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大國不可能永遠做不好發動機!國產大型渦槳發動機已開始出現井噴

2017年12月24日,大型滅火/水上救援水陸兩棲飛機AG600「鯤龍」成功首飛,但稍顯遺憾的是,其動力裝置仍然是中國航發南方公司生產的渦槳6(WJ6)發動機,其水上最大起飛功率略顯不足。據公開資料披露,渦槳6發動機於1969年開始研製工作,1977年正式批準定型並投入小批量生產,滿足了我國20世紀60年代末開始研製,80年代開始裝備部隊的運8運輸機的配套動力需要。經過40多年的持續改進與延壽,渦槳6發動機發動機功率由最初的3126千瓦增加到3500千瓦,壽命也逐步延長至5000小時以上。據不完全統計,其總交付數量已超過800 台,累計飛行時間已超過300萬小時,是目前我國裝機數量最多、累計飛行時間最長的國產渦槳發動機。預計在未來一段時期以內,渦槳6發動機仍然是我國運8中型運輸機的主要動力。

但隨著我國新一代更大載貨量及起飛重量的中型戰術運輸機及民用客貨運渦槳飛機的國家正式立項研究,和未來彈射型航母所搭載的艦載固定翼預警機對更大功率渦槳發動機動力的迫切需求,原渦槳6發動機動力不足,耗油量過大,以及不能滿足民用航空發動機市場環保要求的缺點變得越來越突出,研發新一代大功率渦槳發動機已變得迫在眉睫。據中國航發研究院有關人士在2018年度民用渦軸渦槳發動機供應商(國際)大會公布的消息稱,由位於湖南株洲的中國航發湖南動力機械研究所(簡稱中國航發動研所)為主導,自主研發的國產5000千瓦級渦槳發動機——AEP500將滿足我國新一代渦槳飛機配套動力的需求,其主要技術指標達到國際同類先進渦槳發動機技術水平,並填補國內該級別渦槳發動機的研製空白。

據公開消息稱,AEP500發動機具有以下特點:

1.高性能,大功率,低油耗。AEP500最大起飛功率為5000千瓦,巡航當量功率大於3200千瓦,在發動機巡航功率明顯大於渦槳6發動機的情況下,其油耗卻降低了50%,僅為0.225公斤/(千瓦·小時)。其最大巡航飛行高度為9000米,最大巡航飛行速度為734公里/小時,也明顯高於採用渦槳6的運8運輸機。(運8巡航飛行高度為7000-8000米,最大巡航速度為550千米/小時) 。AEP500發動機能同時做到高性能,大功率和低油耗的原因是採用了低壓壓氣機—低壓渦輪、高壓壓氣機—高壓渦輪以及動力渦輪三軸結構布局,三轉子之間僅有氣動聯繫,可分別工作在各自最佳工作轉速下,保證了各級葉輪機械的高效率,以及部件之間的優良匹配。

2. 低污染,綠色環保。我國目前已成為世界上航空客貨運增長最迅猛的國家之一,未來中型及大型民用渦槳飛機有著廣闊的國內市場。但隨著人們環保意識的日益增強,對於民用航空發動機的污染物排放要求也變得越來越嚴格。渦槳6發動機已很難滿足國際民用航空組織理事會下屬的航空環境保護委員會(CAEP)制定的污染物排放標準。據有關資料稱,CAEP已制定了一系列航空發動機污染物排放標準(包括CAEP/1、CAEP/2、CAEP/4、CAEP/6和CAEP/8,分別於1986年、1996年、2004年、2008年和2014年生效)。而AEP500發動機是潔凈、環保的綠色動力,為滿足最新的航空發動機環保要求(CAEP/8),該發動機採用直流環形低污染燃燒室,高剪切旋流燃燒、切向發散冷卻及大調節比雙油路噴嘴等先進設計技術,使氣態污染物排放指標遠遠優於國際同類現役產品的CAEP/6標準。

3. 性能達到世界先進水平的核心機技術。為保證高輸出功率,高可靠性,高適航標準,採用了具有世界先進水平的渦輪和高、低壓壓氣機技術。AEP500發動機渦輪部件採用了高效氣冷單晶葉片,單級軸流高、低壓兩級渦輪,以及預扭葉冠設計技術,可同時兼顧高效率與高可靠性。壓氣機設計低壓採用了4級軸流低壓壓氣機,高壓壓氣機則採用1級軸流 1級離心組合——所謂軸流離心壓氣機組合式方案,具有極高的壓氣機壓比和效率指標。為滿足性能要求,壓氣機還首次採用跨聲速葉型、可調導葉等技術,基本上達到國際上最先進的第四代渦槳發動機核心機技術水平。4. 可擴展性好。由於採用了輕質、高效的大功率偏心減速器技術,只要稍加改進,就可通過「槳改軸」技術,發展出5000千瓦級的大功率渦軸發動機,用於我國急需的大噸位軍民用直升機。目前,AEP500發動機項目正按計劃順利推進,已初步完成1000小時地面試車驗證,即將進行外場上天試飛。

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