主题:茗谈186-天使怒涛 -- 本嘉明
涡轴发动机是大陆的短板,在研发、成本、产能上都落后不少。
我的建议是,如果真要搞战场飞机,不如研发 V12 活塞发动机。
F1 赛车的 1.6升发动机能有1000马力。 奔驰的amg 的V6 3.0升发动机能有600马力。搞一个 V12的发动机 1200 马力,毫无问题。
而且,一方面带动国产的汽车发动机工业。 而且,战时转产,产能简直是无限。
1200kw 的涡轴发动机,少说也得100万美刀以上。 但是v12的活塞发动机,一旦量产,价格10万RMB 一台发动机都是可能的。
这样整机成本极大下降。 并且对国内的通用航空,无人机等等都是大利好。
民用活塞发动机技术发展了50年,把新技术重新用在航空活塞发动机上,正是时候了。
零战后期型号的发动机也就是1200 马力, 以现代技术来造发动机,估计重量轻一半是没问题的。结合先进的气动设计,现代材料和加工,甚至电传飞控。搞一个新时代的活塞螺旋桨轻型攻击机,没有技术上的问题。
彩虹4无人机有4个挂点,翼龙二无人机有8个挂点。
这个火力对地绰绰有余。
300千瓦以下倒是流行使用重油活塞发动机,这得感谢德国人,大力发展柴油轿车把这条路走通了,而柴油轿车却因为排放不过关完蛋了。。。
民用发动机的确过去几十年看着增长挺快,但是顶置双凸轮轴、点火相位控制、增压等等,都是二战就铺开的,等到90年代才算是普及吧。十来年前还有销售单顶置凸轮的轿车。
这里的新希望,似乎就是更加自动智能电控、灵活的点火时机、气门正时与升程、电喷直喷、气缸内部流场优化、新材料、依托计算机的机体力学优化。不过有些技术是扩大了最佳效率、功率的范围,不见得提高最大输出。而之于什么阿特金森循环、稀薄燃烧、甚至缸内喷水之类的,都是为了油耗服务的,不是性能。平均下来,民用家用的一升排量对应也就最大150马力,军用飞机上总得有250以上吧,民用的rotax倒是有一升100马力的。
所以应该能有更好的油耗更大的续航(这当然也重要),但是像是汽轮机一样更轻的机体,我想这个不大一定吧。
再说原理上,工质的最高温还是气缸更受限制,而气缸单级膨胀,相比多级涡轮,又是一个差距。
杂志上卡迪拉克的“谍照”:后面拖着黑烟
二战时候,最好的梅林发动机, 27升排量,后期型上了中冷喷水,使用100标号燃油。 也就是2700马力。 也就是100马力每升。
现代的家用汽车,普遍可以到150马力每升,奔驰、宝马的性能机可以到200马力每升。这还是车用,要兼顾大扭矩。二战后活塞发动机的进步也非常大,缸内直喷,缸内喷水,钛合金连杆、高强活塞、多级涡轮增压器(尤其是涡轮增压器的技术进步非常大,p47 的涡轮增压器有半个发动机那么大和重,转速只有2-3万转,但是现代车用涡轮增压器可以到20万转,体积重量下降极大)。这些哪怕是家用车上用到的技术都提高了升功率。
如果是行设计一款针对性航空发动机。保持在200马力每升。毫无问题。要说单位功率,比二战提高一倍是现有技术可以的,但是比起现代的涡轮发动机当然也要差一大截。所以只能用在二线用途。
军用的活塞发动机在二战以后就没有发展了,民用的也至少在塞斯纳这种小飞机上用用,没有人去研制大功率的航空活塞发动机了。因为军用的都用涡喷、涡扇、涡轴等等。但是这些带涡轮的就一个字,贵。1000kw 以上的都是100万美刀起。
另外单缸膨胀在效率上并不差45%的车用活塞发动机,55%的低速二冲程发动机效率都可以和涡轮机比。活塞机最大的问题是,功率密度同等技术水平大概也只有涡轴发动机的一半,导致追求效率的军用和民航都不用。
但是好处也不少,便宜、和汽车工业兼容,用在某些区域还是可行的。
(一)
Hansens兄提出了一个非常好的问题。
凡伟大的事,必会成真。中国的国土统一,就是这样的事。
老蒋败退台湾后,因为抗美援朝,美国与中华民国签订条约,台美结盟,美国有保护台湾的义务。1979年中美建交,美国“废约撤兵”,盟约解除。
现在,美国国会正在酝酿两个有关台湾防务的法案,<台湾防卫法草案>和<防止台湾受到武力入侵草案>,这两个草案如果通过成为法律的话,事实上台美就再次结盟了。中美关系没有最坏,只有更坏,再发展下去,美国把F-15租借给台湾,甚至把核弹“租借”给台湾,捍卫民主社会,不是没有可能。
中国的003号航母明年应该可以建成下水,004号大致是后年下水,那么到2025年4艘航母都成军可用,是可能的。但,2025年还是太晚了。
今天的台湾防卫,真正硬核的,有哪几部分兵力?
