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不是突破5000千瓦渦軸就萬(wàn)事大吉,還有個(gè)攔路虎需要降服

2020-09-08 00:16 作者:瀚海狼山  | 我要投稿


說(shuō)起先進(jìn)武器,大多數(shù)人的第一印象都是航母、導(dǎo)彈、戰(zhàn)斗機(jī)。其實(shí)新興大國(guó)在這3個(gè)方面都已經(jīng)接近全球一流甚至是領(lǐng)先水平。已經(jīng)可以造出不亞于福特級(jí)的巨型航母;不論是洲際導(dǎo)彈、ASBM還是主力空空導(dǎo)彈。都已經(jīng)是世界領(lǐng)先。而以J20和FC31為代表,在隱身戰(zhàn)斗機(jī)的整體設(shè)計(jì)制造上也已經(jīng)達(dá)到了世界一流。但是對(duì)比超級(jí)大國(guó),甚至對(duì)比美蘇在冷戰(zhàn)高峰年代在直升機(jī)項(xiàng)目上達(dá)到過(guò)的技術(shù)和裝備高度。新興大國(guó)在直升機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上甚至還沒(méi)有超過(guò)美蘇在1960年代末期具備的技術(shù)高度。這么說(shuō)并不代表新興大國(guó)在直升機(jī)上無(wú)所作為。實(shí)際上進(jìn)步已經(jīng)很大,比如直20就已經(jīng)在工藝方面超過(guò)了常年學(xué)習(xí)對(duì)象的黑鷹直升機(jī)。但是前蘇聯(lián)在1957年就首飛了最大起飛重量42.5噸的米6直升機(jī)。而美國(guó)在1973年也首飛了32噸級(jí)的海種馬。

因此瀚海狼山(匈奴狼山)才說(shuō)現(xiàn)在新興大國(guó)的直升機(jī)研發(fā)制造能力還沒(méi)達(dá)到美蘇在1960年代末期,也就是50年前最高水平。提起飛機(jī)制造落后于全球先進(jìn)水平,大多數(shù)人的第一反應(yīng)往往是配套的發(fā)動(dòng)機(jī)不給力。其實(shí)在重型直升機(jī)上,新興大國(guó)的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)趕的并不算差。在渦軸9完美突破后,2000千瓦級(jí)別的幾個(gè)型號(hào)也大多數(shù)已經(jīng)突破。這也是寬體直8和直20可以上批量的根本原因。而現(xiàn)在5000千瓦級(jí)別的大功率渦軸也在即將突破的門(mén)檻上,但卻不是突破了高功率渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)就萬(wàn)事大吉了。還有一個(gè)配套的大型直升機(jī)主減速器是一個(gè)更難克服的攔路虎。其實(shí)很多現(xiàn)代化的發(fā)動(dòng)機(jī)都有減速器,比如汽車(chē)上的變速齒輪箱就是減速器。航母和核潛艇的上的蒸汽輪機(jī)下面也有減速器。船用燃?xì)廨啓C(jī)也需要減速器配套。這是因?yàn)檎羝啓C(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)速都非常高。

而艦船的大軸和螺旋槳卻不需要特別高的轉(zhuǎn)速。相反,大軸和螺旋槳需要更大扭矩來(lái)滑水前進(jìn)。因此就需要通過(guò)一套復(fù)雜高效的齒輪系統(tǒng)。把蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)等原動(dòng)機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)變成扭矩大但是轉(zhuǎn)速低的低速旋轉(zhuǎn)。艦船上由于浮力大,因此減速機(jī)其實(shí)就是齒輪組合系統(tǒng)可以做得體積重量很大,這樣可靠性高,壽命也長(zhǎng)。而在直升機(jī)上,主要是靠旋翼扇動(dòng)空氣平飛上升和前進(jìn),旋翼的末梢需要盡量在音速之下運(yùn)行,這樣才不至于產(chǎn)生激波效應(yīng)產(chǎn)生高噪音高振動(dòng)最終損壞旋翼。而直升機(jī)本身的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)也是高速機(jī),因此在直升機(jī)的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)和旋翼系統(tǒng)之間,就需要主減速機(jī)來(lái)減速和協(xié)調(diào)。而且大多數(shù)直升機(jī)是雙發(fā)動(dòng)機(jī)甚至是三發(fā)動(dòng)機(jī),多發(fā)動(dòng)機(jī)在出力的同時(shí)還必須相互協(xié)調(diào),才不至于相互干擾動(dòng)力輸出拖后腿,這更需要主減速器的協(xié)調(diào)作用。

直升機(jī)的主減速器不能和艦船上一樣做得很大很重。需要盡量的重量輕還要故障少,安全耐用。而渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大,對(duì)配套的主減速器的綜合指標(biāo)要求越高。這就增加了設(shè)計(jì)制造的難度。比如50年前的大功率直升機(jī)主減速機(jī)的壽命要求只有500到600個(gè)飛行小時(shí)。而當(dāng)代的同類(lèi)主減速器要求安全壽命高達(dá)1萬(wàn)小時(shí)以上才能過(guò)關(guān)。整整提高了20倍的要求。目前新興大國(guó)已經(jīng)突破了2000千瓦級(jí)別的主減速器壽命在8000小時(shí)以上。5000千瓦級(jí)別的主減速器安全壽命到1萬(wàn)小時(shí)就是今后攻克的重點(diǎn)!


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