。通用電氣在GE3000身上驗證了許多關鍵技術，包括提高燃油效率和動力的先進內部空氣動力學，應用在渦輪部件上耐高溫陶瓷基複合材料（CMC），以及用於去除進氣處異物的進氣口顆粒分離器。此外，T901燃氣發生器繼承了T700的單軸構型，這使其維修性、可靠性和經濟性大幅提高。GE公司在GE3000發動機上也使用了LEAP和GE9X發動機使用的增材製造部件。該技術能以更低的重量和更好的性能和耐久性來製造具有先進的3D形狀的複雜零件。例如，T901的一個附件部分，可將超過50個子部件的裝配減少為一個部件。2017年10月，GE宣布成功完成了對T901-GE-900原型機的測試，表示測試引擎超過了ITEP的性能要求，證明 T901引擎已經準備好進入ITEP工程和製造開發（EMD）階段。 T901原型機測試完成後，GE繼續在其位於馬薩諸塞州和俄亥俄州辛辛那提的工廠進行壓縮機，燃燒室和渦輪機部件測試。
未來前景
按測算，美國陸軍預計將採購6000多具ITEP發動機。同時ITEP也適用於出口到其他國家的各種 「阿帕奇」和「黑鷹」 系列，同時還可能發展民用型號。通用電氣表示，過去四十年來，該公司已經售出了2萬多具T700（包括CT7商用型），累計飛行時間超過1億小時。ITEP應該也會取得類似的成功。但是一些專家建議取消ITEP，以便加速用未來垂直起降計劃（FVL）替代 「阿帕奇」和「黑鷹」 。然而，他們忽視了這樣一個事實：即使在最樂觀的情況下，「阿帕奇」和「黑鷹」至少還要在美國陸軍服役25年，更有可能服役到2050年。而且，發展ITEP之外的型號將會產生更大的長期成本。美國顯然需要ITEP發動機，它將為美國陸軍提供不竭的動力之源。中國，要加油啊！
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