图6-12、中国民航的伊尔-18旅客机
“子爵号”四发旅客机(图6-11)的初始型号研制工作始于二次世界大战结束前,是第一种采用涡轮螺旋桨发动机作为动力的旅客机,在上世纪50年代经过几个型号的改进最终发展成800型,其载客量己由50年代初的的32人增加到71人,发动机功率也由初始的RDa.1 MK501型的738千瓦增加到后来的RDa.7MK525型的1566千瓦,为20世纪50年代用得最多的涡轮螺旋桨发动机旅客机之一,共生产了444架。
子爵号所用的发动机为“达特”涡轮螺旋桨发动机,上世纪60年代初我国首次打破西方国家贸易壁垒购进的现代航空产品就是该型飞机,图6-11为停在首都机场的中国民航的“子爵号”旅客机。
伊尔-18(图6-12)是用于中国民航的又一型以涡轮螺旋桨发动机为动力的四发旅客机。该机由前苏联伊留申设计局于1955年开始设计,1959年4月投入航线使用,其载重量比英国“子爵号”大一倍,装有4台每台功率为2980千瓦的阿伊-20涡轮螺旋桨发动机。
图6-13 我国自行研制的四发涡轮螺旋桨式中型、中程多用途运输机—运八运输机
图6-13是我国自行研制的装有四台涡轮螺旋桨发动机的中型、中程多用途运八运输机。该机研制工作始于1969年,1974年底首飞成功,已用于我国空军、民航及邮政航空,而且还出口到斯里兰卡等国。
运八运输机装有我国自行研制的、功率为3125千瓦的涡桨六涡轮螺旋桨发动机,飞机起飞总重为61吨,有效载重为20吨,最大平飞速度为662公里/小时,最大航程为5615公里。
图6-14为用于运八运输机的涡桨六涡轮螺旋桨发动机纵剖面图,图中可看出发动机各部件的设计概况。该发动机研制工作始于1969年8月,1976年完成设计定型,随后,装有四台涡桨六发动机的运八运输机交付部队使用。
涡桨六发动机由九级轴流式压气机、环形燃烧室、三级涡轮、减速器、进、排气道等组成,三级涡轮既驱动压气机,又通过减速器驱动螺旋桨,因此发动机成为定轴式涡轮螺旋桨发动机。
发动机增压比为7.5,涡轮前燃气温度为1060℃,起飞功率为3125千瓦,在世界众多发动机中属于中等功率的涡轮螺旋桨发动机。
我国还生产涡桨五(WJ5)涡轮螺旋桨发动机,其结构基本同于涡桨六,只是尺寸小些,它有WJ5、WJ5A、WJ5B、WJ5A1及WJ5E五个型号,起飞功率分别为:1875、2317、2074、2133、2133千瓦。
图6-14、涡桨六
其中WJ5A用于海军的水轰五型水上轰炸机,其它几型均用于国产的运七支线客机上。图6-15为我国研制的水轰五型大型远程水上巡逻反潜轰炸机,它的机身下部作成船底形,便于在水上航行。
随着涡轮风扇发动机的出现,干线客机、大型军用运输机已毫无例外地采用了涡轮风扇发动机,因此,上世纪70年代以后,各国均不再研制大功率的涡轮螺旋桨发动机。但是,前述的C-130、C-133B、安-12、安-22等以涡轮螺旋桨发动机为动力的军用运输机还将使用一段时间。
由于涡轮螺旋桨发动机在亚声速、短航线内的经济性好,采购和维修费用低,噪声也能满足要求,因而在一些小型支线客机、小型运输机、专用飞机(如农、林业,消防等)中仍然被采用。
上世纪80、90年代,欧洲八国(英、德、法、意、西、比、土、卢森堡)筹划共同进行称为“未来大型运输机(FLA)”的计划,2000年将FLA命名为A340M。预计2005年A340M将进行首飞,2006年底交付使用。图6-16为设计中的A400M新一代军用运输机外形图。
A400M运输机的设计目标十分明确,不仅要求突出的低速飞行性能,而且要求作战航程大、巡航速度高,以满足战术飞行和空投需要,从而适合于迅速、灵活地部署人员及装备。
在权衡了飞机性能和发动机经济性的基础上,A400M运输机采用了由4台涡轮螺桨发动机和8片式桨叶的螺旋桨组成的高效率的推进方案。这是涡轮螺旋桨发动机在沉寂近三十多后再次复出,当然,其性能也较老一代涡轮螺旋桨发动机有了较大提高。
A400M的主要技术数据为:翼展42.4米,机长42.2米, 机高14.7米,货舱长17.7米,货舱高3.85米,货舱容积356立方米,空重66.5吨,最大起飞总重130吨,最大载重37吨,最大载重航程3500公里,转场航程9058公里,最大起飞滑跑距离610米,最大着陆滑跑距离300米,巡航速度780公里/小时,最大飞行马赫数0.72,最大使用高度11300米。
图4-16、欧洲八国联合发展的A400M新型军用运输机
A400M选用了由英国罗·罗公司与法国SNECMA公司合作设计的TP400涡轮螺旋桨发动机(图6-17)。TP400的起飞功率为8950千瓦(12176马力),属于当今最大的涡轮螺旋桨发动机之列。
在此之前的近半个世纪中,世界上功率最大的涡轮螺旋桨发动机仅有前苏联用于图-95远程轰炸机、图-114旅客机的NK-12M定轴式涡轮螺旋桨发动机,该发动机的功率为8950~11033千瓦(12176~15010马力)。
TP400采用三轴设计,与一般涡轮螺旋桨发动机相比,增加了一个中压压气机,与候选的另一型发动机方案相比,有更大的增程潜力、更高的燃油效率和可靠性。
TP400以法国新一代战斗机“阵风”用的M88发动机的核心机为基础,采用罗·罗德国公司的BR700-TP方案的进气口、减速齿轮箱和三级低压涡轮以及民用“遄达”700涡扇发动机(用于A330大型双发旅客机)的缩小比例的五级低压压气机、中压涡轮。
总体看来,采用单元体设计的TP400涡桨发动机是一种低风险和低成本的设计方案。
图6-17、用于A400M新型军用运输机的TP400涡轮螺旋桨发动机
2001年中,意大利菲亚特航空公司、西班牙ITP公司、德国MTU航空发动机公司、罗·罗德国公司、法国斯奈克玛公司和比利时航宇技术公司等欧洲6家公司,签署一项协议,将组成航空发动机联合企业(APA),合作研制和生产TP400涡桨发动机,并为这种发动机提供保障。该发动机用的螺旋桨为单排八叶,桨叶带后掠呈马刀形,桨叶直径为5.18米。返回搜狐,查看更多