摘要:該驗證機發動機雖然最大功率稍小於前蘇聯研製的D-136型自由渦輪式雙轉子渦軸發動機,但因其體積比D-136要小得多,仍然可繼續採用原先的3發動力方案(米-26重型直升機則只能使用雙發動力)。而美軍功率最大的直升機用渦軸發動機是GE通用電氣公司針對CH-53K重型直升機動力需求在2006年開始研發的自由渦輪式單轉子渦軸發動機,其型號爲T-408。

據美國媒體報道,美國是世界上擁有直升機最多的國家,美軍也是世界上擁有直升機裝備最多的軍隊。隨着對軍用直升機需求的不斷變化、以及性能要求的不斷提高 ,美國正在進行一系列不同功率量級發動機的預研或研製計劃,特別是直升機用重型渦軸發動機的研製計劃特別惹人關注。所謂重型直升機,一般是指最大起飛重量超過20噸,最大運輸能力超過8噸,最大載客量超過50人的直升機。
在現代發生的重大軍事衝突和自然災害中,重型直升機憑藉其無可替代的作用而備受人們青睞。特別是在軍事用途方面,它可快速、遠程、大批量、成建制的執行中重型裝備投送任務,完成各種大中型武器裝備的戰場定點運輸。目前海洋/海島等緊急作戰任務中也已不可或缺。當前擁有重型直升機完全自主研製生產能力的國家只有美國和俄羅斯兩國 ,而真正爲戰場研製的重型直升機只有美國的CH-47(最新型最大起飛重量爲24.5噸,最大載荷爲12.9噸)縱列雙旋翼直升機,CH-53(最新型最大起飛重量爲39.9噸,最大載荷爲16.3噸)單旋翼帶尾槳直升機,V-22(最新型最大起飛重量爲27.4噸,最大載荷爲9.1噸)傾轉旋翼機這三種。
前蘇聯/俄羅斯研製的米-26雖然是世界上最大的直升機,但並沒有在抗彈性,抗墜毀性做特殊優化設計,主要用於民用目的,並不算一款合格的重型軍用直升機。目前世界上功率最大的D-136直升機用渦軸發動機由前蘇聯伊夫琴科設計局(現烏克蘭進步設計局)於20世紀70年代開始研製,1982年開始批量生產。公開資料稱,米-26重型直升機配套的D-136型自由渦輪式雙轉子渦軸機,其最大應急功率高達8460千瓦。而美軍功率最大的直升機用渦軸發動機是GE通用電氣公司針對CH-53K重型直升機動力需求在2006年開始研發的自由渦輪式單轉子渦軸發動機,其型號爲T-408。
T-408是以GE公司的GE-27先進技術驗證機、T-407渦槳發動機爲基礎發展而來,最大功率達到5600千瓦,明顯小於前蘇聯的D-136渦軸發動機。由於美國現役的重型直升機用渦軸發動機主要由以前的舊型號改進改型而來,其綜合性能提升潛力已達到極限,因此美國針對未來的重型直升機,開展了未來經濟可承受渦輪發動機(FATE)計劃。FATE計劃的具體技術指標是:相比2000年的技術水平,把功重比提高85%、油耗降低25%、生產和維護成本降低45%、壽命延長20%,至少要達到6000小時。其中冷端部件壽命要求不低於15000循環;熱端部件壽命不低於7500循環;其發動機尺寸能兼容CH-47“支奴幹”直升機原3629千瓦的渦軸發動機。
2011年11月,GE公司獨家獲得FATE計劃合同;2012年11月,GE公司通過了FATE驗證機的詳細設計評審;2015年10月,GE公司已完成FATE項目壓氣機、燃燒室和渦輪等關鍵部件的試驗。通過廣泛使用碳化硅纖維陶瓷基複合材料(CMC)燃燒室,碳化硅纖維陶瓷基複合材料火焰筒等使發動機熱端其具備了 “前所未有”的耐高溫能力,且整體質量大幅減輕。GE公司已正式獲得爲期5年的型號研製合同。據稱該驗證機目前最大功率可達7400千瓦,未來還可提升15%。
該驗證機發動機雖然最大功率稍小於前蘇聯研製的D-136型自由渦輪式雙轉子渦軸發動機,但因其體積比D-136要小得多,仍然可繼續採用原先的3發動力方案(米-26重型直升機則只能使用雙發動力)。CH-47“支奴幹”直升機未來更換該型號發動機動力後,將一舉成爲世界上總功率最大的直升機(約22200千瓦)。
由於前蘇聯的米-26重型直升機的總功率爲16920千瓦,因此從發動機性能指標看,其最大載重量超過米-26重型直升機的20噸運輸貨品完全不在話下。該驗證機發動機作爲GE通用電氣公司史上最先進的渦軸發動機, 還大量使用了增材製造技術以加速建設過程和降低研發成本, 從而爲未來近千架美軍重型直升機快速換髮打下了良好的基礎。
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