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從變循環(huán)發(fā)動機(jī)的發(fā)展看未來航空動力的發(fā)展趨勢

QuTG_CloudBrain ? 來源:云腦智庫 ? 2023-05-30 16:30 ? 次閱讀
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航空動力系統(tǒng)的發(fā)展正在經(jīng)歷第三次變革,向著自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)方向發(fā)展。

從活塞螺旋槳時(shí)代到噴氣時(shí)代,從渦噴發(fā)動機(jī)到渦扇發(fā)動機(jī),人類航空動力科技的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了兩次重大變革。下一次革命,將很可能催生變循環(huán)時(shí)代。

航空發(fā)動機(jī)技術(shù)提升的核心之一,在于如何提高燃油使用效率,而變循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)的出現(xiàn),就是要解決常規(guī)循環(huán)發(fā)動機(jī)不能兼顧超聲速飛行時(shí)的高推力和亞聲速飛行時(shí)低油耗的要求。變循環(huán)技術(shù)通過動態(tài)調(diào)節(jié)流入發(fā)動機(jī)核心機(jī)的空氣流量,使得發(fā)動機(jī)可以在兩種模式甚至是多種模式之間轉(zhuǎn)換。例如超聲速飛行時(shí),減小涵道比,增大單位推力,進(jìn)入高推力模式;亞聲速巡航時(shí),增大涵道比,進(jìn)入高效率模式,從而降低油耗,增大航程,使發(fā)動機(jī)在各種飛行狀況下都能工作在最佳狀態(tài)。

美國于20世紀(jì)60年代率先提出了變循環(huán)發(fā)動機(jī)的概念,GE公司一直處于領(lǐng)先地位。可以說,變循環(huán)發(fā)動機(jī)的發(fā)展史,基本就是GE變循環(huán)發(fā)動機(jī)的發(fā)展史。其大致有三個(gè)發(fā)展階段:第一階段是早期的變循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)探索,主要是渦噴與渦扇組合式變循環(huán)發(fā)動機(jī)和部分過渡性方案;第二階段是渦扇型可調(diào)部件式變循環(huán)發(fā)動機(jī);第三階段則演進(jìn)到自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)。

其實(shí)在此之前,實(shí)際上已有發(fā)動機(jī)具備了變循環(huán)的特征,例如普惠公司的J58渦輪沖壓組合式變循環(huán)發(fā)動機(jī)。該機(jī)于1956年開始研制,裝配于洛克希德公司的SR-71“黑鳥”偵察機(jī)上,并且創(chuàng)造了多項(xiàng)世界紀(jì)錄,其以渦噴和壓氣機(jī)輔助沖壓兩種模式切換工作的方式可以看作是變循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)探索的先聲。

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圖1 變循環(huán)發(fā)動機(jī)的先驅(qū)—J58渦輪沖壓組合變循環(huán)發(fā)動機(jī)。

“紙上談兵”的早期探索

為了結(jié)合渦噴和渦扇發(fā)動機(jī)各自的技術(shù)優(yōu)勢,早期很自然的想法是在一臺發(fā)動機(jī)上同時(shí)實(shí)現(xiàn)渦噴和渦扇循環(huán),其中典型的方案有:變吸氣壓氣機(jī)方案、柔性循環(huán)方案和渦輪增強(qiáng)循環(huán)發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)方案三種。

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變吸氣壓氣機(jī)方案

變吸氣壓氣機(jī)(VAPCOM)方案是美國空軍航空推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室在1960年左右提出的,原理是通過關(guān)閉或打開發(fā)動機(jī)外涵道出口的閥門來控制外涵道的空氣流量,實(shí)現(xiàn)渦噴發(fā)動機(jī)與涵道比為1的渦扇發(fā)動機(jī)之間的相互轉(zhuǎn)換。為了配合外涵道流量匹配,風(fēng)扇靜葉、壓氣機(jī)和渦輪系統(tǒng)均為可調(diào)。

