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自制直升机发动机(能用喷气式发动机做直升机发动机吗?为什么呢?)

自制直升机发动机(能用喷气式发动机做直升机发动机吗?为什么呢?)

题图来自Unsplash,基于CC0协议

本文目录

  • 1、能用喷气式发动机做直升机发动机吗?为什么呢?
  • 2、自制一架单人直升机需要多大马力的,发动机呢?
  • 3、直20上的发动机可以用来研发重型武装直升机吗?
  • 4、250摩托车发动机可以做单人直升飞机发动机吗?
  • 5、汽车发动机有那些型号可以做直升飞机发动机?
  • 正文

    1、能用喷气式发动机做直升机发动机吗?为什么呢?

    航空航天专业的同学来回答一下这个问题。

    题目是:能用喷气式发动机做直升机发动机吗?为什么呢?

    我要说的是,我们正经的航空发动机专业的人已经很少说“喷气发动机”(Jet Engine)这个说法了,因为这个说法是航空发动机由活塞发动机转向涡轮发动机的时候出现的,这是一种非常不科学的说法。我们一般说这叫“涡轮发动机”。

    而涡轮发动机,早就已经应用在直升机中了。

    首先,什么叫活塞发动机?什么又叫涡轮发动机呢?

    我们在汽车中使用的发动机一般都是活塞发动机,其中最显著的特点是有活塞在气缸中上下运动【如下图所示】。简单说,活塞的运动是发动机开始运转的动力来源,所以我们称之为活塞发动机。

    而如下图所示,是涡轮发动机,这种发动机最大的特点是有转子转动,而转子的后端就是所谓的“涡轮”,高温高压气体推动涡轮转动,涡轮再带动整个发动机开始工作。同样的,因为这种发动机是依靠涡轮的转动从而获得动力的,所以我们称之为“涡轮发动机”。

    涡轮发动机晚出现于活塞发动机,其具有单位体积功率高、震动小、连续做功能力强的特点。所以我们见到的比较大的飞机一般都是通过涡轮发动机驱动的。

    “涡轮”可以带动直升机螺旋桨转动,从而给直升机提供动力。

    涡轮只是提供发动机的动力的,但是具体动力转化成什么形式来驱动外部的部件,则是不一定的。比如说下图所示,涡轮提供的动力可以只是用来带动压气机压缩空气,而用高速气流来提供向前的推力,这就是涡轮喷气发动机;也可以是驱动更大的风扇转动,来获得更高的效率,这就叫做涡轮风扇发动机;也可以是驱动很大的螺旋桨转动,这就是涡轮螺旋桨发动机。当然,还有一种,就是通过传动轴带动巨大的直升机旋翼,这就叫做“涡轴发动机”。

    所以说,你说的“喷气发动机”早就已经应用在直升机上了。只是你不太了解航空发动机而已。

    如下图所示,就是一种典型的涡轴发动机。

    甚至于这种涡轮发动机还可以用在地面设备上,可以驱动发电机、驱动轮船【如下图所示】,等等,可以说是应用非常广泛。但是万变不离其宗,最重要的就是里面有这个“涡轮”,所以这些发动机前面都要加“涡轮”两个字,至于说燃烧后产生的燃气是不是“喷”出来的,并不重要,这也是为什么我们不再叫这种发动机为“喷气发动机”的原因。

    2、自制一架单人直升机需要多大马力的,发动机呢?

    单看发动机功率是不行的,还要看旋桨和机身结构、重量,应该是先决定机身结构欲起飞重量。单旋翼带尾桨直升机。尾桨需要消耗10-15%的动力。50马力最大起飞重量可以达到220KG左右(常规设计)其中5-8马力给尾桨消耗(不产生升力)。如果优化做得好,一般是300马力/吨。,也就是1马力可以升3.3kg的东西。普通的摩托车就可以。但是需要调教发动机转速。

    3、直20上的发动机可以用来研发重型武装直升机吗?

    直-20使用的发动机是我国新研发的涡轴-10发动机,功率为1600KW,完全可以作为我国新一代重型武装直升机的动力系统,这个没有问题。因为,不光是我国这么做,美国和俄罗斯也都是这么做的。

    图为直-20运输直升机。

    比如,直-20是10吨级的通用直升机,在这个领域,世界上还有俄罗斯的米-171和美国的UH-60黑鹰直升机,甚至,直-20基本就是参照UH-60黑鹰直升机研发的,他们外观大同小异,内部结构也差不多,只不过直-20的发动机功率更大,雷达电子设备更齐全、更先进,而且把旋翼从4叶扩大到5叶,其他的地方基本就是一致的。

    图为印度的阿帕奇武装直升机,引发了军迷一片羡慕。

    UH-60黑鹰直升机的发动机是T-700GE-701发动机,只不过不同型号配备不同批次的发动机,该发动机功率为1450KW,最新的T-700GE-701D/E发动机的功率也不过1500KW,事实上比直-20的涡轴-10在功率表现上还要差一些。但是该发动机和涡轴-10的安装方式、布局、大小、重量都差不多。

