导读:中国在1993年就引进了GT-25000燃气轮机,并由中船工业致力于国产化。但由于乌克兰不愿意转让全部制造技术,因此中国只能以乌克兰提供的零部件组装。进入21世纪后,乌克兰经济窘迫,为赢得中国资金支持,开始同意向中国转让全部GT-25000燃气轮机技术。有资料显示,中国国产化的UGT-25000燃气轮机

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盘点:欧洲暂时还领先中国的五大技术 燃气轮机在列(图)

2016-05-05 10:48 来源:网易 

导读:中国在1993年就引进了GT-25000燃气轮机,并由中船工业致力于国产化。但由于乌克兰不愿意转让全部制造技术,因此中国只能以乌克兰提供的零部件组装。进入21世纪后,乌克兰经济窘迫,为赢得中国资金支持,开始同意向中国转让全部GT-25000燃气轮机技术。有资料显示,中国国产化的UGT-25000燃气轮机被称为QC-280,已于近期实现工业化生产。

首先,是阵风战斗机技术。

泰雷兹公司研制的“电子扫描雷达2”(RBE2)多模式雷达系统,该雷达采用了相控阵电子扫描天线,探测距离100千米,被标榜为欧洲的第一种战斗机主动相控阵雷达。可同时跟踪8个目标,能自动评估目标威胁程度,排定优先顺序。而中国战机的相控阵雷达技术已经相对成熟,以歼-10B为例,其雷达采用1000-1200个收发单元,对3平方米目标有效发现距离能到160-180公里,已经赶上了世界发展的潮流。所以在这点上我们已经不羡慕阵风了。图为阵风战机相控阵雷达。

阵风战机对我们最大的诱惑还是发动机。阵风使用的是斯纳克玛生产的M88系列引擎,服役的是M88-2,军用推力50kN、加后燃推力75kN。M88-2让阵风能够在携带4枚导弹及1250升外挂油箱下作超音速巡航;海军版阵风M型能够在携带6枚空对空导弹下作1.4马赫的超音速巡航。 2010年5月,一架阵风战机首次使用M88-4E引擎飞行,M88-4E是一升级版引擎,拥有较原有的M88-2大推力及较低运作成本。 2007年,矢量推力喷口的M88-3D研制开始。图为阵风战机发动机。

M88-1的结构与早期M88 MK1相同,推重比从9.5提高到10.0。改进的主要方面是:提高涡轮进口温度,改进风扇和压气机气动设计,风扇压比从3.5提高到4.0。M88-2为标准生产型。包括无污染燃烧室,单晶涡轮叶片和粉末冶金盘,在降低电磁和红外线信号方面也取得了一定进展。1997年开始研制M88-2的最新型M88-2E4,目的是进一步降低耗油率和提高高压核心机及加力燃烧室的使用寿命。该发动机在2001年底取得了法国DGA国防部采购代办的认证,到2004年所有在法国服役的M88发动机都将换装-2E4。在这点上,我们自产的“涡扇”还存在一定差距。图为阵风战斗机的M88-2涡轮风扇发动机。

 在传统推进系统中,船舰主机系直接透过减速齿轮箱与推进器连结,而45型的FEP则打破这种直接耦合关系,主燃气涡轮只带动主发电机,与辅助柴油发电机的电力一同馈送入整合输配电网,并由数位化的整合输配电系统实施控制,而带动推进器的电动机只是输配电网之中的一个终端;在高速航行时,燃气涡轮带动的主发电机自然将主要功率都用于推进电机,而辅助的柴油发电机则可在低速作业时提供推进以及船舰本身辅助系统所需的电力,使燃气涡轮得以停机节省油耗。图为WR-21燃气轮机。

在未来,随着燃气轮机技术的不断进步,和舰艇电力消耗的不断增加,全电驱动方式必然会成为事实上的标准。如果航空发动机的进一步发展,使得舰载机广泛的采用滑跃方式起飞的话,那么燃气轮机会被航母设计师们青睐。但是在这个领域,我国的发展还不尽如人意,在原动机,配电系统,电动机技术上都比较落后,不过现阶段也有不少蓬勃发展的趋势。展望未来,必将有更先进的动力技术进入舰艇领域。图为45型驱逐舰的推进系统。