第一是各种战术导弹部队(刺猬台湾),第二是台空军的歼击机部分,第三是台陆航的武直,第四是台装甲部队中比较新款的美制坦克。
所以,我们在这里设想,能不能建立一个不受海峡天堑阻碍,只针对上述四种敌军,以大批量/无间歇/滚动打击的“战场小飞机集群”,与解放军空军的空优战斗机,武装直升机,旋翼机等新质战力相配合,打一场革命性的统一之战?就类似于当年南联盟之战,还没怎么动用地面部队,空中打击就基本制服了对手?
首先第一个问题,这种主要靠小飞机的72小时打击(遮断),可以不可以仅仅用无人机群来完成?
我认为不行。
一,解放军陆军目前比较高端的无人机,是ASN-206,在以色列技术支援下研发完成,属于中轻型,集团军一级使用,主要是侦察。
我国已经有那么多察打一体无人机,比如彩虹系列,出口都很多了,为什么不能用于统一战争?因为这些外贸军品,用的是奥地利产的ROTAX914系列航空活塞发动机,用来打台湾,发动机及零件会被禁运。有没有国产替代?刚刚才有(宗申公司开发的),还来不及普及开来。
二,即便装配国产活塞发动机的察打一体无人机可以大批入役,无人机仍有其弱点:载弹少,视野非常狭窄,不能通观全局,而且飞行速度太慢。对台军作战,最重要的不是打击,而是地毯式搜索。台军已经演练过,能够把兵力------比如武直------分散到工厂/学校,或者从基地出动应战后,直接按约定到大学操场停落,热补给,然后升空再战。所以我们需要解放军的飞行员,在低空通过时,能辨别伪装,把潜伏的敌火力点/预设阵地/野外补给站等等可疑目标找出来,当场用自携火力,试探攻击,台巴子不是邱少云,挨了打受了惊就会挣扎,我们小飞机一旦发现惹毛了一个哥斯拉,立刻呼叫同伴来助战。
第二个问题,就是Hansens兄的问题。
我们现在很头疼的是,假如真打算建立这么几个“特纵”,主打机种是哪个?
我的想法是:两台涡桨发动机(双发比较扛揍),总功率1600KW以上(最好2000KW,即2700马力以上),上单翼(便于地勤往机翼下挂弹),海平面最大平飞速度接近600公里/小时,稳定搜索速度200公里/时左右,单座或双座。简单说,外形比如是普卡拉略放大,功能上就是一架“超级巨嘴鸟”的底子,动力比巨嘴鸟要翻番,机身带一些装甲,带火控雷达,能打空中慢速目标(武直),主打坦克时带AKD-10不少于10枚。不必考虑隐身,出厂价5000万人民币以下。
次打机种,就是有一点隐身功能,侦察/骚扰/偷袭为主的喷气机(螺旋桨飞机号称“电风扇”,没法隐身),比如“陆侦-20”。
这个主打机种,我们想不出合适的军品发动机。Hansens兄提出:何不食肉糜?