在亞聲速飛行狀態(tài)下,外涵閥門打開,在調(diào)節(jié)風(fēng)扇靜葉的同時(shí)關(guān)小壓氣機(jī)導(dǎo)葉角度,以減少核心機(jī)內(nèi)的空氣流量,增大涵道比,使發(fā)動機(jī)進(jìn)入渦扇模式;在超聲速飛行狀態(tài)下,外涵閥門關(guān)閉,風(fēng)扇出口氣流幾乎全部流入核心機(jī),此時(shí)發(fā)動機(jī)的工作模式類似于雙轉(zhuǎn)子渦噴發(fā)動機(jī)。

這是首次嘗試將渦噴與渦扇循環(huán)集成在同一推進(jìn)系統(tǒng)內(nèi),其中,設(shè)法通過部件幾何調(diào)節(jié)控制涵道比的理念,在后續(xù)的變循環(huán)發(fā)動機(jī)發(fā)展中得到了延續(xù)。

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圖2 變吸氣壓氣機(jī)方案示意圖。

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柔性循環(huán)方案

柔性循環(huán)(Flex Cycle)方案是GE于20世紀(jì)60年代提出的變循環(huán)發(fā)動機(jī)方案,該方案的設(shè)計(jì)意圖與變吸氣壓氣機(jī)方案相同,都是想將渦噴與渦扇的特性集成在同一系統(tǒng)中,但結(jié)構(gòu)卻大有不同。

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圖3 柔性循環(huán)方案示意圖。

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:內(nèi)、外涵雙燃燒室結(jié)構(gòu),以及前小、后大的兩套獨(dú)立的低壓渦輪系統(tǒng)排布,其中,前方的小渦輪位于高壓渦輪之后,后方的大渦輪位于外涵道與核心機(jī)出口截面處,二者共同驅(qū)動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動。

當(dāng)外涵燃燒室打開,核心機(jī)與外涵道中的燃燒室同時(shí)燃燒,提供最大推力,發(fā)動機(jī)進(jìn)入共軸渦噴模式;當(dāng)外涵燃燒室關(guān)閉,此時(shí)整個(gè)壓縮系統(tǒng)的能量完全由主燃燒室提供,發(fā)動機(jī)進(jìn)入混排渦扇模式。

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渦輪增強(qiáng)循環(huán)方案

渦輪增強(qiáng)循環(huán)發(fā)動機(jī)(TACE)設(shè)計(jì)方案是由一個(gè)渦扇發(fā)動機(jī)和一個(gè)渦噴發(fā)動機(jī)通過特殊的交叉通道前后串聯(lián)而成。其中,前半部分是臺傳統(tǒng)的雙轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動機(jī),后半部分為單轉(zhuǎn)子渦噴發(fā)動機(jī)。

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圖4 渦輪增強(qiáng)循環(huán)發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)方案示意圖。

在亞聲速巡航條件下,渦噴發(fā)動機(jī)不工作,其出口處的閥門關(guān)閉,而前半部分渦扇發(fā)動機(jī)的兩股排氣流在交叉通道中摻混后由外涵噴管排出,此時(shí)整個(gè)發(fā)動機(jī)工作在渦扇模式;在超聲速飛行時(shí),出口閥門打開,前半部分渦扇發(fā)動機(jī)的內(nèi)涵排氣流仍然通過外涵噴管直接排出,而外涵排氣流將通過交叉通道被引入渦噴發(fā)動機(jī),再經(jīng)增壓、燃燒后膨脹做功、排出,此時(shí)前、后兩臺發(fā)動機(jī)同時(shí)工作,后半部分的渦噴發(fā)動機(jī)更像是一套高效的加力燃燒室,使整個(gè)發(fā)動機(jī)工作在雙渦噴模式。

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小結(jié)

上述三種方案均試圖將渦噴和渦扇循環(huán)組合在一臺發(fā)動機(jī)上,然而受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平,出現(xiàn)了諸多無法解決的難題,如超重和過于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)帶來的成本問題以及嚴(yán)重的氣動或機(jī)械問題。所以,在后續(xù)的變循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)研究與設(shè)計(jì)方案中,研究人員不再單純地追求渦噴與渦扇的轉(zhuǎn)換,而是將研究重點(diǎn)放到了小涵道比渦扇與大涵道比渦扇、分排與混排之間的轉(zhuǎn)換上,并由此在20世紀(jì)70至80年代初誕生了涵道可調(diào)方案(MOBY)、單外涵及雙外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī)等過渡性方案。

