云雀

跟上无人机动力发展趋势,国产发动机蓄力待

发布时间:2024/9/17 13:05:20   
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前一段时间,美国展示了最新的隐身轰炸机B-21,被称为第六代战机,具有智能化作战的能力,能够指挥无人机集群作战。中国的轰-20或者未来的型号,也必将形成集群化作战的能力,以提高战场生存能力,同时保障战场打击能力。其中配合轰炸机作战的,必将是智能化高性能的远程无人机。

出于最大程度保护作战人员安全的考虑,未来的集群化作战,无人机必将是战场上的重要力量甚至是主要力量。随着无人机技术的不断发展,现在的无人机已经可以满足多种作战功能的需求。不仅可以实现远程侦查,更可以实现远程投送远程打击,甚至能进行电子对抗。要想满足未来战场的需求,军用无人机的动力发展趋势是智能化、高功率密度、重油油品。

一、智能化

随着芯片、传感器和软件控制技术的不断发展,无人机智能化水平越来越高。用在战场上的无人机,必须要能应用自主导航技术,掌握自主避障能力,根据飞行环境的变化,要能随时自动调整飞行姿态实现平稳飞行,要能在气流干扰的情况下,拥有很强的稳定性控制技术。在没有飞行员的情况下,无人机要像有人操控一样,在复杂战场环境下游刃有余,确保自身强大的战场生存能力,甚至实现比有人操控时都难以实现的复杂飞行模式,突出无人机在战场上的特殊优势。对于未来战场,无人机还要能实现集群化作战的能力,不仅要能单打独斗,还要能跟周边飞机有机配合、互相补充、联合作战。而这些功能的实现要求无人机要有一套智能化高机动的动力系统。

二、动力系统的高功率密度

战场上应用的无人机,相对于地面机械设备来说,对动力系统的功率密度要求要高很多。毕竟无人机是要在空气中飞起来的,自身重量太重、动力不足,那就很难飞起来,就算能飞起来功能也会大受限制。提高动力系统功率密度,就变相提高了飞机的载重能力,可以携带更多的功能设备,也可以携带更多的攻击弹药。当然要想实现高功率密度,必须在发动机材料和结构上下功夫,既要保证发动机功率高、重量轻,还要保证发动机结构能满足工作状态需求。这本身就是一项追求极致的挑战,世界各国在这方面努力了一百多年,不断优化和提高,尤其是西方发达国家,在这方面的积淀非常深厚。

中国在这方面的努力也是有目共睹的,无人机用活塞发动机这些年水平不断提高。就比如已经应用到彩虹-4无人机上面的云雀发动机,功重比已经超过1.1达到同类型发动机国际领先的水平。高功重比的实现,为无人机实现更多功能奠定了良好的基础,也为无人机更优良的性能提供了有效的保障。国产航空发动机短时间内实现大面积突破,跟国家的大力支持和大量科技人员的不断努力是分不开的。

三、重油油品

重油油品相对于航空汽油来说,闪点更高不容易发生自燃、同时还不容易挥发,安全性上肯定是更有保障的。无论是地面维护还是飞行作业,安全都是第一位的,使用重油的飞机安全性天生就比使用汽油的飞机更好。

另外,使用重油的飞机可以用更小的油箱达到更高的续航里程,能有效节省飞机内部空间或者有效提高续航里程。就像前面提到的,未来的无人机可能要配合远程轰炸机去完成任务,充当僚机保护轰炸机安全,也可以跟轰炸机形成集群化作战。而这项功能的实现,必然要求无人机的续航距离足够远才行。航空汽油由于固有的性质,很难保证远距离续航。航空重油是远距离续航的必然选择。

相对于汽油来说,航空重油具有较高的粘度,能够起到节约润滑剂的作用。

具有这么多优势的航空重油,为什么早先没有成为飞机燃料的主要选择呢?关键是重油也有固有的缺陷,使用重油油品的发动机研发难度比较大。重油油品,粘度大,意味着流动性差,在高空飞行的时候需要一定的增压设备来保障发动机工作状态。同时,重油相对于汽油来说雾化更加困难,想提高燃料的燃烧效率必须要在燃料雾化混合方面多下功夫。此外,重油凝固点比较高,在低温环境下容易发生凝结,流动性较差。同时在低温状态下,重油点火也是很困难的事情。

随着研究水平的不断提高,技术水平不断改进,现在重油油品在航空用活塞发动机中已经可以正常使用了,克服了很多固有的困难,性能还在不断提高的过程中。在这方面,中国虽然起步比较晚,但追赶的步伐一点都不慢。

就比如安徽的航瑞公司,已经开始批量提供使用重油油品的活塞式航空发动机了,功率从5千瓦到千瓦都有布局,既有基础的两缸发动机,也有升级的四缸发动机,实现了轻量化高功重比、低油耗长航时的产品优势。尤其值得一提的是,千瓦的云雀发动机已经应用到了国产彩虹-4无人机上,并实现了成功飞行。而千瓦的猛雕发动机,也会应用到彩虹-5无人机上,未来将可能成为国产无人机的主要动力来源。为摆脱进口发动机实现各种发动机自给自足奠定良好的基础。

未来,我们将看到越来越多使用重油发动机的无人机在空中翱翔,将安全性差,也不太环保的汽油发动机送进博物馆。



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