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航母的锅炉专门为重油而设计,为啥无人机也

发布时间:2024/8/6 19:18:07   
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大家都知道,除了美国航母,世界上多数航空母舰都是使用重油的。但是,你有没有听说,现在无人机也开始使用重油了呢?航母的锅炉专门为重油而设计,无人机的发动机能承受住吗?

一、航母有专门的的锅炉可以使用重油

航母用重油,最主要的原因就是成本低,因为重油的成本大概只有柴油的三分之一到一半。航空母舰一趟一个多月的外出,就算烧重油也需要几千万的油费,如果换成柴油的话,成本至少都要翻倍了。重油虽然便宜,也不是谁都能烧的,因为重油粘度太高,成分比较复杂,油品质量不高,不适合在普通的汽油发动机和柴油发动机里使用。

航母的锅炉,说白了,就是用来烧热水的,通过热水再去驱动航母。别说用重油了,就烧煤也是可以完成任务的。当然,航母的锅炉技术标准还是比较高的,绝不是以前烧煤的轮船或火车可以比拟的。虽然俄罗斯的航空母舰黑烟滚滚,但正常来说,航母是不能那样冒黑烟的,这就要求通过技术手段提高重油的燃烧效率。中国的航母在这方面做得还是不错的。

航母烧的重油给拖拉机烧都不行,更不用说给飞机烧了。无人机要烧的重油并不是航母烧的重油,而是航空重油。航空重油是相对于航空汽油来说的,指的是煤油或者航空柴油。虽然都叫重油,却完全不是一回事。

二、无人机为啥要烧重油?

看到这里,有朋友可能会说了,飞机用煤油不是很正常吗?有什么好大惊小怪的?其实没有这么简单。大型飞机往往使用喷气式发动机,利用煤油毫无问题。但是无人机等小型的飞机却真不一定能使用煤油。

有些小型无人机是纯电动的,安全环保,不用烧油。但是用电的无人机往往续航里程比较短,飞行高度比较低,适用范围有限。要想远距离长时间使用无人机,最好还是用燃油发动机。未来战场上使用的无人机,通过机群协同作战,必然需要较高的飞行高度和较远的飞行距离。

烧油的无人机往往使用活塞式发动机。活塞式发动机技术比较成熟,重量轻、动力足,非常适合小型螺旋桨式飞机使用。但是,活塞式发动机最喜欢的燃料是航空汽油,因为它高空性能更好,不怕冷、流动性好、容易点燃。所以早期使用活塞式发动机的小型飞机往往都使用汽油作为燃料,即使现在,也有相当一部分飞机使用航空汽油。

不过,航空汽油也有缺点,挥发性太高、损失比较快,安全性也比较差,因为挥发的汽油很容易被点燃,一旦点燃就有可能爆炸。相对来说,煤油或柴油则要安全很多,而且给飞机提供的续航能力更强。但是使用重油的活塞式发动机,研发难度还是比较高的。因为航空重油相对于航空汽油来说,流动性差、喷雾性能差、不容易点燃。需要对发动机做专门的优化,才能有效使用航空重油。

真正推动小型飞机活塞式发动机使用重油的是美国军方,因为他们上世纪80年代提出了一个燃料单一化政策。考虑到不同的军用设备使用不同的燃料,给军方燃料的储存、运输都带来了一定的困难。如果活塞式发动机可以使用柴油就可以明显减少管理成本,提高工作效率。在美国军方的推动下,可以烧重油的活塞式发动机迅速完善并逐渐普及。美国军方已经成功在“猎人”、“勇士”、“灰鹰”等数款无人机上装配活塞式煤油发动机。

中国作为后来者,也有重油航发的切实需求,不仅仅有利于解决上述的那些困难,还可以帮助国产无人机上舰,因为从安全角度考虑,汽油是不能上舰的。在这方面,近两年的好消息也是不断的。近期“彩虹4”无人机,就用上了安徽航瑞动力研发的“云雀”重油航发,实现了无人机重油发动机的国产化。近期,舰载无人直升机也实现了重油航发国产化,发动机也是航瑞动力生产的。

三、航空重油是未来的必然趋势

虽然我们生活中使用汽油的场合要比使用柴油的场合多,也比使用煤油的场合多。但是无人机使用的汽油并不是普通的汽油,而是专用的航空汽油。航空汽油的油品质量比汽车使用的汽油要高,不是通用的。目前国内生产航空汽油的企业非常少,一大部分航空汽油需要进口。这样无疑增加了航空汽油的使用成本。相对于航空汽油来说,航空柴油、煤油都有一定的价格优势。

另外,就像前面所说,使用航空汽油的无人机会增加燃料运输、储存成本。使用航空柴油可以减少油品种类,降低储运成本。同时航空重油的使用可以解决汽油无人机不能上舰的痛点,让舰载无人机可以充分发挥战略优势。

正是由于重油的诸多优势,世界上先进的军用无人机,很多都实施了重油化的升级改造,续航参数得到明显提升。

像美国“灰鹰”MQ-1C固定翼无人机,年的最初版使用汽油机马力,航时15小时;年升级为马力重油机,续航提升到了30小时,直接翻倍;年再次升级,使用莱康明DEL重油机马力,续航能力进一步提升到了42小时。

再比如以色列“赫尔墨斯”Hermes固定翼无人机,年最初版使用汽油机,续航30小时;据报道,年也升级为重油机,续航提升到了40小时。

还有一些无人机跳过汽油机直接选用了重油发动机作为动力。比如法国“VSR”无人直升机,动力直接选定重油机;奥地利“S-”无人直升机,动力也直接选定重油机。可见重油机是军用无人机的发展趋势。

军用逐渐普及以后,民用领域也逐渐推广开来,越来越多的无人机开始使用重油作为燃料。随着这个趋势,使用航空汽油的无人机,优势越来越小,甚至有可能会被边缘化。

总结下来,就是一句话,未来无人机领域航空重油将成为主要选择。



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