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主题:【讨论】我国当前哪些军工项目需要调整? -- silencsrv

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家园 说几句直升机

直升机一个指标是功率重量比(这里用的单位是千瓦每千克),这个指标越大,单位重量的功率就越大,性能就越好,尤其起降和悬停时对功率要求最高。而直升机的涡轴发动机在空气稀薄时功率会降低,所以更要求大的功重比。最极端的情况就是空气稀薄的地方起降。哪稀薄呢,一个是高原,一个是热带(热空气密度低),如果热带高原起降那就是最严酷的条件。俄罗斯受地理条件限制,又不热又没多少高原,所以俄罗斯直升机的功重比都偏低,大约0.2-0.25,欧美在0.25-0.3左右。战区在热带高原还有钱的国家,除了全球部署的美国,基本就印度和中国,所以两国都要求直升机有变态的功重比,最好能到0.3以上。

米171原来不到0.25,在中国的要求下换装大功率发动机,勉强超过0.25,所以米171目前的高原性能只是堪用。换发动机相对简单,决定因素是旋翼系统,发动机功率大到一定程度,不换旋翼,再有力气也使不出来,米171现在的旋翼系统已经接近极限,不能再加大发动机功率了。而换旋翼系统成本较高,不如新设计一款。

武直10现在配涡轴9发动机,功重比也是勉强超过0.25,这个问题在于,武直10最开始设计时就要用涡轴9发动机,但后来决定选用加拿大发动机,比涡轴9发动机的功率大30%,等设计成型后,美国开始压加拿大禁运,结果又得换回涡轴9,导致功重比偏低,如果按照原计划功重比肯定超过0.3了。涡轴9是一款很优秀的发动机,还是完全自主设计,只不过现在用在武直10身上是小马拉大车。

印度HAL的北极星直升机也碰到同样的问题,原来打算选用英美发动机,功重比可以达到0.35以上,结果因为核试验被禁运,被迫采用法国发动机,功重比降到0.3以下,近年来又在换装法国更大功率的发动机恢复功重比--这就是为什么印度甘心让俄法两国薅羊毛,没办法,英美不可靠,印度有惨痛的教训。当然,再先进的设计放在HAL手里都完蛋,厄瓜多尔是热带高原国家,所以印度的设计比较适合这里,于是进口了7架北极星,摔的摔坏的坏,才五年全都不能飞了。

中国新设计的直升机,如果不出意外,功重比都在0.3以上。现在差在涡轴发动机上面了,急需的是1300千瓦左右的发动机,给7吨级直升机用(武直10换发和海军的直15),而且7吨级直升机民用/警用都很广泛,1800千瓦发动机给10吨级的直20,5000千瓦发动机给重型直升机使用。涡轴发动机相比战斗机发动机来说比较简单,涡轴的核心机如果变成喷气发动机,大概的换算就是1兆瓦相当于1吨推力,2000千瓦其实才相当于2吨推力,太行都是十几吨推力,以前中国涡轴落后只是因为不重视,稍微重视一点,比如1000千瓦的涡轴9,比太行顺利多了。

直升机跟喷气式飞机还有个区别,就是要有齿轮减速器,这活中国是哈尔滨东安在做,跟意大利合作。对于重型直升机用两台5000千瓦发动机,主减速器需要传递上万千瓦的功率。话说普惠前几年民用客机发动机被罗罗和GE打得很惨,甚至有猜想普惠会彻底退出民用市场,或者普惠自己干脆被卖掉。普惠给F35B垂直起降飞机做发动机,为了驱动那个垂直起降风扇,开发了大功率齿轮传动。理论上客机发动机想省油,需要各部分转速都不同,实际中做不到,一般只有两个转速,低压部分一个转速,高压部分一个转速,叫双转子。罗罗70年代搞了个三转子发动机,比双转子复杂多了,直接把罗罗搞破产了,被迫国有化,把汽车部门劳斯莱斯卖掉,但罗罗搞出来的三转子发动机相当省油,罗罗后来靠这招过了40年的好日子。除了用多个转子,更直接的想法就是齿轮变速,但大功率传动齿轮一直是个问题,所以只用在小型发动机上面。现在普惠给F35B做出大功率传动齿轮,就给用在客机发动机上面了,一下子省油15%,GE和罗罗毫无招架之力。如果中国想发展新一代客机发动机,必须搞定这个大功率齿轮传动,汶川地震表明对重型直升机的需求很大,正好用重直来带动大功率传动齿轮的发展,这上面俄罗斯经验丰富,50年代开发的Tu95的NK12发动机就用了上万千瓦的减速器,直升机减速器也早就超过上万千瓦,所以要跟俄罗斯合作,但毛子也不傻,这技术肯定不能轻易给。

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