小型航空发动机(国内制造小型航空活塞发动机的厂商有哪些?)

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1、国内制造小型航空活塞发动机的厂商有哪些?
说到航空发动机,这就是国内航空工业的痛。虽然在过去的十多年里,国家已经加大了军用涡喷和涡扇发动机的研发投入力度,也取得了一些成就,推出了太行、昆仑等产品。但是在一些通航、无人机制造业领域,与之配套的航空活塞发动机则几乎完全没有任何实质性进展,依然是进口货当家。
国内通航或者无人机方面最常见的航空活塞发动机主要集中在三家国外制造商:
1、奥地利Rotax公司
这家公司可谓是目前全球最知名的航空活塞发动机制造商,推出的Rotax512/912/914系列发动机广泛的应用在各种经典型号的通航飞机和无人机方面。
比如美国捕食者攻击型无人机,就是使用Rotax914四缸四冲程涡轮增压发动机。还有加拿大庞巴迪公司推出的一款三轮摩托,也是配置的Rotax914发动机。
2、美国莱康明公司
莱康明公司是美国一家专攻航空活塞发动机的制造商,其拥有的IO系列活塞发动机覆盖了50马力到400马力,不仅大量装备各型无人机,还大规模装备到各型通航飞机。美国塞斯纳通航飞机公司的各种通航飞机就是使用莱康明的发动机,包括我国研发的小鹰-500/700都是使用莱康明发动机,可见这家公司的活塞发动机性能还是不错的。
3、德国林巴赫公司
林巴赫公司可谓是德国制造在航空活塞发动机领域的一家极具代表性公司,创建于上个世纪七十年代,最早致力于航模小活塞发动机的研发,之后慢慢的上升到无人机和通航发动机制造业,截至目前已经累计销售了近万台各型发动机产品。这个公司的产品在航模界比较有名。
国内在航空活塞发动机方面起步虽然不玩,最初也是从仿制开始做起的,不过受到飞机喷气化的发展影响,活塞发动机的投入就比较少。在七十年代之后由于无人机产业的需求刺激,小型活塞发动机方面发展方面要比大型活塞航空发动机好一些。那么,目前国内的航空活塞发动机制造商大致有下面几个:
1、西安爱生技术集团公司
该公司立足无人机需求,独立自主研发出HS系列多款小型活塞发动机,涵盖了30-100马力的范围,应用在该公司推出的各种固定翼无人机产品上。
2、南方航空动力机械厂
这家公司目前还在供应运-5活塞式运输机的航空活塞发动机,也即是活塞-5型发动机,以及初教六飞机使用的活塞-6型发动机,这两款发动机原本是五十年代仿制苏联和捷克的活塞发动机,经过五十多年的改型,各方面的性能也有一定程度的提升,但是产业规模和型号种类方面和欧美相比差距还是很大的。
除了这两家之外,还有一些航模类的活塞发动机,大多数都是双缸或者单缸两冲程的发动机,性能和可靠性方面都比较差。
——问题就回答到这里了——
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2、为什么有的客机有四个发动机?