极好的主意。我认为这个方案,技术上是可行的,吾们就吃肉丸子。
这里闲扯一两句。全球股市大涨,完全脱离经济学教科书,会不会“共工头触不周山”?我认为不会,只要你选对股,不要怕大市,大市不会崩。我对巴菲特有个评价,就是他确实是“美国小姐”,选美选出来的本季最美,可惜胸太大。就是说,他如果掌控的资金,是今天实际在手金额的1/2,或许他会活得轻松很多,未必有买航空股大损这种糗事。他投资的前三名都非常合理,不幸的是投资完前三名,手里还剩一票无用的累赘死钱,就不得不随便搞搞了。
有点累赘死钱,不能投的是谁?比如特斯拉。2019年,特斯拉卖掉30万部车。丰田卖掉的,加上大众卖掉的,1600万辆。今天,特斯拉的市值,是全球汽车企业市值第二名丰田+市值第三名大众的一倍有多。
具体到中国,纯电动车,只能用于冬季比较温暖的南方地区,而人口稠密都市的充电桩布设,也非常花钱。所以大呼隆洋跃进,一步到位提倡纯电动车,不是非常适合中国国情,至少不是适合每个角落。
而中国的地缘政治伙伴,俄/伊朗/委内瑞拉,加上沙特和非洲几个兄弟,都指着卖石油给中国。中国也确实需要大量原油来喂养化工和化肥行业。看在蓝星最美能源的份儿上,于公于私,你情我愿,中国还是再躺在石油上过个几十年好了。
而且,使用汽油的车用内燃机技术积累,德国日本是强手,通过技术/市场的互补,中国能在第二世界找到一些双赢的朋友,也很重要。所以在中国,混合动力的轿车,才是未来的王道吧,不能单单“为了环保而环保”,要“你好我好大家好”。
Hansens兄于是说:不如回去用活塞式航空发动机。这倒确实可考虑。
第一,成本比涡桨发动机要低很多。活塞发动机确实要笨重得多,但装在机鼻可以兼当防弹装甲,这样可以省一块载荷下来。
第二,比涡桨更容易在火线维护。活塞发动机如果有故障,换掉坏零件基本能排除。涡桨不行,一旦拆开换过零件,装回去时要桨叶再配平,是个大麻烦。比方说,飞行员自己家里是开某汽车4S店的,他迫降到一条废弃跑道上时,旁边正好有一架报废同款机,那他自己鼓捣鼓捣又飞起来,还是很有希望的。
第三,战时车企容易转产。活塞航空发动机,与轿车的高档发动机类似,我记得以前说过,俄罗斯研发某款地效应飞行器时,直接从宝马汽车上拆了台发动机用。
第四,军品研发出的新技术,最后又会外溢到民品,促进车用发动机和通用航空的小飞机的发动机的技术进步。
第五,活塞发动机耗油省,噪音小,而且油门操控性比涡桨要好。
(二)
活塞发动机最牛逼的时代,就是二战,那时候,中国正坐在高高的谷堆上面……打酱油。
所以这一块,中国本来就没有底子,后来也不用心。最近比较上心了,因为造无人机需要。
活塞发动机用两种燃油,第一种是航空汽油,含铅,污染环境,所以西方各国都承诺在军用和民用航空器上,订立最后期限(本来说是2018年),取消使用。美国陆军早期用的无人机MQ-1(AH-64D以后各款可以相隔100公里而遥控指挥的那款),用的是奥地利的ROTAX914F发动机,烧航空汽油。后来机体改装了用航空煤油(重油)的活塞发动机,成为MQ-1C款。
中国的活塞发动机制造史,起步于1954年仿制苏联老大哥的M-11,(功率/发动机重量)160马力/180公斤,用于初教-5。第二步是800马力的活塞-5,用于运-5。第三步是260马力/200公斤的活塞-6系列,用于初教-6系列和运-11(活塞-6丙发动机还试验安装于延安2号小型直升机)。第四步是1963年的活塞-8,专为高原研发。这些款都用航空汽油。
后30年的主要自研成果,是用于上述陆军现已广泛配备的ASN-206的HS-700汽油活塞发动机,二冲程,51马力。该无人机全重220公斤,最大飞行速度210公里,航程150公里,飞行时间4~8小时;飞行高度5000~6000米(活塞发动机的升限,很难高过8000米)。
外贸明星翼龙-1无人机和彩虹-4无人机,都用ROTAX914UL,四冲程/涡轮增压,燃料为航空汽油,100马力(@5500转速),重量仅64公斤。
最常用的航空汽油,国际标号是Avgas 100LL,中国只有兰州石化公司(兰炼)还在生产,而且其产品不符合Avgas 100LL“每加仑最大含铅量低于2克”的高标准。2015年,燕山石化成为国内首家获得适航批准的UL91无铅航空汽油生产企业,产品符合美国ASTM7547标准。
航空汽油非常小众(全球来说,Avgas 100LL的产量仅为航空煤油------比如Jet A------的1%,或者汽车汽油产量的不足0.2%),而且日渐式微,要国内很多石化公司都去投产,不符合市场需求。但假如所有的自用军品无人机的发动机,都依赖这两家炼油厂供油,开战了被人家端掉怎么办?