相对燃气轮机技术,45型驱逐舰上的机房炮和垂发系统我们早就不羡慕了。因为我们有了更好的国产货。图为英国45型驱逐舰上的近防炮和垂发系统。

在未来,随着燃气轮机技术的不断进步,和舰艇电力消耗的不断增加,全电驱动方式必然会成为事实上的标准。如果航空发动机的进一步发展,使得舰载机广泛的采用滑跃方式起飞的话,那么燃气轮机会被航母设计师们青睐。但是在这个领域,我国的发展还不尽如人意,在原动机,配电系统,电动机技术上都比较落后,不过现阶段也有不少蓬勃发展的趋势。展望未来,必将有更先进的动力技术进入舰艇领域。图为英军“邓肯”号驱逐舰为中国海军“长白山”号坞登舰护航。

中国在1993年就引进了GT-25000燃气轮机,并由中船工业致力于国产化。但由于乌克兰不愿意转让全部制造技术,因此中国只能以乌克兰提供的零部件组装。进入21世纪后,乌克兰经济窘迫,为赢得中国资金支持,开始同意向中国转让全部GT-25000燃气轮机技术。有资料显示,中国国产化的UGT-25000燃气轮机被称为QC-280,已于近期实现工业化生产。据分析,在掌握GT-25000燃气轮机技术后,困扰中国海军多年的舰船动力问题终于得到有效解决。图为GAT-25000燃气轮机

图为中国进口德国的MTU-20 V956 TB92柴油机。

该发动机具有单位体积功率高、低速扭矩特性好、燃油经济性好、起动性好等特点。与豹1坦克使用的MB838型发动机相比,平均有效压力从0.81MPa(8.3kgf/cm2)提高到1.07MPa(10.9kgf/cm2)、排量从37?4L增加到47?6L、转速从2200r/min提高到2600r/min,因而使功率从610千瓦(830马力)增加到1103千瓦(1500马力),提高87%。图为豹二吊装MB873Ka-501发动机。

另一方面,通过减小进气管、喷油泵和气缸盖尺寸以及改进油底壳等部件,使发动机的结构尺寸更加紧凑。该发动机的单位体积功率从MB838型的388千瓦/m3(528马力/m3)提高到543千瓦/m3(738马力/m3)、比重量从3.1kg千瓦(2.3kg/马力)降低到2.04kg/千瓦(1.5kg/马力)。因而使豹2坦克具有比较好的加速性能,从零加速到32千米/小时仅需7s。然而,环形散热器冷却系统消耗功率达到162千瓦(220马力),比其他坦克要高。图为豹二吊装MB873Ka-501发动机。

但是这么牛的发动机也会“发脾气”。此前,豹2A6坦克在一小块空地上进行机动性能展示,驾驶员将坦克倒着开到围栏旁边以便让观众得以近距离感受豹2坦克的威武。正当观众看得入神,不料驾驶员一脚油门,坦克尾部瞬间喷出一股黑烟,把人群熏得够呛。此情此景毫无宣传片中的“高大上”形象。

 

随着豹2坦克的不断改进,老式的MB873Ka-501发动机已经不能满足“新豹子”对动力的强大需求。MTU公司也在为新豹二坦克研发最先进的发动机。图为德接收首辆豹2A7主战坦克。

这是是MTU公司为美洲狮和豹2A7研制的MTU-MB-890发动机,功率在550马力-1600马力之间可调,适用于不同种类的坦克装甲车辆。

中国的99式坦克的发动机--150HB。在之前就是借鉴了德国的MTU-MB-873发动机技术。为V型12缸60度夹角双涡轮增压中冷式发动机,额定转速2200rpm,最高转速为2450rpm,并且采用了先进的计算机控制高压共轨电喷技术,效率更高且更环保。99式采用的最大功率1200马力(883kW。平心而论,99式1200马力的发动机相对西方的1500马力是显得有点小,但是由于西方坦克大多在60吨以上,而我国99只有50吨出头,由此看来差距并不是很大。图为央视曝光的99式坦克发动机。