两方面的原因:1,单个发动机的推力太低,不足以推动比较大的飞机;2,单个发动机的安全性不高,所以需要较多的发动机来保证飞行的安全。
早期的民用航空发动机推力都不高,比如说如上图所示的最经典的航空发动机CFM-56,其推力只有9-10吨左右,为了推动像波音747这样的宽体客机【乘坐人数300-400人】,所以就必须要装上4台发动机,用两台发动机只能够推动小一点的窄体客机【乘坐人数200人左右】。如下图所示,就是宽体客机和窄体客机的差别。
但是,早期大推力的发动机也不是没有,比如说像俄罗斯的D-18T发动机【给安-225提供动力的发动机】,推力也可以达到23吨左右,所以单纯从推力上说,用两台早期发动机驱动宽体客机也不是不可能。
那么为什么早期的宽体客机还是用四台发动机呢?答案就是出于安全性。我们知道,任何发动机都是有可能出问题的。如果是四台发动机,坏了一台之后,其他发动机只要提高30%的推力就可以接着飞,然后再找机场降落。但是如果只有两台发动机的时候,发动机就必须要提高100%的推力才能够保持飞机继续飞行。
要知道,很多宽体客机都是要执行跨洋飞行任务的,茫茫大海之上,一台发动机提高100%的推力根本就撑不下来。所以当时要求所有的跨洋客机必须要是四台发动机。
GE90的出现让两台发动机的宽体客机成为可能。跨时代的飞机发动机GE90的推力可以达到30吨以上,推力最高的型号GE90-115B推力可以达到惊人的50吨【如下图所示】。但是除了推力大之外,更难能可贵的是GE90极高的可靠性可以让这台发动机在最大推力状态还能够飞行超过两个小时,这也就意味着一架双发的飞机在一台发动机失去动力之后还能够正常飞行超过两个小时,即便是在茫茫大海之上也足够找到机场迫降了。
所以对于现代的发动机而言,从推力和安全性两个方面解决了原来发动机的问题,使得很多宽体飞机可以把发动机减到两个。无论是从维护性还是节油上说,都是大大提高了这些客机的盈利能力。
那么为什么我们现在还会看到四台发动机的客机呢?我们之所以现在还会看到一些四发的飞机,一方面是老型号的飞机还没有完全退役,比如说波音747这么一款经典的四台发动机的机型实在是太成熟了,所以至今还在运行之中;另一方面是因为有些飞机实在是太大了,比如说空中客车的A380,居然一架飞机的起飞重量超过了500吨【如下图所示】,恐怕两台GE90也推不动。另外,一些较为成熟的中小型发动机价格低廉【比如说CFM系列的发动机】,所以用四台发动机运营成本也贵不到哪里去。
3、在哪里可以买到小型飞机发动机我想买一个120~150马力的航空飞机发动机, 自己制作可以载人的飞机?
你可以用摩托车的发动机啊,航空专用发动机,这东西不现实。
雅马哈R1,本田CBR1000R…的发动机都可以满足你的需求,而且还好买。4、国产航空发动机是一个什么水平?
中国的航空发动机是一个畸形产物。正常的国家,他们的发动机都是从小型发动机做起来的。因为小型发动机就是涡轮喷气发动机的起点。德国和英国第一批喷气式战斗机安装的喷气发动机推力只有几百公斤。在此基础上,逐步增加推力。
但是中国在建立航空工业的时候就是授权制造苏联的发动机。然后是利用实物仿制。生产的涡喷5、涡喷6、涡喷7都是苏联提供的图纸。涡喷13就是通过买来的米格21MF上的发动机仿制的。这种发动机和涡喷7基本一样,是苏联在涡喷七的原型上改进的新型号。
中国也曾想自己研制发动机,无奈没有经验和技术,也不安心下功夫去研究,总是以为发动机很简单,和飞机一样,照抄再调整一下也可以。整个70年代,航空工业就做了三件事:涡扇六和歼八、歼九。因为飞机的技术可视性好,最后基本成功了,发动机由于内部不可视,靠照葫芦画瓢画不出来,最后只能赖没有歼九。
中国在仿制的基础上堆砌发动机的方法非常低能。涡扇六之后是太行涡扇十。也是堆砌,毛病和涡扇六一模一样。最后靠仿制AL-31的技术才勉强过关。好像除了加力燃烧室,其余的都是AL-31的,只不过是采用了国内可以达到的制造技术。
这就形成一个怪状:中国自己的发动机制造竟然是从大推力军用涡扇发动机开始的。而且这台发动机不能升级,也不能改民用,也不能缩小推力变成中等推力发动机。造成了枭龙要继续使用俄罗斯发动机,轰六要进口俄罗斯发动机进行改进。而美国的通用电气公司,可以把B-1的F101发动机改成战斗机用的F110发动机。太行发动机的技术缺乏可持续性发展。说明中国的发动机基础应用研究还有大面积空白。在这一点上,美英俄法都比中国强。中国只是造出了产品,却没有掌握产品设计的方法。知其然不知其所以然。
所以虽然中国造出了军用大推力发动机,但是不比造不出大推力发动机的法国水平高。加上乌克兰,中国最多名列第六。考虑到日本的石川岛播磨公司可以自己研制小型涡扇发动机,虽然才1.6吨推力,但是在涡轮发动机核心技术的掌握程度上,中国还不如日本。日本的F7涡扇发动机安装在P-1巡逻机上,推力6吨。关键是日本的发动机是从小型涡喷、小型涡扇、中型涡扇,一步一步发展过来的。不断的有技术积累。
5、飞机发动机在飞机翅膀下是如何推动飞机起飞的?