此外,憑借潛在的技術(shù)優(yōu)勢,變循環(huán)發(fā)動機(jī)還得到了大力支持。例如,普惠為美國超聲速巡航飛機(jī)研究(SCAR)計(jì)劃提出了串聯(lián)/并聯(lián)方案變循環(huán)發(fā)動機(jī)與變流路控制發(fā)動機(jī);在歐洲超聲速研究規(guī)劃的支持下,英國羅羅公司與法國斯奈克瑪公司分別提出了串聯(lián)風(fēng)扇與中間風(fēng)扇概念的變循環(huán)發(fā)動機(jī)方案;日本對“HYPR90-T”變循環(huán)發(fā)動機(jī)的技術(shù)研究與驗(yàn)證;以及1976年,GE在YJ101小涵道比渦扇發(fā)動機(jī)上試驗(yàn)的第1代變循環(huán)發(fā)動機(jī),一種可認(rèn)為是用后可變面積涵道引射器取代轉(zhuǎn)換閥門的單外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī)改進(jìn)方案。

“走進(jìn)現(xiàn)實(shí)”的渦扇型可調(diào)部件式變循環(huán)

第二階段的變循環(huán)發(fā)動機(jī)研究始于20世紀(jì)80年代,此階段的變循環(huán)發(fā)動機(jī)主要以雙轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動機(jī)為基礎(chǔ),通過模式選擇活門(MSV)、核心機(jī)驅(qū)動風(fēng)扇級(CDFS)及可變面積涵道引射器(VABI)等可調(diào)部件,實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外涵或排氣流路及涵道比可變型的變循環(huán)功能。其中經(jīng)典的設(shè)計(jì)方案有:GE21和F120變循環(huán)發(fā)動機(jī)。

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圖5 GE21變循環(huán)發(fā)動機(jī)工作示意圖。

其中,MSV設(shè)置在前風(fēng)扇外涵出口處,是風(fēng)扇外涵道的開關(guān),關(guān)閉時(shí)發(fā)動機(jī)以單外涵模式工作,打開時(shí)發(fā)動機(jī)以雙外涵模式工作。CDFS將前風(fēng)扇出口氣流一分為二,分別流入核心機(jī)和CDFS外涵道,CDFS的存在不僅能為核心機(jī)增壓,其獨(dú)立出來的另外一個(gè)外涵道還能增強(qiáng)整機(jī)的穩(wěn)定裕度。流入CDFS外涵道的氣流需經(jīng)FVABI與風(fēng)扇外涵氣流摻混,然后進(jìn)入發(fā)動機(jī)外涵道,最后在低壓渦輪出口處與發(fā)動機(jī)主燃?xì)饬鹘?jīng)RVABI摻混后再由噴管排出。

在之前的設(shè)計(jì)方案中,兩股風(fēng)扇外涵氣流需要兩個(gè)涵道噴管將其排出,F(xiàn)VABI的存在將二者合一,簡化了結(jié)構(gòu),使得兩股氣流實(shí)現(xiàn)有效摻混;RVABI則協(xié)調(diào)了變循環(huán)發(fā)動機(jī)在涵道比變化范圍較大時(shí)發(fā)動機(jī)主燃?xì)饬髋c外涵氣流的有效摻混問題。與之前的雙外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī)相比,GE21變循環(huán)發(fā)動機(jī)簡化了排氣系統(tǒng),將原來的三個(gè)噴管簡化為兩個(gè),再配合渦輪幾何調(diào)節(jié),還可進(jìn)一步合理分配高、低壓渦輪功率,使發(fā)動機(jī)具有更大的靈活性,并能在更寬的工作范圍內(nèi)提高循環(huán)匹配能力。