但在99改型上,中国以1200马力的150HB发动机为基础,开发新一代的1500马力大功率柴油机,以德国MTU MT883作为性能指标。此种新发动机以及新的传动系统已经安装于98式改坦克进行测试,并展现了80公里每小时的最大道路速度以及60公里每小时的最大越野速度。图为中国人民解放军99G型主战坦克。

第四,英国与德国的高精度狙击枪技术。说到高精度狙击枪,其实是中国的一大痛处。解放军现役的88式狙击枪精准度实在比不上国外的高精度狙击步枪。国产的CS/LR4与CS/LR3高精度狙击枪也因为刚起步,造价高。与国外同类装备也有一定差距。(以下狙击枪图片来源:枪炮世界)图为英国AI公司出品的狙击枪:AWM与AS-50。

有人会说,高精度狙击枪为啥要说英国的呢?德国的HK公司产品多好啊。其实,抛开最近炒得沸沸扬扬的G36事件。HK近年来的产品确实大不如前。以HK出品的PSG-1狙击步枪为例,此枪曾号称“世界上最精确的半自动步枪之一”。但美国陆军在1982年曾对PSG-1和美国国内几种狙击步枪进行过对比试验,试验中PSG1的精度表现比陆军的M21半自动狙击步枪和海军陆战队的M40A1手动狙击步枪都要差。图为西班牙狙击手使用PSG-1狙击枪。

除了HK,德国还有别的好枪值得我们借鉴。例如AMP技术服务公司的DSR-1狙击步枪。DSR-1步枪是由位于奥本多夫的德国AMP技术服务公司(AMP Technical Services)生产的一种特种警用狙击步枪。“DSR-1”是“1号防御狙击步枪”(Defensive Sniper Rifle No.1)之意,该枪由现已停止发展的埃尔玛SR-100狙击步枪改进而成。DSR-1已经被GSG-9所采用,此外还有一些欧洲特种部队也有使用该枪,据说在中国也有1支。不知道中国军工研究的怎么样了。

再来说说大口径的狙击枪,最近热度相当高。AS50 12.7mm半自动狙击步枪是由AI公司专门为美军特种部队设计的,更明确地说,它是为美国海军海豹部队提供的反器材/远程狙击步枪。该枪在2005年1月的美国拉斯维加斯枪展上首次公开,而现在正在由美国海军特种作战中心进行测试。据估计,如果海豹部队正式采用AS50后,其他的美军特种部队都可能会相继采用。图为2005年拉斯维加斯枪展上的AS50实物及3张100米散布测试的靶纸。

再来看中国的M99。M99半自动狙击步枪是新定型的出口型反器材步枪,该枪刚一露面时,很容易让人觉得它与英国AI公司的AS50深有渊源,两者的外形似乎很接近,均为气吹式原理,尤其是导气管外都有个隔热套保护,防止导气管加热上方空气而影响瞄准。但如果仔细对比一下,会发现M99与AS50只是部分相似,实际可区别的外形特征很多,而内部结构的区别就更多了,就好像AK47与Vz58一样。M99的内部就好像放大的M16,回转式枪机闭锁;而AS50则像放大的FAL或SKS,用偏移式闭锁以减小径向尺寸。M99的机匣看起来似乎比AS50的要厚实,但这是因为要防止气体污染枪机而把导气管向后延长了,枪机框上部增加了一部分,包住导气管末端在整个枪机行程中不外露,这就是机匣后面显得高的原因。再加上机匣是一大块铝合金冷加工而成,体积必然较大,但在重量上,M99却比AS50要轻2kg。

