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按照舰载预警机的吨位和尺寸计算,它大致上需要功率至少接近4k千瓦功率的中等功率涡桨发动机。在目前国内的涡轮螺旋桨发动机中,有两个型号系列的产品符合这一定位;其一是在运8仿制项目中发展起来的涡桨6系列,其一是仍然处于研制过程中的涡桨10。

涡桨10的功率是4k千瓦,但该发动机目前仍然没有完成研制工作,因此在短时间内不可能成为中国舰载预警机的动力配置,只能是远期目标。在至少近十年之内,涡桨6系列的最新改进型号,都是国产舰载预警机的唯一选择。

图:涡桨6发动机

目前涡桨6家族中,比较新、性能又公开了的型号是06年批产的6C型,功率达到3800千瓦。但舰载预警机使用的改型,未必会在功率上有多大的提升,更有可能是保证6C的功率级别不下降的前提下,强化恶劣环境下的可靠性和维护性——因为这种改进通常要在部件重量等方面付出明显代价。

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图:运8原型的安-12,是安-10客机的衍生改型

涡桨6系列的俄式原始设计,本身主要基于苏联的气候,对高温、高湿的耐受能力要求不高——这是俄国航空产品的通病。特别是该发动机原设计是给陆基飞机使用的,完全没有考虑过舰载环境下粗暴的撞击式降落和盐雾腐蚀问题。

这意味着新涡桨六的改进,一定会围绕三个方面展开:

1:对发动机进行幅度极大的抗冲击设计强化。这种强化不仅会包括液气管阀和各种电子电气的接口,而且肯定要全面覆盖到从机匣到叶片的诸多结构件,对一些原本强度上够用、但冗余不足的地方进行针对性的加强。

完全可以大胆的推断:这款新改型发动机,甚至连螺栓螺母这样的紧固件,都和常规的涡桨6系列发动机通用程度极低;普遍会采用材料更耐腐蚀、强度规格更高、甚至外形尺寸都不同的产品。

2:强化抗盐雾腐蚀能力。中国航母的主要作战环境,始终在于东南方向的亚热带、热带海域;这种温度、湿度、大气盐雾浓度三高的环境,基本上是各种武器装备在抗腐蚀性上所能遭遇的最恶劣情况了。

图:图片出自公开出版的《海军飞机结构腐蚀控制设计指南》,是歼8系列平尾配重部分的剥蚀。由于匮乏防盐雾腐蚀设计,歼8系列在东南沿海的日历寿命,还不及部署在东北地区的一半

新改型发动机在耐盐雾腐蚀性能上的要求,同样会远高于此前的同系产品。比如航空发动机为了减重,机匣采用镁合金材料是非常普遍的设计;但是镁合金恰恰又是最不耐受盐雾腐蚀的材料之一,这就需要性能更好的表面涂层等措施来改善防腐蚀性能,或者更换为抗腐蚀性优越、但重量显著增加的钛合金材料。

这种防腐蚀能力的提升不只停留在材料和工艺层面,实际上也涉及到设计上的每一个环节——比如内部结构上是否存在积水的死角,导致盐水蓄积引发猛烈的腐蚀?两种相邻的金属材料,会不会在沾染的情况下,形成电化学腐蚀?

盐雾

因此新的涡桨6改型发动机,在材料、工艺、具体设计细节上,都应该会与之前的型号存在普遍的区别,以提升对抗盐雾腐蚀的能力。

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图:全权限数字式发动机控制系统

3、强化发动机控制系统。在舰载飞机起降过程中,发动机的总功率很重要,但动力输出在大小调节上的快速响应能力也同等重要。

尤其是着舰过程中,舰载机不像多数陆基飞机是拉飘以后轻轻接地,而是在保持住迎角的情况下,通过调节油门大小来调节降落轨迹的高低、拦阻钩对甲板的撞击点远近。因此动力大小的变化是否敏捷、精确,直接影响飞机末端修正动作是否及时有效,对着舰成功率影响非常大。

图:推力响应特性,对舰载机着舰的轨迹修正极度重要

全权限的数字化发动机控制系统,不仅在性能指标上拥有最佳的潜力;从硬件结构上,它的体积、重量,也显著小于传统的液压式机械发控系统。尤其关键的是,数字化发控本身时刻在精密监控发动机的工作状态变化,自带故障报警、甚至故障/寿命预测功能,极其有利于恶劣环境下的维护工作。

国内在2002年完成了全权限数字发控的试飞验证后,该技术就开始被各在研发动机大量使用。2010年第一款系统完成设计定型并批量投入使用,性能接近美国90年代初期水平。涡桨6的舰载新改型发动机几乎在各方面都对这一技术存在刚需,因此采用全权限数字的概率非常高。

发控