    图为直-20直升机和武直-19武装直升机在一起。

    美国在T-700GE-701发动机的基础上,发展了AH-64“阿帕奇”重型武装直升机,最大起飞重量也是10吨左右,但是他配备了比较强悍的装甲防护,堪称是飞行的步兵战车,他可以携带16枚“地狱火”反坦克导弹作战,搭载了一门M230型“大毒蛇”30毫米机关炮,实际上就等于是步兵战车飞上了天,机动性和火力都大大提高。

    图为挂载了12枚各类型导弹的武直-19武装直升机。

    阿帕奇武装直升机一度让我国军迷羡慕,很多人也都一针见血的指出,要研发这样的重型武直,我们缺的就是发动机,现在涡轴-10有了,和阿帕奇所用的T-700GE-701差不多,也都是先使用在10吨级的通用直升机上,总不可能说美国就能把发动机从黑鹰安到武直上,我国就不能把涡轴-10从直-20安到新武直上吧?

    图为海军型直-20运输直升机。

    俄罗斯也是一样的。俄罗斯是著名的一发拖3机。俄罗斯有一款10吨级的通用直升机,叫做米-171,大量出口到世界各地,和黑鹰一样,成为生产数量最大的通用直升机之一,他们都代表了10吨级通用直升机旺盛的需求和生命力。米-171直升机最大起飞重量是13吨,他搭载了2台TV3-117型发动机,单台发动机的功率是1645KW,和我国的涡轴-10也差不多。

    图为直-20运输直升机。

    和美国一样,俄罗斯也把这款发动机用到了重型武直身上。比如,俄罗斯的米-28N重型武装直升机,就配备了2台TV3-117型发动机,他的最大起飞重量也是10多吨,可以携带18枚反坦克导弹,也是我们非常羡慕的一款重型武直,他的装甲奇厚,据说一般的35毫米高炮打到他的关键部位,都无法奈何他。

    图为我国从美国进口的黑鹰直升机。

    和米格-28N一样,俄罗斯的卡-50系列重型武直,包括卡-51和卡-52,也都是使用了TV3-117型涡轴发动机。这说明什么?这说明美俄两大武直强国,其最先进的代表性武直,使用的发动机都是原来安装在10吨级通用运输直升机上的,并不存在什么安装的瓶颈和困难。笔者看有很多军迷质疑涡轴-10能否安装到武直上,也很诧异,难道美俄做得,中国就做不得吗?

    图为我国武直-10ME武装直升机。

    我国目前最强大的武直是武直-10,他才是一个7吨级的武直,最多只能携带8枚反坦克导弹,运载能力只有阿帕奇和米-28的一半,而且武直-10的机炮是23毫米,比阿帕奇的30毫米要低一个层次,很多装甲就打不透了。再者,武直-10的装甲防护也不如米-28和阿帕奇,战场的生存能力和穿梭能力有限。所以,我们很有必要研发一款重型武装直升机来加强陆航,而这款直升机的发动机,我想就可以选择涡轴-10。

    图为直-10ME武装直升机,我国迫切需要比他更强的武装直升机。

    和米-171、黑鹰直升机都一样,直-20也是10吨级的通用运输直升机,既然发动机、传动系统和旋翼都能支持10吨级直升机使用,为何就不能支持武装直升机使用呢?这里面本来就没有什么技术上的区别。如果我们能够以涡轴-10,及其传动系统、旋翼系统为基础,发展一款10吨级的武直,他将不仅能够让陆航具备大纵深的低空火力打击能力,而且还会让海军的两栖攻击舰拥有比武直-10更强的对地支援能力,这对于我国军力的现代化是大有裨益的。

    因此,海事先锋大胆的预测,我国不但会研发重型武直,而且这款武直也肯定会使用涡轴-10发动机。就让我们拭目以待吧。

    4、250摩托车发动机可以做单人直升飞机发动机吗?

    直升飞机结构复杂,非一般人力、物力、财务能制作出来的。理论上250CC摩托车发动机可以支持单人直升机起飞。单人直升机的起飞功率:起飞功率就是平飞功率加爬升功率,大多数超轻机爬升速率在每秒1米以上,如果取每秒1米,那么200公斤每秒1米就又是2.67马力,通过螺旋桨0.7的功率因数,需要3.8马力,那么平飞功率3.8马力加爬升功率3.8马力等于7.6马力,算起来7.6马力发动机就可以满足起飞和巡航的要求了。250CC摩托车发动机:折合成马力,250CC摩托车是在15-20匹马力之间。

    5、汽车发动机有那些型号可以做直升飞机发动机?

    小汽车的发动机在理论上来说是不可以做直升机的发动机的。

      主要是因为功率太低。

      以常见的小汽车大众帕萨特为例,排量是1.8L,发动机功率约为100KW。而单人直升机一般要求的最低功率为3000-4000KW,二者相差30-40倍。所以,因为动力不足问题,小汽车的发动机不可以作为单人直升机的发动机来使用。