和国际市场一样,中国整个航空界的主力油料是重油——航空煤油,年耗2000万吨以上,30%靠进口。假如一心一意紧跟美国,那么中国的小型活塞发动机的出路,也只有烧重油。
柴油航空活塞发动机有两种技术路线:汽车法(跟造汽车发动机类似,液冷)和气冷法(传统航空发动机制造思路的延续,气冷)。
2013年,中航工业集团收购了德国破产的Thielert,然后把这个德国公司的管理权移交给中航工业收购的另一家公司-----美国的大陆公司(Continental)。大陆公司整合后,把原德国公司的产品线型号统一改为Continental Diesel(大陆航空煤油),简写为CD。
目前,国际上比较流行的小型柴油活塞机,是这几个品种:
一,CD-135(前身为Thielert 的名牌Centurion2.0),汽车法,“功率/发动机重”为“135马力/134公斤”,排量1.9L,升限1800米。这款不允许大修,飞1500小时报废。
二,CD-230,气冷法,230马力。2014年获得中国认证。
三,CD-300,汽车法,310马力。其实就是奔驰公司V6汽车发动机OM642的变种。
四,SR305-230E,汽车法,230马力/209公斤,升限3050米,排量5L,是法国SMA发动机公司(法国SAFRAN赛峰集团)根据雷诺汽车的F1赛车的发动机改出来的,既重又大,货是好货,但很多小飞机装不下,所以市占率不大。
五,AE-300,汽车法,170马力/185公斤,升限3050米,排量1.9L。奥地利Austro发动机公司是其母公司奥地利钻石飞机公司,因为Thielert在2007年行将破产,怕发动机供应不上,自己搞的子公司。奇瑞汽车跟他们有合作。
六,DeltaHawk的V4系列发动机,160—200马力/148公斤,升限5500米,排量3.3L。这个很奇葩,它是液冷的,但不是汽车法,因为它是二冲程(以上各款都是四冲程),可以戏称为“摩托车法”,体积小劲道大,有其独特的技术难点,所以别人不搞这个。因为是二冲程,燃烧不充分,既污染环境又耗油大。湖南山河集团是DeltaHawk的大股东。
柴油活塞机很难弄,前期投资大,运营中维修要求高,与汽油活塞机相比,体积重量增加很多,坦白讲无人机这种侏儒发动机,用汽油机更合适;大只佬(比如载人的战场小飞机)用重油机才比较合适,而且二战也证明了活塞发动机在载人战斗机界的地位。
但问题又来了。重油和航空汽油比,挥发性低/不易燃,所以重油发动机要用压燃式,增加压力才能点燃重油。因为高空空气稀薄,吸不进太多空气,如果只采用一级增压措施,升限最多也就是3050米,远低于汽油活塞机,而且到此高度后,柴油发动机效率会急剧下降。DeltaHawk的V4不同,使用废气涡轮增压与机械增压双管齐下,所以能达到5500米,但仍然远不及汽油活塞机可达的高度。
NASA曾对汽油活塞机搞了个变态的3级涡轮增压试验,结果飞机倒是爬到了24000米,但重油机们普遍表态,无法紧跟看齐。
迄今取得适航证并真正规模量产的重油机,主要是CD-155(前身是Centurion 2.0S,150马力),用于Cessna Turbo Skyhawk JT-A(是产量已经达到4.4万架的Cessna 172的新生代)和Glasair Sportsman 2+2。这两种飞机,以前都是用莱康明的发动机,可见大陆公司仗着有大老虎撑腰,要打倒莱康明的野望。
由于台湾玉山山脉的主峰,都有3100米左右的海拔,因此假设我们动用活塞发动机,那只能回到V12汽油活塞发动机,这样武装起来的战场小飞机,才能翻山越岭,从宜阳平原杀到台北。
飞机的生产成本,与产量密切相关。一个民用螺旋桨小飞机,假如能量产1000架,平均成本是量产100架的1/10。一旦列装了上千架使用汽油活塞发动机的战场小飞机,这似乎又与“环保绿色的柴油机”的政治正确大方向,不太接得上啊。
(三)
归纳一下,中航工业布局十年,追求的是什么?
