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烏克蘭安-70的改進型飛行試驗將在2013年開始

(2011-12-14 20:19:54) 下一個

在幾種渦輪發動機中,渦輪螺槳發動機是最省油的,它在低速飛行時,有較低的耗油率,經濟性好,但隨著飛行速度的增加,螺旋槳效率將變低,耗油率則增加。能不能找到一種適用於飛行速度再高一些,且同樣比較省油的發動機呢?

20世紀70年代後期,“石油危機”給航空運輸業帶來衝擊,在此影響下,航空界開始大力研製一種新的、稱為“螺槳風扇發動機”的動力裝置,簡稱槳扇發動機。槳扇發動機是一種介於渦輪螺槳發動機和渦輪風扇發動機之間的一種發動機形式,其目標是將前者的經濟性和後者的高速性能結合起來,也就是一種既具有渦輪螺槳發動機油耗低、又具有渦輪風扇發動機適於高速飛行特點的發動機。

從外表看,槳扇發動機與渦扇發動機有明顯區別,螺旋槳外部不像高涵道比渦輪風扇發動機有一個外涵機匣,因此歐美國家又稱此種發動機為“無涵道風扇(UDF)發動機”;而槳扇發動機與渦槳發動機的明顯區別在於,槳扇發動機螺旋槳的槳葉較多(一般為6~8片),槳葉彎曲而後掠,呈馬刀形,螺旋槳直徑小於後者的螺旋槳直徑。這種槳葉尺寸、形狀、數量多少的變化與其使用要求相適應,因為普通螺旋槳葉片的葉型厚度大可保證強度,彎度大能保證升力係數。從剖麵來看,這種葉型是典型的低速飛機的機翼剖麵形狀,它在低速情況下效率很高,但一旦接近聲速,效率就急劇下降,因此裝有渦輪螺旋槳發動機的飛機速度限製在M0.6~M0.65左右;而槳扇發動機葉片既寬且薄、前緣尖銳並帶有後掠,這種葉型則類似於超聲速機翼的剖麵形狀,其跨聲速性能要好得多,在飛行速度M0.8時仍有良好的推進效率。

上世紀七八十年代,美、英、法、德、日等國家都開展了槳扇發動機的研究工作,其中美國通用電氣公司(GE)用它的GE36“無涵道風扇發動機”裝在MD-80上與另一台JT8D-17渦扇發動機進行對比試飛,試飛結果表明,GE36油耗下降49%,噪聲和振動水平都比預計的低。但是,後來由於槳扇發動機噪聲、振動及減速器性能問題沒有完全解決,特別是沒有外涵機匣,使用安全性沒有保證,加之世界燃油的價格漲跌不定,采用槳扇發動機的新型客機在用戶那裏沒有得到足夠的回應,因而在西方國家一直未將其投入使用。隻有前蘇聯堅持開發了裝槳扇發動機的安-70運輸機,在其解體後的1994年12月16日在烏克蘭基輔試飛成功。

按現在的表述,安-70是烏克蘭安東諾夫科學技術聯合體和俄羅斯共同研製的中程寬體運輸機,計劃取代安-12運輸機。它是世界上第一種成功使用槳扇發動機的飛機,其發動機集渦槳發動機的高經濟性和高速度性能等優點於一身,燃油消耗率極低,以最大巡航速度飛行時,其油耗與現代運輸機上使用的渦噴發動機相比要節約20%~30%;節油效果十分顯著,燃油效率比安-12和美國的C-130渦槳運輸機高60%~80%,與波音707等早期噴氣運輸機相比,節油率可達60%。

2011年9月,烏克蘭安東諾夫設計局總設計師宣布,安-70的改進型飛行試驗將在2013年開始。安-70的改進計劃包括動力裝置的改進、采用新的輔助動力係統、電子顯示係統、生命保障係統、新型導航設備、先進雷達以及飛機電傳控製係統。(王鍾強)

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