在加速爬升和超聲速巡航狀態(tài)時(shí),關(guān)閉MSV,關(guān)小FVABI和RVABI,發(fā)動機(jī)以單外涵模式工作,前半部分風(fēng)扇出口氣流幾乎全部通過CDFS進(jìn)入發(fā)動機(jī)核心機(jī),以產(chǎn)生最大單位推力,保持高速飛行,此時(shí)僅允許少量空氣流入發(fā)動機(jī)外涵道,用于冷卻噴管;在亞聲速巡航狀態(tài)時(shí),MSV、FVABI和RVABI均打開,發(fā)動機(jī)以雙外涵模式工作,通過提高前半部分風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,使空氣流量達(dá)到最大,同時(shí)關(guān)小CDFS的可調(diào)導(dǎo)葉角度,只將小部分空氣引入核心機(jī),其余大量空氣通過FVABI流入發(fā)動機(jī)外涵道,使發(fā)動機(jī)此時(shí)具有最大的涵道比。

GE21變循環(huán)發(fā)動機(jī)的代表性在于它確定了當(dāng)時(shí)雙外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī)的基本結(jié)構(gòu),在1975—1981年期間SCAR計(jì)劃的支持下,又成功地完成了部件和整機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證,在最關(guān)鍵的概念、硬件和工作方面樹立了信心,為后續(xù)變循環(huán)發(fā)動機(jī)的研制奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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F120變循環(huán)發(fā)動機(jī)

F120是GE第3代變循環(huán)發(fā)動機(jī),內(nèi)部編號為GE37,這是世界上第一種經(jīng)飛行驗(yàn)證的雙外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī),曾與普惠的F119小涵道比渦扇發(fā)動機(jī)競標(biāo)美國空軍先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗機(jī)(ATF)計(jì)劃。

F120的基本結(jié)構(gòu)是一臺帶對轉(zhuǎn)渦輪的雙外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī)。其中,前2級風(fēng)扇由單級低壓渦輪驅(qū)動,CDFS及后4級壓氣機(jī)由單級高壓渦輪驅(qū)動,其變循環(huán)特性與GE21變循環(huán)發(fā)動機(jī)基本相同,都具備單外涵和雙外涵兩種工作模式,只是將復(fù)雜機(jī)械作動的MSV改為比較簡單的氣壓驅(qū)動的被動活門。

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圖6 F120變循環(huán)發(fā)動機(jī)工作示意圖。

F120變循環(huán)發(fā)動機(jī)的主要工況為:在超聲速巡航的高功率狀態(tài)下,同時(shí)關(guān)小FVABI和RVABI,CDFS外涵道出口氣壓和發(fā)動機(jī)外涵道氣壓將逐漸增加,直到超過風(fēng)扇出口氣壓從而產(chǎn)生背壓,在背壓作用下,氣壓驅(qū)動的被動活門被關(guān)閉,使得發(fā)動機(jī)進(jìn)入單外涵工作模式,迫使大量空氣經(jīng)過CDFS流入核心機(jī),僅有小股氣流經(jīng)過CDFS外涵道出口進(jìn)入到發(fā)動機(jī)外涵道,供加力燃燒室和噴管冷卻以及飛機(jī)引氣使用,因此該模式下的涵道比極小,適合于需要大推力的加速以及超聲速巡航工況。

在亞聲速巡航的低功率狀態(tài)下,由于FVABI和RVABI都處于打開狀態(tài),風(fēng)扇出口氣壓大于發(fā)動機(jī)外涵道氣壓,在壓差作用下,氣壓驅(qū)動的被動活門因此打開,發(fā)動機(jī)進(jìn)入雙外涵工作模式,將更多的空氣引入發(fā)動機(jī)外涵道,增大風(fēng)扇的喘振裕度;與此同時(shí),由于RVABI處于打開狀態(tài),大量的發(fā)動機(jī)外涵氣流將被引入摻混室與主燃?xì)饬饔行交?,從而達(dá)到提高涵道比和推進(jìn)效率,降低油耗的目的。

雖然F120變循環(huán)發(fā)動機(jī)最終惜敗于F119發(fā)動機(jī),但其在功率輸出、耗油率、推重比和機(jī)動性等方面的技術(shù)優(yōu)勢顯著,只是在可維修性和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)控制方面不如后者,這也成為美國空軍最終選擇了F119發(fā)動機(jī)的主要原因。

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小結(jié)