是小富即安的“二百五”(250马力以下,适用于高空长航时察打一体无人机的活塞发动机,煤油汽油均可,使用高度6000—10000米,留空时间10小时以上)。用了这号马达的无人机,就是一个带两枚导弹,趴人家房顶2天2夜,瞅冷子打个冷枪赶紧撒丫子的主儿。
而我们现在要的,是上千马力,能武装起一拨“空中拐子马”,气吞万里的货。这个货,中国没有一点基础和积累,国际上还藏了一堆故纸堆的,也就是“二战空中五强(英美德苏日)”,中国有心要搞的话,找俄罗斯或者德国合作,复苏某一个古典汽油活塞发动机项目,原配飞机外形不变,里面换上全套现代航电,或许是个不错的尝试哦。
先列一些基础数据
二战
DB605AM为例,重量756公斤,起飞功率1450马力,使用MW50之后达到1775马力,4000米高度使用MW50(一氧化二氮)达到1677马力,功重比1.35KW/kg(无MW50),1.68 kW/kg(有MW50)。 35L 排量
梅林61,重量744公斤,起飞功率1290马力,最大功率在7000米高度达到1580马力,功重比1.58KW/kg。,27升排量
涡浆发动机 PT6A-67B发动机净重:212.5kg PT6A发动机功率:608千瓦 功重比 2.8 KW 每公斤。而且不需要大型散热器。
二战航空汽油发动机 功重比在2hp/kg 左右(液冷发动机还需要考虑散热器,以及内部的散热液体)
但是,战后第二代的涡浆发动机 功重比可以到4hp/kg,90年代的先进发动机可以到7-8hp/kg。 这在军用上是巨大的优势。
另一个优势就是,涡浆发动机使用航空煤油,密度更大,更不容易燃烧爆炸。
所以,战后,军用很快就放弃了大功率汽油机,民航也很快转向了涡扇发动机。
民用的活塞只剩下通用航空的小发动机在用,大量型号实际上70年代就定型了,技术上很落后。
近期的航空活塞发动机情况
在2000年左右,考虑到航空汽油使用越来越少,为了减少后勤负担,多个厂商开始开发“航空重油发动机”主要目的是使用航空煤油做燃料,避免在机场运作危险的航空汽油。这主要集中在低功率的通用航空和无人机上。 包括使用奔驰柴油机改装的发动机和新研发的发动机。
但是,航空重油发动机有一个重要的确定,就是必须要压缩燃烧(柴油机的方式),这导致功重比上不去。最多也就是在2hp/kg 左右。不过用在通航和无人机上是够了。
如果,研发航空汽油发动机。
1、航空汽油发动机不是一定要用航空汽油的, 也可以使用普通车用汽油, Rotax912ULS发动机,可以使用汽车汽油为燃料,也通过了FAA 的认证。
车用汽油有较高的饱和蒸汽压和添加剂腐蚀性,如果飞机发动机的燃料系统没经过充分的设计,油料若在燃料管道气化为气泡,就会阻碍甚至阻断发动机燃料供应,给飞机带来安全隐患。这种“气锁”(Vapor Lock)效应,是车用汽油带来的问题。但是也可以采用燃油加压等技术手段改进到可以使用普通车用汽油
2、大功率密度:
近期 玛莎拉蒂推出Nettuno海神发动机 ,压缩比为11:1,冲程为82mm,内径为88mm,可在7500rpm时爆发630马力,3000rpm时峰值扭矩可达730牛·米,升功率为210马力/升。
阿斯顿·马丁Valkyrie的发动机总重仅为206千克Valkyrie搭载的6.5升V12发动机最高转速为11100rpm,最大功率达到了1013马力, 功重比是 5 hp/kg
现在家用的涡轮增压汽油机,150马力/升d 的比比皆是。如果不需要考虑排放标准,油耗水平,噪音,甚至可以降低寿命要求。航空发动机2000小时大修没问题。不需要车用20万公里10年。使用多级增压、缸内喷水等先进技术。用一个12升排量的V12 发动机,达到2400马力是没问题的。或者分为两个6升的发动机,分别达到1200马力。 从功重比上,达到二战梅林发动机一倍的水平是可能的,也就是接近pt6a 的涡浆水平
当然,如果考虑到散热器等附件,比涡浆发动机还是要差一些,但是差距应该不大。
使用汽油机增加了后勤保障的麻烦,在易损性上也有缺点,但是用在大功率航空发动机上还是优点大于缺点。
4、气动布局
