第412篇《极简航空动力史》(4)

五、其他动力装置的发展

（20）涡桨与桨扇发动机的发展

1942年，英国罗-罗公司研制涡桨发动机；1945年安装在“流星”战斗机试飞，后装于舰载反潜机上。1954年，美国艾里逊公司（后被罗-罗公司收购）的T56（民用型为艾里逊501-D）单轴涡桨发动机开始批产，已生产近2万台，功率范围2580～4414千瓦，用于多型军民机。普惠加拿大公司的PT6A发动机系列，功率范围350~1100千瓦，有30多个改型，用于130余种飞机，累计生产超5万台。

20世纪80年代后期，一些发动机公司进行了桨扇发动机的研制，其中GE公司的无涵道风扇（UDF）GE36曾作飞行试验。乌克兰研制的D-27桨扇发动机进入工程实用化，用于安-70等飞机。

（21）涡轴发动机的发展

1950年，法国透博梅卡公司研制出功率206千瓦的阿都斯特1型涡轴发动机，用于美国的S52-5直升机；其后，405千瓦的2型用于“云雀”2直升机。20世纪60年代、70年代、80年代、90年代，大约每十年一代，经历四代发展，功重比从2提高到7。第四代的代表机型有英、法联合研制的RTM322、美国的T800-LHT-800、德法英联合研制的MTR390和俄罗斯的TVD1500等，分别用于NH-90、EH-101、WAH-64、RAH-66、PAH-2/HAP/HAC和卡-52等直升机。世界上最大的涡轴发动机是乌克兰的D-136，起飞功率为7500千瓦，装两台D-136发动机的米-26直升机为世界最大直升机，起飞重量56吨，载重20吨。以T406涡轴发动机为动力的倾转旋翼机V-22飞行速度达到638千米/小时。

（22）航机改非航空用燃气轮机

20世纪40年代，开始用燃气涡轮发动机改型派生出非航空用轻型燃气轮机，到60年代进入实用阶段，70年代后大发展。航改燃气轮机的工作原理与涡桨/涡轴发动机相近，通过输出轴功率带动车轮、叶轮、船用螺旋!桨或发电机工作。目前几乎所有航空发动机企业均设有航机改型的机构，从事此项业务，完成此类机组型号已达300种以上，总产量超过3万台。

（23）创飞行记录的火箭发动机

1947年10月14日，贝尔公司研制的以火箭发动机为动力的X-1研究机由B-29飞机带到空中投放，查尔斯?耶格尔上尉驾驶X-1机在米高空首次突破声障，速度达到马赫数1.015（1078千米/小时）。1956年9月27日，仍由美国贝尔飞机公司研制的X-2验证机，使用火箭发动机，在试飞中首次突破热障，速度达到马赫数3.196。1954-1968年间，美国的X-15技术验证机，使用火箭发动机，先后进行199次飞行试验，所创造的飞行速度（7255千米/小时，马赫数6.72）和飞行高度（107.9千米）世界纪录，保持至今。

（24）组合动力的研发

为推进空天飞机和高超声速运输机发展，1986年，美国在国家X-30计划（NASP）下实施涡轮基组合循环（TBCC，涡轮发动机提供Ma4以下动力，超燃冲压发动机提供更高速度的动力）推进系统研究；后又在先进空间运输计划（ASTP）中实施火箭基组合循环（RBCC）推进系统研发；旨在找到利用两种以上发动机组合使用，以满足宽飞行包线和跨速域飞行要求的新动力形式。

（25）电推进的兴起

自2017年以来，世界航空界约有100项电动飞机在开发中，电推进将成为航空动力发展热点。公认的发展路径是，分别在2030年、2040年、2050年前后，实现小型、中型、大型飞机电推进。首先在通用航空和城市空中出租车（UAM）应用中获得突破。一项技术预测是，2032年50座级混合动力客机有望在伦敦-巴黎间开航。

（26）离子风推进的实验

2019年初，美国麻省理工学院（MIT）研究人员研制出一架颠覆传统动力系统的飞机。试验机重2.45千克、翼展5米，机翼下不是传统的引擎，而是布列数排、由非常细的导线组成的两组电极。一组在机翼前面，一组在机翼后面。在前后两极分别施加正、负伏特的电压，用这个电场去电离极间大气中的氮。生成的氮离子从正极奔向负极，与中性空气分子相互碰撞，产生推动飞机前行的“离子风”，飞行器以每秒4.8米的速度飞行了10秒钟，飞行约60米。这次飞行被认为是航空史上首次固态（无动部件）动力装置的验证飞行。但推力微小，工程化为时尚远。

（27）“核能新浪潮”被认为是重大突破性技术

2019年10月，《麻省理工科技评论》选出当年“全球十大突破性技术”，其中的第二项为“核能新浪潮（New Wave Nuclear Power）”。全球已有多家研究机构、甚至有数家顶尖航空企业投身这项研发活动。《航空周刊》2014年10月报告，洛克希德?马丁公司称他们设计的磁约束紧凑型核聚变装置将实现小型化（7×10英尺）。科技网站arstechnica2015年7月报道，波音获批一项高效激光点火核聚变发动机设计技术专利，有望产生飞行器新动力；波音希望用这种核动力引擎代替目前航空涡轮动力装置。2015年8月，MIT发布一款小型磁约束聚变反应堆设计方案，计划10年内建成原型装置并发电。上述研究资讯表明，人类以核能替代化石能源的最新努力在加快，而可控核聚变因不带来放射性污染，原料取之不尽，可视为终极的能源方式。

文章来源：《航空动力学报》 网址: http://www.hkdlxbzz.cn/zonghexinwen/2020/1103/335.html