武直10发动机拆解!

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武直10发动机拆解

自从武装直升机在越南战场上崭露头角以来,世界各军事强国都把发展武装直升机作为提高陆军火力的革命性武器装备。至今为止世界上真正能称得上强悍的武装直升机有美国的“阿帕奇”直升机、俄罗斯的卡-50/52直升机,欧洲的虎式直升机等。近日,中国研制的武直10直升机公开亮相,意味着其已经量产装备部队,继歼20战斗机后必将掀起中国军事领域的又一场革命

由于武装直升机威力巨大,因此针对它的防空系统也在持续发展与完善之中,特别是各种肩扛式和便携式防空导弹,在光学搜索跟踪系统的控制下,对于低空和超低空目标有较大的杀伤能力,因此对于武装直升机来说,形成了较大的威胁。不过便携式防空导弹受限于自身的体积和重量,难以实现较远的射程,因此只要武装直升机的武器攻击范围能够超过这些武器的射程就会最大限度的提高自身的战场生存能力。

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武直10直升机然而,大射程同时也增加了武装直升机自身武器的体积和重量,加上战场作战环境日益恶劣,所以各国都希望武装直升机一次出击能够攻击更多的目标,以便减少飞机总的出动架次,所以新一代武装直升机的载弹量也随之增加。同时,为这些武器提供目标探测和制导的航空电子系统也越来越复杂,体积和重量进一步增加。再加上为了对抗地面防空系统而增加了探测预警、干扰压制等系统,这些都大大增加了新型武装直升机的体积和重量,那么相应的就要提高发动机的功率以维持飞机功率载荷,以保证飞机的飞行性能,更好的执行作战任务。

那么,什么是飞机功率载荷?直升机功率载荷的要求是多少?为什么发动机功率对直升机来说如此重要?下一节将为您详细解说。

直升机功率载荷的概念

所谓的功率载荷就是发动机单位额定功率所能举起的直升机重量,是直升机总体设计的关键参数之一实际上就是固定翼飞机的推重比,在直升机空气动力参数的一定情况下,功率载荷决定着飞机的最大起飞重量、载荷、飞行速度、悬停能力等指标。

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“阿帕奇”发动机功率达到了近1400KW

特别是在一些极端的条件下的性能,如高温高原条件下发动机功率下降,这样就需要较大功率储备以维持直升机的飞行性能,中国上世纪80从美国进口的S-70黑鹰直升机一直是中国陆航在青藏高原执行任务的主力机型,原因就是国产直升机和后来进口的米-17的功率载荷性能低于黑鹰直升机,因此在高原环境下的飞行性能较低,无法完成相关机型的更新换代。

著名的美国AH-64“阿帕奇”武装直升机,采用的T700涡轴发动机功率超过了1200KW,由于在阿富汗执行任务时激光制导不具备恶劣气候条件下作战的能力,所以AH-64发展了配备有毫米波雷达的AH-64D型,其重量也增加了大约500公斤,相应的其发动机功率也提高近1400KW,以保持相应的战术技术指标。

尽管如此,AH-64D仍旧面临高温高原条件下作战性能不足的问题,由于最大起飞重量不足,在阿富汗作战的AH-64D必须要把毫米波机载雷达去掉,并减少机炮的备弹才能保证搭载一定的燃料,以保持足够的航程和滞空时间。而英国使用的WAH-64D,则因为采用的发动机功率超过1500KW,则不需要去掉这些设备就可以起飞招待作战任务,其余综合作战能力反而要优于美军的AH-64D。由此可以看出发动机功率大小的重要性。

武直10直升机的发展史

上世纪90年代初的海湾战争,“阿帕奇”凭借海尔法导弹横扫伊拉克坦克集群,给中国陆航留下深刻印象,开始着手研制自己的类似武装直升机。以中国当时的航空工业技术水平及工业基础,这型直升机的重量和体积比AH-64只大不小,因此需要其发动机功率至少要在1200KW左右。

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早期的武直10大小与“阿帕奇”相近,后来由于引进的PT-6B涡轴发动机被禁运造成武直10久未列装。

在那时,研制这样一型涡轴发动机基本上是一个不可能的任务,所以最终只能引进。恰好,中国正准备从加拿大引进PT-6B涡轴发动机改进直8直升机,PT-6B发动机功率又超过1300KW,刚好可以满足新型武装直升机的需要,于是中国在PT-6B的基础上研制成功武直10武装直升机。