建议采用单发大推理双尾撑推进式布局。如: 瑞典萨博J.21战斗机 的布局。
主要优点是: 前方下方视野好(对地攻击这点很重要),前方可以布置雷达、光电探测装置,可以布置前三点起落架(比后三点起落架要安全,容易使用),
这种布局换喷气发动机也很容易
如果双发的话, 普卡拉的布局就很传统。也可以。
merlin升功率是每升43千瓦左右,算个60马力吧……
merlin是27升,输出的功率分型号、批次、情况。后期型号,使用高辛烷汽油,一般低空紧急加压,能跑到2000马力,这个紧急状态下是74马力每升。大约5公里空中能持续地跑出1500马力,这时每升55马力。
到了美国人手里,实验过喷水、增压的方法,能够产生大约2600马力,而且持续时间也不能说短。同一组实验中,通过单纯加压,能够输出越2300马力,而且这个数字得到了“认证”,意味着理论上这个改进型号能够标定成为2300马力,正常工作(可惜并没有真正列装),这时升功率是85了。
作为对照的美国r2800型,43升,一般能跑出2000马力,升功率不到50,但是实验中通过注水能极限地短暂跑出3400马力。在p47上通过增压、喷水输出是2800,名字就是这么来的吧。
注水这个方法嘛,作为临时性方法,似乎燃气轮机也能用用。都是增加做功的物质的总量。这些水首先作为压缩机环节中的“中冷”,而不像纯粹的中冷把压缩环节的热能纯粹地散出去,热能体现在这个水的升温上。紧急状态下这些热水雾化进入压气机,最终参与对于涡轮的冲击。汽轮机还能考虑回热:使用汞热管,把做功后排气中的热能传递回到压缩机之后、燃烧之前,例如燃烧筒的外壁……
这里有篇俄罗斯网站里的英语文章:
(当心,那个网站有病毒)
文章作者认为俄军也应该配置类似“超级巨嘴鸟”的战场小飞机,用于巡逻和反恐,省钱。
他与我的想法一致,觉得DO335是首选。
吸收此作者的意见后,我的看法是:
1)Do335的潜力还没有发挥出来,战争就结束了。战后美军和法军都非常有兴趣,就缴获并研究了这款飞机,但喷气时代来临,他们都放弃了。现在模仿一架二战中著名飞机,仿制者容易觉得没面子,模仿这么一个不出名的“潜力股”,比较好。
2)道尼尔公司还在,可能有部分技术资料还保留着。即便没有任何资料了,奔驰方面应该还有发动机的资料。与道尼尔“合作开发”,分点利给德方(道尼尔+奔驰)算是对原创的尊重,传承上也正统,没有人会说闲话。合作模式可以是“中法合作研发直升机”的模式,共同拥有知识产权,各自开发不同的舱内航电套装,划分为东西半球市场,分头推销,互不竞争。
3)飞机的技术参数是摆在那里的,速度/座舱视界/转弯半径等,都很好。当时还有些地方不成熟(如前起落架容易折断),现在完全可解决。
4)超级巨嘴鸟,就是把P-51D翻新了。按这个模式翻新Do335(但仍保留活塞发动机)的优点是:当初德国设计时,Do335既是昼间/夜间截击机,也是高速轰炸机(带弹0.5--1吨),也是侦察机和教练机,吨位比较大。翻新出来的话,比巨嘴鸟的应用更广泛。
5)这架飞机的两台发动机都在中轴线上,需要全速脱离时可以双开,中低速巡逻时只需要开任意一台,既节约发动机寿命,也不影响操控。德国的试飞发现,在双开加速完毕后,仅保留一台发动机工作,也能维持557公里/时。
所以从我的观点看,如果真要开发这么一款战场小飞机,第一选择是“普卡拉外形+中国国产涡桨”;第二选择是Do335(中德合作),用德国款大马力活塞发动机,中国购买生产许可证。对飞行器来说,一克重量一克金,用了笨重的活塞发动机和附属散热器件,从而牺牲了载弹量,还是值得的,因为全寿命费用比涡桨动力低得多,毕竟这是低烈度战斗用飞机,飞机是跑量的,即便对台作战中主要也是当朝阳大妈,当然大妈下面还有小妈,由飞机上第二乘员遥控无人僚机(一模一样的飞机,不过没有乘员舱),需要时无人机飞得更低,去冒险看清楚点,或试探攻击。
另外,民用(车用)汽油不可靠,很多国家添加了酒精。反正就是几百架飞机的事儿,集中供应军用航空汽油,军地分开就是了,不算危险。二战那么大规模,都用航空汽油,后勤上航空燃料供应也没掉链子么。
就不要总想着省那几百万美元了,好设备往上堆就是了,造个跑车何必用个拖拉机的发动机?