再来看家喻户晓的AWM。AWM中的“M”是Magnum的缩写,也被称为“超级马格南”(Super Magnum),或简称AWSM步枪(此称呼一般指.338口径的AWM)。AWM的口径为北约成员国内所使用的.300温彻斯特-马格南和.338拉普-马格南,此外还有一种7mm雷明顿-马格南。在1997年推出的“AWM”步枪是以AW为基础用最小的变化来适应大容量弹壳的枪弹。由于马格南弹发射的冲量较大,因此在AWM的机头上有6个闭锁凸笋,分两圈前后排列,每圈3个。为了使全枪质量不致过大,AWM的不锈钢枪管外表面刻有纵向凹槽,此外这也能加大外表面,更有利于散热,在射弹较多时不会出现弹着点偏移。扳机扣力为3.3磅(1.5kg)至4磅(1.8kg)之间可调,图为英国皇家海军陆战队(RM)第45队在科索沃维护部队(KFOR)期间进行射击练习。

由于弹壳的直径较原来的7.62×51mm弹大,为不改变弹匣宽义和铝底座的相关尺寸,AWM的弹匣容量只有单排5发。弹匣宽16mm,高101mm,该弹匣从原理上讲可以装6发。不过这样只有在枪机呈开启状态时弹匣才能完全插入,如果枪机处于闭锁位置,只有装5发弹的弹匣才能插入到位。AWM的后托上有一个后脚架,可由螺纹调整高低,不过由于螺纹相当精细,调节过程很费时间。.300温彻斯特-马格南步枪弹(7.62×67mm)大幅增加了枪口初速和动能,因此在较远距离上的终点能量也较高,此外它的精度也优于普通的.308温彻斯特弹,而只是比最好的比赛级.308温彻斯特弹稍逊一筹,但抗风偏能力和较远距离上的弹道性能则比.308温彻斯特弹要好,这大大地提高了在远射程上的精度。图为英军装备的L115A3。

AWM的名气响彻全球。就连一向高傲的俄国人都要买它的帐。俄军特种部队曾少量购买过AWM使用,就连俄罗斯领导人都要亲自体验一把。图为梅杰科夫任俄总统时视察部队,试射AWM的照片。

反观国产的CS/LR4与CS/LR3。虽然高精度狙击枪。但从测试的结果上看,全枪寿命3,000发,测试精度100m小于2.9cm,300m小于8.7cm,600m小于17.4cm。与国外比还存在一些差距。

国产高精度狙击枪的空缺确实对解放军影响较大。此前也爆出解放军部队出国参加国际狙击手比赛现买外国狙击枪参赛的尴尬局面。图为中国蓝剑突击队试用俄T5000狙击枪。

第五,A-400M中型运输机发动机技术。空中客车A400M是一款四涡轮旋桨发动机飞机,由空中客车所设计,用以满足欧洲国家对军用运输机的需求,它兼顾了战略与战术运输机的性能与成本。自计划正式执行以来,计有南非,智利及马来西亚等三个欧洲以外的国家订购。该机于2009年12月11日在西班牙西南部城市塞维利亚首次试飞。该项目是欧洲最大的军事合作项目,法国、德国、英国、西班牙等7个欧洲国家投入了近200亿欧元的研发资金,原计划取代老旧的C-130以及C-160运输机,然而研发过程困难重重,未能按照原定的计划交付并且飞机造价高昂,空中客车公司一度考虑要取消这个计划。到2009年时,这个项目超支50亿欧元,2003年估计每架飞机的价格为8000万美元而2009年时已经变成至少1.2至1.3亿美元。从原先计划的2009年开始交付用户一拖再拖,直到2013年8月1日法国空军才接收了第一架A400M。

A400M拥有许多先进的技术,根据空中客车的说法,它可以完成以前需要三架飞机才能完成的任务。例如,在飞机内部就配备有绞盘和小型的起重机可以方便货物的装卸工作。除了后舱门外,机尾侧面还开设了两个舱门,这可以增加伞兵跳伞的效率。除了可以接受空中加油外,A400M还有内置的加油管路可以为其它飞机实施空中加油。同时A400M能适应包括砂砾、石子在内的多种跑道,它可靠性也很高,每12年的维修周期停飞维修的时间只需要84天。图为英国首相卡梅伦体验英军首架A400M驾驶舱。