对于现在的民航大飞机来说,飞机的主发动机(大发动机)都是需要依靠启动机启动的,而这些飞机发动机的启动机除了波音787的GE-Nx或Trent 1000是使用电力启动机外,其他的绝大部分都是使用气动启动机(个别小型飞机和活塞螺旋桨飞机除外)。而启动机启动所需要的电或者压缩空气从哪来,那就要依靠飞机上的APU了。
如上图所示,大飞机(民航客机)的APU都装在飞机的尾端,其实上就是一台小型发动机,也有人将其称为备用发动机,只不过这样的说法不是很准确。APU就是
Auxiliary Power Unit的缩写,意味辅助动力系统,一般但你坐飞机登机的时候,听到飞机上传来的轻微噪音并不是飞机主发动机传来的,这个时候飞机的主发动机还没启动,只是APU在工作。
APU基本上就是上图这个样子,下面我们来说一下民航客机发动机是如何启动的:当飞机发动机要启动的时候,首先要给发动机启动机通电、通气,那么电源和气源哪里来呢?这也就是辅助动力系统APU的作用。当飞机在地面时,APU工作提供电力和压缩空气,这时飞机里的照明、空调、仪表等用电用气设备依赖APU提供;当飞机准备就绪,想要发动发动机起飞时,驾驶舱会将控制钮旋至点火启动位置,将信号传递至发动机控制组件,控制燃油系统打开油路通道,高压引起机将APU产生的压缩空气通过引起管路引到“气动启动机”,高压气体带动启动机运转,经过齿轮箱附件等传动系统带动涡扇发动机的N2转子,当N2转子达到设定转速后,由发动机控制组件控制点火盒通电点火,燃烧室周围的燃油喷嘴开始喷油燃烧,发动机转速持续上升,当转速提高到50%的时候,发动机启动工作宣告顺利结束。
(南航波音747-400F更换APU)
发动机启动工作结束后,控制组件会控制引气启动管路关闭,点火盒停止工作,发动机与启动机脱开。发动机本身会继续提高转速,大约增加到60%转速时开始稳定工作,这也就是飞机主发动机“慢车”工作状态,然后就可以开足马力加速滑行并飞离跑道了。
每一架大飞机的屁股后面都有这样子的“洞洞”,这就是飞机APU的排气口,话说APU再小也是个发动机,也需要进气和排气嘛。而为何绝大多数大飞机的发动机都要引起启动(气动启动机),这是因为飞机的主发动机是非常庞大的,一般的往里站个人都不是事儿,大一些的发动机直径比中型客机机身还要大,所以启动机要带动发动机转子旋转还是很吃力的,而选择气动启动机就可以缩小APU的体积,当然随着技术进步,电力启动机得到跨越式发展的情况下,也可以选择电力启动,比如说波音787的发动机就是依靠电力启动机启动的。
话不多说,上图。上面就是波音787的GEnx发动机(左)和波音737NG的CFM56-7发动机(右)的大小对比,这俩发动机不光是体型、马力天差地别,GEnx这么大个的噪音水平还比CFM-56要低得多,如果说波音737发动机的噪音水平算是“嘈杂”的话,787发动机工作时都可以说是“静音”了。
当然我们上面所说的都是一切正常状态下的启动过程,而电子和机械设备,谁又能保证没个故障呢?当APU出现故障后,飞机发动机怎么启动呢?这时候就需要用到地面电源/气源车了,通过这些地面设备为飞机发动机的启动提供电气,那么上图中那辆黄色的小车就是美国A-12高空侦察机的地面启动车,民用客机的地面辅助车俩和这个差不多。