现在不用大推力活塞发动机确实也是有原因的,汽油的危险性和价格是重要的因素。
其实,我想的是,考虑到现代涡浆飞机的高昂价格,1000kw 的PT6A 的价格差不多100万刀。两台就是200万刀。
大型商用飞机的主要成本,发动机和维护费用, 737,A320 这样的飞机, 发动机采购和维护占全寿命费用的一半。 你说便宜和容易维护的发动机对维持一个大规模机队是什么概念。
涡轮发动机的涡轮是高性能的来源,也是昂贵的价格、复杂的维护的来源。
航空汽油和车用汽油并没有本质区别, 航空汽油可能就是标号高一些。、小分子蒸发量小一点而已。 这点问题,对于现代活塞发动机技术都不是问题。
DB605 压缩比才多少,好像只有5-6。 转速才2500转。
现在车用发动机压缩比11-12。 转速6000转的发动机到处都是。
易损性,其实也不是太大问题,对于现代导弹和防空炮,航空煤油吃一发也要爆。多损失几个飞机并不是大问题。
do335 按二战的标准是重型战斗机了。现在研发完全不需要复刻do335。 重新研发发动机和飞机,完全不是问题。对于这类500km 一下速度的的低速飞机。计算机辅助空气动力学完全可以完全计算,时代不一样了。用电传操纵系统来设计一个是新气动布局更好。
实际上,苏联的一个 鸭翼+前掠翼+尾翼布局。在机动性上估计会相当逆天。
对,就是你前面发的 T730 方案 使用了鸭翼+前掠翼+包围尾翼 估计在低速机动性上会异常强悍。对付直升机会相当有利。
do335 按试飞报告,低速下就是板砖。do335 是为了高速截击b17设计的。 和你的目的背道而驰。
从二战到现在,活塞发动机的技术进步是巨大的。
没有用在航空上,是有多方面的原因。
使用现代车用活塞发动机技术,制造二战水平一倍,甚至X2X3 功重比的航空活塞发动机是完全可行的。 现在最普通的家用汽车发动机升功率都有130-150马力每升。这还是需要考虑严苛的排放,油耗、噪音振动,使用寿命。
如果一个 不需要考虑排放标准,放宽油耗要求,容忍2000小时大修,噪音无所谓的发动机。显然200马力每升也不是问题。
汽油机缸内喷水 可以看这个文档
https://chejiahao.autohome.com.cn/info/1027332/
对于航空发动机来说,日常巡航只需要使用60%的功率。 战斗或起飞的时候使用100%的功率。 这正好适合使用喷水技术。需要的时候喷,日常巡航是不需要喷的。
R2800 发动机的命名是 发动机排量为2800立方英寸
- 待认可未通过。偏要看
以下是我在上帖里贴出链接的那篇俄罗斯文章的主要段落翻译,有删减。留作资料,也供大家一阅。
Evgeny Petrovich Grunin,叶甫根尼-谷宁,这个名字在我们俄罗斯并不出名,不过他已经在苏霍伊设计局等机构干了25年的飞机设计,涉及通用飞机/军用飞机等领域,作品有T-411 Stork, T-101 Grach, T-451及其改型。
(本注:他年轻时还自发设计过ESKA-1苏联实验性两栖救援船,获得苏联经济成就展览会铜奖)
笔者跟踪采访了古宁以及他创建的“古宁设计所”Design Bureau of E.P. Grunin,得到他的助手和儿子的协助,总结以下资料。
在1990年代谷宁效力于苏霍伊设计局时,主持了一个“LVS (Easy-to-Play Replicated Attack)易操作复合攻击机”项目,由此设计出战场小飞机样机,对外此机构称为“100-2旅”。
以下的照片和三维设计图均为“古宁设计所”所有,笔者获准发表这些资料时,有我自己加的文字。
1980年代末,苏联最高领导层规划,即便发生核战争,在遭受核打击后,苏联工业将自动划分为四大互相隔绝的根据地,各自为战,它们是:西部战区,乌拉尔战区,远东战区,乌克兰战区(four industrially isolated regions :the Western Region, the Urals, the Far East and Ukraine)。无论如何艰苦,各根据地必须能自力更生,独立生产一些简单便宜的战场小飞机,继续打击敌人。
谷宁的LVS项目组,设想尽可能多利用现有的苏-25货架零件,代号为T-8项目和T-8B项目。总设计师是 "100-2" 旅的头头 Arnold Ivanovich Andrianov, 主要设计人员有 N.N. Venediktov, V.V. Sakharov, V.I. Moskalenko. 项目总指挥是 E.P. Grunin谷宁。
苏-25的主要设计师Yuri Viktorovich Ivasechkin在1983年前就不断给予交流,83年后直接加入这个项目。
项目 起步时考虑这几点:
1)以苏-25为基础。
2)参考美国OV-10。
3)参考苏-80(第一版)的结构设计和气动外形,当时苏-80模型在SibNIA风洞实验室吹风。
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第一个设计方案,基本款,下单翼+苏-25座舱+涡桨发动机(代号T-720):
