摘要:该验证机发动机虽然最大功率稍小于前苏联研制的D-136型自由涡轮式双转子涡轴发动机,但因其体积比D-136要小得多,仍然可继续采用原先的3发动力方案(米-26重型直升机则只能使用双发动力)。而美军功率最大的直升机用涡轴发动机是GE通用电气公司针对CH-53K重型直升机动力需求在2006年开始研发的自由涡轮式单转子涡轴发动机,其型号为T-408。

据美国媒体报道,美国是世界上拥有直升机最多的国家,美军也是世界上拥有直升机装备最多的军队。随着对军用直升机需求的不断变化、以及性能要求的不断提高 ,美国正在进行一系列不同功率量级发动机的预研或研制计划,特别是直升机用重型涡轴发动机的研制计划特别惹人关注。所谓重型直升机,一般是指最大起飞重量超过20吨,最大运输能力超过8吨,最大载客量超过50人的直升机。
在现代发生的重大军事冲突和自然灾害中,重型直升机凭借其无可替代的作用而备受人们青睐。特别是在军事用途方面,它可快速、远程、大批量、成建制的执行中重型装备投送任务,完成各种大中型武器装备的战场定点运输。目前海洋/海岛等紧急作战任务中也已不可或缺。当前拥有重型直升机完全自主研制生产能力的国家只有美国和俄罗斯两国 ,而真正为战场研制的重型直升机只有美国的CH-47(最新型最大起飞重量为24.5吨,最大载荷为12.9吨)纵列双旋翼直升机,CH-53(最新型最大起飞重量为39.9吨,最大载荷为16.3吨)单旋翼带尾桨直升机,V-22(最新型最大起飞重量为27.4吨,最大载荷为9.1吨)倾转旋翼机这三种。
前苏联/俄罗斯研制的米-26虽然是世界上最大的直升机,但并没有在抗弹性,抗坠毁性做特殊优化设计,主要用于民用目的,并不算一款合格的重型军用直升机。目前世界上功率最大的D-136直升机用涡轴发动机由前苏联伊夫琴科设计局(现乌克兰进步设计局)于20世纪70年代开始研制,1982年开始批量生产。公开资料称,米-26重型直升机配套的D-136型自由涡轮式双转子涡轴机,其最大应急功率高达8460千瓦。而美军功率最大的直升机用涡轴发动机是GE通用电气公司针对CH-53K重型直升机动力需求在2006年开始研发的自由涡轮式单转子涡轴发动机,其型号为T-408。
T-408是以GE公司的GE-27先进技术验证机、T-407涡桨发动机为基础发展而来,最大功率达到5600千瓦,明显小于前苏联的D-136涡轴发动机。由于美国现役的重型直升机用涡轴发动机主要由以前的旧型号改进改型而来,其综合性能提升潜力已达到极限,因此美国针对未来的重型直升机,开展了未来经济可承受涡轮发动机(FATE)计划。FATE计划的具体技术指标是:相比2000年的技术水平,把功重比提高85%、油耗降低25%、生产和维护成本降低45%、寿命延长20%,至少要达到6000小时。其中冷端部件寿命要求不低于15000循环;热端部件寿命不低于7500循环;其发动机尺寸能兼容CH-47“支奴干”直升机原3629千瓦的涡轴发动机。
2011年11月,GE公司独家获得FATE计划合同;2012年11月,GE公司通过了FATE验证机的详细设计评审;2015年10月,GE公司已完成FATE项目压气机、燃烧室和涡轮等关键部件的试验。通过广泛使用碳化硅纤维陶瓷基复合材料(CMC)燃烧室,碳化硅纤维陶瓷基复合材料火焰筒等使发动机热端其具备了 “前所未有”的耐高温能力,且整体质量大幅减轻。GE公司已正式获得为期5年的型号研制合同。据称该验证机目前最大功率可达7400千瓦,未来还可提升15%。
该验证机发动机虽然最大功率稍小于前苏联研制的D-136型自由涡轮式双转子涡轴发动机,但因其体积比D-136要小得多,仍然可继续采用原先的3发动力方案(米-26重型直升机则只能使用双发动力)。CH-47“支奴干”直升机未来更换该型号发动机动力后,将一举成为世界上总功率最大的直升机(约22200千瓦)。
由于前苏联的米-26重型直升机的总功率为16920千瓦,因此从发动机性能指标看,其最大载重量超过米-26重型直升机的20吨运输货品完全不在话下。该验证机发动机作为GE通用电气公司史上最先进的涡轴发动机, 还大量使用了增材制造技术以加速建设过程和降低研发成本, 从而为未来近千架美军重型直升机快速换发打下了良好的基础。
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