空中客车公司在A400M上运用了许多从包括A380在内的民用飞机中发展来的技术,A400M的飞行员座舱就非常类似空中客车的民航飞机。座舱内共有2名成员,另外还给第3名操作员提供了座位以便执行特殊任务。该飞机使用空中客车民用飞机公司研发的电传操纵系统,操纵杆也同某些空中客车的民航飞机一样位于侧面而不是飞行员两腿中间。座舱内使用了同A380相同的8块6×8英寸LCD显示屏只不过布置方式有所变化,同时A400M也装备了军用级GPS定位系统、雷达告警装置、导弹告警装置、激光告警装置以及干扰弹发射器等设施,它的机翼下也可加挂额外的电子战设施。

A400M拥有号称西方最大的涡桨发动机。发动机在A400M发动机选型的最初阶段,有多家发动机厂商向空客军用飞机公司送交标书,其中有斯奈克玛、MTU和菲亚特联合研制的以M88-2发动机为基础发展而来的M138涡轮螺旋桨发动机;BMW和罗尔斯˙罗伊斯以BR-715为基础发展而来的涡桨发动机;加拿大普拉特˙惠特尼公司以PW800涡扇发动机为基础发展而来的PW180涡轮螺旋桨发动机。该发动机采用双通道全权限数字式发动机控制系统(FADEC),具备非常完善的发动机控制与动力管理功能,具有自动功率/自动油门、自动和手动的启动程序、自动再点火、内置式测试等各种状态监测与保护功能,以确保发动机能在各种恶劣条件下都能安全稳定的运行。在发动机进气道中配有加热除冰装置,进气道经过优化设计后,在最大限度地减少了气流畸变和压力损失的同时,还保留了良好的颗粒分隔能力,这对于A400M运输机在未铺砌或仅经过简单平整铺砌的前沿野战机场上起降尤为重要。发动机排气管采用热辐射抑制设计,将排出的热气与发动机吊舱的冷却空气混合,可减少红外辐射以提高战场生存概率。

A400M的设计巡航速度为0.68~0.72马赫,是西方国家飞行速度最快的大型涡轮螺旋桨飞机。要达到这么快的飞行速度,一个很大的难题就是螺旋桨转速过高导致桨尖速度过快而很容易失速,并会产生很严重的喘振和噪音。设计人员通过计算机模拟、风洞试验和飞行平台验证,从五种配置方案中选取最优化的桨叶叶型和螺旋桨直径,采用又薄又宽、前缘尖锐并带有后掠的大曲率先进三维后掠桨叶叶型。从剖面来看,这种叶型近似于典型的超音速机翼的剖面形状,其高亚音速性能非常出色,即使是在接近0.8马赫的最大飞行速度时仍有良好的推进效率,而此时的振动和噪音污染也完全符合以严格著称的欧洲适航认证标准。另外,设计人员从空气动力学角度对桨毅、发动机短舱和机翼进行一体化设计,使阻力和噪声达到最小。

而这些技术恰恰是中国正在研发的新中运:运-30所需要的。在第十届珠海航展上,一款标有“新中运”的国产运输机模型首次亮相,这款被称为运-30的中型运输机将是中国新一代的战术运输机。图为网友根据已经公开的资料绘制了运-30的电脑效果图。

2014年11月9日,距离中国航展正式开幕仅余两天,近几日航展现场不仅有运-20这一绝对重量级“涉密飞机”亮相并飞行,还有我军新型中型运输机运-9地面展示,在展馆内,更是首次曝光了标有“运30”(Y30)和“新中运”字样的4发涡桨中型运输机的模型。

在运-9已经定型成熟,开始批量装备部队的同时,为什么还会有“新中运”方案的出现?其实,我国大型军用运输机研制成功后,下一步需要考虑的就是我国中型运输机的更新换代问题,毕竟它是我国空军运输机部队的装备主体和出口主力机型,研制先进的中型运输机同样意义重大。

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