从原型机的照片及海外资料来看,武直10的大小与AH-64“阿帕奇”相近,机头装有与“阿帕奇”相近的滚筒式光电系统,两侧挂架可以挂载国产蓝箭-7机载激光制导反坦克导弹,蓝箭-7的各方面性能与海尔法大致相当,这样就意味着武直10可以象“阿帕奇”一样,实现长臂原则,在远距离攻击对方,以提高自身战场生存能力。

综合分析,武直10最多可以挂载16枚蓝箭-7反坦克导弹,具备较强的多目标攻击能力。蓝箭-7最多可以支持4种激光编码,最多可以支持4个激光照射器。毫无疑问,一旦武直10装备部队,凭借其优良的性能,可以有效的提高中国陆航的作战能力。

但是武直10优良的性能是建立在国外发动机的基础上,特别是加拿大还维持对中国无理的武器禁运,所以无疑于空中楼阁。因此当加拿大在美国的压力下,禁止向中国出口的PT-6B涡轴发动机用于军用后,武直10就难以为继,以致于在试飞成功之后,迟迟无法定型装备部队。

武直10现用国产涡轴-9发动机

经过中国航空发动机工业的努力,在本世纪中国研制出涡轴-9发动机,从各方面性能来说,其战术技术水平不错,但功率偏小,仅在1000KW左右。尤其用于武直10直升机,更加显得功率不足。

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涡轴9发动机虽然技术水平不错,但功率只有1000KW,用于武直10明显偏小。

例如,国外发动机功率与涡轴-9相近的是法德联合研制的虎式武装直升机,它的空重为3吨,最大起飞重量在6吨左右,这两个指标分别比AH-64“阿帕奇”少了3吨和4吨。这意味着如果武直10直接采用涡轴-9替代进口发动机,其最大起飞重量大约在6吨左右,去掉自身的5吨,那么燃料和武器的挂载数量只有1吨左右。而一枚蓝箭-7反坦克导弹的重量就达到了50公斤。因此涡轴-9难以直接用于武直10,需要加以改进,以提高最大起飞重量。

提高飞机的最大起飞重量有两种办法,一种是提高飞机的升力。对于直升机来说就是提高飞机的旋翼的升力特性和旋翼直径,以降低飞机的桨盘载荷。但旋翼直径不可能无限的扩大,因为旋翼越大,设计、制造起来会更加困难,同时因为旋翼的下垂角度也越来越大,容易打到机身和机尾,另外还有不便于野外起降的等问题。所以依靠提高升力来增加武直10的最大起飞重量是有限的。

这样在最大起飞重量一定的情况下,只有靠降低自身的重量来提高飞机的载荷,这也是为什么我们看起来量产型武直10比原型机有一定区别的原因。

武直10的改进办法

武直10降低重量的可能手段包括:缩小飞机体积,改用转塔型光电系统,复合材料运用比例提高等。

缩小飞机的体积。这样就可以降低飞机的自身,从图上看武直10量产型的座舱比原型机的座舱有所缩小,这意味着飞机的尺寸和体积可能有所缩小,这在一定程度降低了飞机的重量。但是这样也会减少飞机的内部空间,降低飞机的载油率,影响飞机的航程和滞空时间,因此从照片上来看,量产型似乎在尺寸方面并没有太大的降低。

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武直10改用转塔型光电系统替代原来的转筒式光电系统(红圈处)。

改用转塔型光电系统。用转塔型光电系统替代原来的转筒式光电系统,随着现代电子技术进步迅速,完成同样的工作,现在的航电系统比原来的系统的重量和体积都大为减少,这样就可以在一定程度上降低飞机的重量。

复合材料运用比例提高。虎式武装直升机比AH-64“阿帕奇”自重轻一个原因就是复合材料的使用比例要高于“阿帕奇”。根据世界飞机手册,虎式武装直升机的复合材料使用比例高达80%,相对而言AH-64“阿帕奇”的材料主要仍旧为传统的铝合金,这样虎式武装直升机就明显的降低了自身重量。

还有一个迫不得已的方法就是降低直升机的相关标准,特别是适坠性标准。意大利A129武装直升机降低了相关标准,从而节约大约7%的结构重量。如果这些措施还不能得到满意的飞行性能,那么只有减少飞机的载荷,包括弹药和燃料,但这样其作战能力就受到限制。

武直10历经十余年研制久未列装,即便现在已经服役,但目前看来仍然没有具备完整的战斗力,想要举国兴奋还有一段很远的距离。


本文内容于 2013/9/2 16:50:20 被小编a44编辑

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