第二方案,上单翼,加了一个小的PGO(本注:可能是指定位/导航装置),T-720-2:
第三方案,单引擎基本款,下单翼,T-721:
基本款的技术参数,分单发和双发,与苏-25相比较(本注:这些俄文翻译要了卿命了,我胡乱猜着翻一下,红色为肯定准确,蓝色为瞎蒙):
第四方案:T-710 Anaconda project,山寨了OV-10,但差不多是OV-10的两倍大。T-710标准起飞重7500公斤,净重4600公斤,外挂(payload weight) 2,900 kg,机内油箱 1,500 kg。挂足副油箱时,武器总携带量减少为1500公斤(另包括7名伞兵)。超载状态下武器总携带量增到2500公斤。共8个武器挂架,其中4个在机腹。机鼻照抄苏-25UB,有两门“GSh-30”30毫米航炮。在驾驶舱后面是带装甲保护的伞兵舱。发动机拟选用TVD-20,TVD1500等,总之每台1400马力左右,发动机舱带装甲,6桨叶螺旋桨。预计最大速度480--490公里/时。如果要加大速度,可换用Klimov TV7-117M发动机,2500马力/台,那么速度可达620—650公里/时。该款可以充当对地密接攻击机,巡逻机,电战机,炮艇机,急救机,伞兵训练机等等。遗憾的是,俄罗斯军队到今天都没有这样一款带装甲的多用途小飞机。
第五方案:T-720。这是IHL项目下的一个基本概念款,这个项目组一共设计了43个概念款,43个款在气动上大同小异,不同处在于设计的用途(比如攻击机,教练机,教练-入门战斗机),速度,重量(6吨到16吨不等)。多数款是longitudinal triplane(三组水平翼面,即鸭翼-主翼-水平尾翼),
上图:典型的longitudinal triplane。此图与谷宁设计无关
这属于静不稳定的气动,因此需要CDS (remote control)操控体制,机体净重的40—50%为复合材料。
设计为带有前鸭翼(longitudinal triplane),想要达到几个目的:
1)在任何速度下都操控自如。
2)使用SDE时,副翼可以像升降副翼(elevons)一样工作,飞行员可以改变飞行高度而不必俯仰机头,这在对地攻击中非常实用,你可以绕着地面一个点盘旋而不必担心肉眼失去目标。
3)战场生存能力,取决于对三组水平翼面的操控效率。即便在战斗中,这三组机翼(前鸭翼,主机翼,水平尾翼)中任何一面被击穿,飞行员仍然有机会带伤返回基地。武备有一门机腹炮塔里的航炮,口径从20毫米一直到(16吨级别飞机款)57毫米,炮塔可以360°转动;当然也可以选装6管加特林炮GSh-6-30 甚至是GSh-6-45(本注:读到这里真的很晕,战斗民族太猛了)。
T-720的起飞重量大约6—8吨,最大速度650公里/时。武器和燃料约占起飞重量的1/2.
装2台TV-3-117发动机(2200马力/台),两台发动机之间用25毫米厚的钛合金板隔开。当时,苏联军工在Stupino的工厂已经开发了一种6角螺栓,能顶住20毫米高射炮弹的多次打击。现在这类螺栓用在安-70飞机上。
选用涡桨发动机的理由是:
1)低油耗
2)低噪音
3)尾气温度低,不易吸引红外制导导弹
4)TV-3-117已经大量用于苏军直升机
军用飞机会大量采用半民品的商业化飞机的货架产品,比如苏-25UB的驾驶舱设计,来自于L-39教练机。T-720甚至已经走完了全链设计流程,但元帅们对它的热情迅速消退了,哪怕当时全世界的趋势已经很清楚,A-10那种大而全的老古董已经过时了,涡桨动力的小飞机,哪怕是农用机改过来,都是新王道了。
第六方案:T-720,发动机短舱分布在两翼,T-728
一个有趣的事实是,T-8V型样机(双引擎的710或720款)在1988年的预算成本是120—130万卢布,T-8V-1(单引擎款)不到100万卢布。当年苏-25是350万卢布,T-72坦克100万卢布。
第七方案:T-722,把T-720的两台发动机串联安装,动力集中到一根传动轴上,带动共轴双桨。
第八方案:很少为人所知的T-20另一改型
从鸭翼的T-720项下派生出另一个项目T-502-503 light trainer attack project,这是用来训练喷气战斗机飞行员的教练机。
T-502是尾推螺旋桨,使用一到两台涡桨发动机。
打算使用苏-25UB或者L-39的驾驶舱设计。可以外挂1000公斤的弹药,所以也能当攻击机使用。
第九方案:T-712
T-712要解决以下需求:
1)无线电中继通信,无线电侦察
2)充当轻型对地攻击机
3)地面火炮和火箭弹校射
3)探测和引爆敌方地雷阵
4)打击海面目标,包括运输船和潜艇
5)对核辐射和化学武器攻击的测量
6)电子战
7)反恐作战中收集数据
8)野战防空部署时预测空中威胁(扮假想敌?)
9)教练机
大量用复合材料。鸭翼布局可以在大迎角攻击时避免陷入尾旋。MiG-AT的驾驶舱被照抄过来,也用了不少有利于隐身的法子,发动机选用TVD-20, TVD-1500 或 TVD VK-117。
(土鳖...因为上传图片的次数用尽了)