飞机桨扇发动机技术研究历史与发展.docx

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飞机桨扇发动机技术研究历史与发展

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飞机桨扇发动机技术研究历史与发展

受80年代石油风波的影响，当时的民用航空业开始试图发展一种在燃油经济性上进步一大截的技术。

当时的方案非常之多，但其中最诱人的还要数桨扇发动机。

 实际上桨扇发动机的基础技术研究在70年代就已经张开，按照当时实验室的模拟计算，桨扇发动机的经济性堪称史无前例。

与冷战中大部分科研项目一样，相关领域走在最前面的是美苏两国，欧洲也拿出了工程型号。

如果相关项目能够实用化，可以极大提高民航业的发展前景。

桨扇发动机曾经被誉为完美动力，由此产生了很多项目 桨扇发动机又称无涵道风扇发动机。

它既可看作带先进高速螺旋桨的涡轮螺旋桨发动机，又可看作除去外涵道的超高涵道比涡轮风扇发动机，结合了涡轮螺旋桨发动机耗油率低和涡轮风扇发动机飞行速度高的优点，其有效涵道比为25～60，相比于涡扇和涡喷发动机，其涵道比可谓惊人。

桨扇发动机最大的优点就是惊人的省油，和极高的推进效率。

在早期的测试中。

桨扇发动机验证的地面起飞耗油率为0.24kg／（daN•h）。

这种发动机可用作最大速度为M=0.80—0.85的运输机和巡航导弹的动力，推进效率、燃油消耗率都明显优于传统螺旋桨、涡桨或涡扇发动机。

与相同体积级别的涡桨发动机的运输机相比，采用桨扇发动机的型号的载重，航程可以有极大提高；与采用我扇发动机的型号相比，也具有很大的优点，甚至可以逼近一些不太“巨大”的大型运输机的指标（安-70以最大巡航速度飞行时，其油耗比使用传统喷气发动机的同级别运输机要少20%~30%。

它在大幅降低油耗的前提下最大飞行速度仍达到800公里/小时，已经接近于喷气式运输机。

）。

如果在巡航导弹上使用桨扇发动机，将获得极大的技术指标提升。

这也就解释了为什么美苏双方的军界曾热衷于相关研究。

而且桨扇发动机的污染物排放非常之低，比如说Д-27桨扇发动机在十多年以前的污染物排放已经大大优于现在的要求。

曾经风靡一时

安-70：

机长：

40.55米翼展：

44.06米机高：

16.20米最大速度：

Mach0.73巡航速度：

750～800千米/小时低空巡航速度：

550km/h最大航程：

3600千米（载重35吨）；5000千米（载重30吨）；7400千米（载重20吨）最大实用升限：

12000米最大起飞重量：

130000千克空重：

66000千克 但在进入九十年代后，由于石油供给趋于稳定，冷战的结束，推动桨扇发动机发展的外部条件有所降低。

而且桨扇发动机本身的一些特点也限制了它的运用。

首先是噪音，如果说军用还可以容忍的话，那么在民航领域则成为一个致命弱点。

比同功率的先进涡扇发动机要高出很多。

而且由于桨扇发动机可以看成是将涡轮叶片暴露在空气中，所以存在较大的安全隐患。

其转速和离心力远非螺旋桨叶片可比。

我们常看到的客机发动机吊舱内往往要“贴”数十层凯夫拉材料，防止叶片脱落飞出打在机身上甚至穿过机身对乘客和飞行安全造成伤害。

这一点上，不要说民航，连部队的大兵们也很“怵”。

用于X101巡航导弹的桨扇发动机

GE36在1988年的费伦堡航展上面曾经引起一阵轰动，之后就销声匿迹了 目前在大型平台上运用桨扇发动机的只有乌克兰的安-70，其指数指标堪称华丽（不光是发动机，安-70整体设计很成功），但由于乌克兰国内和国外缺少用户，以及乌克兰资金不足，更重要是桨扇发动机的应用前景不明朗，以至于到现在还是徘徊不前——据称乌克兰有意将相关技术出售给中国，比如说安-70的整体气动布局设计。

老实讲，安-70的巨大机身和大仓库完全迈进了大型运输机的门槛。

安-70与美国C-130战术运输机属同一量级，其全尺寸与C-130飞机相差不大。

但安-70对有效载荷与货舱大小的综合考虑比较周到。

它的货舱宽而高,有些C-130运不了的大设备它也能运载。

在3800千米～7400千米的距离上能运载25～35吨货物。

载重能力与美国C-141喷气式运输机相近。

巡航速度750千米/小时（接近螺旋桨驱动的飞机的速度极限），可执行各种高度的空投任务，能空投重达20吨的单件物品，也可以运载300名全副武装的士兵或206名伤病员。

安-70能够在铺设层不厚的180米长的水泥跑道上起降，还可以在未经铺设的600～900米的跑道上起降。

在上述起降条件下，能运载20～25吨重的货物飞行1450～3000千米。

在能够吃透相关技术的前提下，如能引进安-70，对我空军发展极为有利

安-70发动机

NASA的桨扇发动机叶片吹风 

另外就是毛子的X101/102战略巡航导弹在改进过程中也用了桨扇发动机。

敝人认为，桨扇发动机的出路应该就在用作远程导弹，无人机，巡飞弹的动力系统。

这样一来，就充分发挥了其推进效率高，航程远的优点，避免了其噪音大，叶片外露危险系数大的弱势。

未来战场上将大量运用上述三类装备，桨扇发动机有可能能迎来一个大发展。

挂载KH-101的图-95

美国的实验型号

普惠的行星齿轮减速器，可用于桨扇发动机传动 

波音的项目 

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