上述第二階段的變循環(huán)發(fā)動機(jī)已經(jīng)“走進(jìn)現(xiàn)實(shí)”,初步呈現(xiàn)出向型號化發(fā)展的態(tài)勢,其設(shè)計(jì)理念主要是通過MSV、CDFS、FVABI/RVABI等特征部件改變外涵流路或內(nèi)、外涵氣流的摻混方式來獲得較大的涵道比調(diào)節(jié)范圍,所以必要的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、風(fēng)扇外涵系統(tǒng)及摻混模式是這類變循環(huán)發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

“一專多能”的自適應(yīng)循環(huán)

2004年,GE和艾利遜公司首次提出了自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)(ACE)這一概念,變循環(huán)發(fā)動機(jī)由此進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段。因自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)巨大的潛在技術(shù)優(yōu)勢,自2007年起,美國空軍、海軍聯(lián)合GE、羅羅和普惠等公司發(fā)起了與之有關(guān)的連續(xù)性研究計(jì)劃——“4個(gè)A計(jì)劃”,分別是自適應(yīng)通用發(fā)動機(jī)技術(shù)(ADVENT)研究計(jì)劃(2007—2013年),自適應(yīng)發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展(AETD)研究計(jì)劃(2012—2016年),以及當(dāng)前正在進(jìn)行中的自適應(yīng)發(fā)動機(jī)過渡項(xiàng)目(AETP)研究計(jì)劃(2016—預(yù)計(jì)2026年)及空中優(yōu)勢自適應(yīng)推進(jìn)技術(shù)(ADAPT)研究計(jì)劃(可能于2017年開啟,具體日期不詳),逐步推動自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)的研制,使之逐漸成熟化。在2015年,GE在AETD驗(yàn)證機(jī)地面測試時(shí)獲得了噴氣推進(jìn)史上壓氣機(jī)和渦輪的聯(lián)合最高溫度。

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帶FLADE的自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)

帶FLADE的自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)是在帶CDFS雙外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上增加了獨(dú)特的FLADE構(gòu)成的三外涵變循環(huán)發(fā)動機(jī),是自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)中一種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的布局形式。

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圖7 帶FLADE的自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

FLADE是在第二級風(fēng)扇動葉外環(huán)上增加的一圈短的轉(zhuǎn)子葉片,形成動葉上的風(fēng)扇,并在發(fā)動機(jī)外圍添加出來一個(gè)獨(dú)立的第三外涵道——FLADE涵道,由于FLADE涵道氣流不與其他氣流摻混,直接排出,對核心機(jī)內(nèi)的空氣流量及高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速基本沒有影響。而在FLADE的前、后都各有一圈可調(diào)導(dǎo)葉,用來調(diào)節(jié)FLADE涵道內(nèi)的空氣流量,從而控制發(fā)動機(jī)的進(jìn)口總流量和涵道比。

添加FLADE結(jié)構(gòu)的主要作用表現(xiàn)在:

(1)改善發(fā)動機(jī)與進(jìn)氣道的流量匹配,減少溢流阻力,從而改善發(fā)動機(jī)的安裝性能并降低油耗;

(2)FLADE風(fēng)扇與常規(guī)風(fēng)扇同軸,外涵道流量的增加導(dǎo)致低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降,能進(jìn)一步增大涵道比,提高燃油經(jīng)濟(jì)性和效率;

(3)FLADE涵道內(nèi)的空氣溫度較低,能為發(fā)動機(jī)提供冷卻氣流,可降低發(fā)動機(jī)的熱負(fù)荷;

(4)帶來全新的四種工作模式,增大發(fā)動機(jī)流量調(diào)節(jié)范圍與靈活性,實(shí)現(xiàn)更大幅度的變循環(huán)。

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XA100自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)

GE首臺全尺寸自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)XA100于2021年5月完成初步測試,全部測試工作于2022年9月在美國空軍阿諾德工程發(fā)展中心(AEDC)結(jié)束,達(dá)成了AETP研究計(jì)劃的最后一個(gè)主要合同里程碑,為后續(xù)的工程開發(fā)階段奠定基礎(chǔ)。

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圖8 測試中的XA100自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)。

目前的測試結(jié)果與預(yù)期相符,表明該型發(fā)動機(jī)可作為美國第六代戰(zhàn)斗機(jī)提供變循環(huán)推進(jìn)系統(tǒng),并有可能在2030年之前為F-35戰(zhàn)斗機(jī)換發(fā)。從當(dāng)前公開的信息了解到,這臺被稱為“三股流”(Three-Stream)的自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)簡化了部件與結(jié)構(gòu),變得更加簡潔。

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圖9 XA100自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

總結(jié)與建議

變循環(huán)發(fā)動機(jī)的發(fā)展歷程和技術(shù)進(jìn)展可見表1。

表1 變循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展分析與總結(jié)表

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基于對變循環(huán)的發(fā)展歷程,筆者提出如下幾點(diǎn)建議:

第一,自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)是變循環(huán)發(fā)動機(jī)家族中的最新一代,是未來的發(fā)展重點(diǎn),被稱為航空動力系統(tǒng)的第三次變革,已被美國空軍和海軍選定為下一代戰(zhàn)斗機(jī)的動力系統(tǒng)。與此同時(shí),歐洲、日本等國家和地區(qū)也協(xié)同啟動了下一代動力系統(tǒng)的研制計(jì)劃,并確定采用自適應(yīng)變循環(huán)的總體技術(shù)方案。種種跡象表明,自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)將在軍用動力領(lǐng)域掀起新一輪的競爭,并對未來戰(zhàn)斗機(jī)的空中作戰(zhàn)效能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。為此,自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)技術(shù)值得更加持續(xù)且重點(diǎn)關(guān)注。

第二,需求與型號牽引是新型航空發(fā)動機(jī)順利研制的前提。國家層面應(yīng)有所重視,加緊開展變循環(huán)發(fā)動機(jī)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),同時(shí)加大研發(fā)投入力度,促進(jìn)相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)科學(xué)和工程化應(yīng)用研究,推動工業(yè)制造技術(shù)發(fā)展,使發(fā)動機(jī)行業(yè)具有穩(wěn)定且長期的方向指引、資金支持和項(xiàng)目立項(xiàng)。

第三,可以直接從第二階段甚至是第三階段開始變循環(huán)發(fā)動機(jī)的研制計(jì)劃與預(yù)研。另外,航空發(fā)動機(jī)的研制需要豐厚的技術(shù)積累,型號牽引是最重要的發(fā)展方式,但更要重視基礎(chǔ)技術(shù)積累與技術(shù)集成驗(yàn)證。變循環(huán)發(fā)動機(jī)的可調(diào)部件、結(jié)構(gòu)和模式的變換將比常規(guī)循環(huán)的航空發(fā)動機(jī)具有更多的變數(shù),因此技術(shù)集成驗(yàn)證將顯得更加重要。

第四,先進(jìn)的組織管理與科學(xué)的研發(fā)模式是新型航空發(fā)動機(jī)研制成功的關(guān)鍵。所以應(yīng)充分借鑒、學(xué)習(xí)與吸收國外自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)研制計(jì)劃的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn),縮短研制周期,取其精華,規(guī)避風(fēng)險(xiǎn),少走彎路。

結(jié)束語

從早期生硬地疊加渦噴與渦扇發(fā)動機(jī),到發(fā)展出以可調(diào)部件為特征的變循環(huán)發(fā)動機(jī),再到發(fā)展出更為先進(jìn)的自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī),GE對變循環(huán)發(fā)動機(jī)的探索與技術(shù)發(fā)展已為未來航空動力系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向。

未來,航空發(fā)動機(jī)將不再具有單一、固定的工作模式,涵道數(shù)量將由兩條變至三條,將實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)化,變得一專多能,而不再是僅僅提供動力的系統(tǒng)裝置,在為飛行器提供更加強(qiáng)勁動力的同時(shí),還將支持熱電管理等功能,確保長續(xù)航及為定向能武器系統(tǒng)供能等多任務(wù)角色。

審核編輯 :李倩

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原文標(biāo)題:從變循環(huán)發(fā)動機(jī)的發(fā)展看未來航空動力的發(fā)展趨勢

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