最近,一款名為AR-500B的無人直升機成功首飛,成為媒體關注的焦點。從性能上看,它的最大起飛重量只有500公斤,任務載荷70公斤,在近些年我國研製的無人飛行器中可以說是毫無特色。而從外形上看,它也是貌不驚人,為何AR-500B的成功首飛,會成為一個大新聞呢?
全國產首飛的AR-500B
有人說,是因為AR-500B可以艦載,可以上航母和075兩棲攻擊艦。其實,中國現在能上航母和075的無人飛行器多了,什麼WZ-6B、HK-5000G、以及從奧地利引進的「坎姆考普特」S100等等,甚至包括「利劍」無人機,沒啥稀奇的。AR-500B真正吸引人的地方,是它採用了一款名為「雲雀」的國產重油發動機。
現在能上艦的無人機很多
HK-5000G就可以上航母
對,又是重油發動機,大家也許還記得之前媒體報導過彩虹5採用國產「金鷹」重油發動機,航程從原先的6500公裡提升到10000公裡,續航時間從原先的60個小時翻倍到120個小時,真正實現了「從周一早上一直上班到周五晚上」,比996工作制牛多了。而這個「雲雀」就和彩虹5的「金鷹」重油發動機師出同門,都是安徽航瑞公司一個系列的產品。
彩虹5可能採用的金鷹重油發動機
這次的主角,雲雀重油發動機
說了半天,那到底啥是「重油發動機」呢?一般的航空發動機,燒的是航空煤油,或者是汽油,而「重油發動機」,顧名思義,燒的是重油。對了,遼寧艦和山東艦兩艘航母也燒重油(當然,兩者不是一回事)。AR-500B原先使用進口的ROTAX914發動機,燒的就是航空汽油。大家都知道,汽油極易燃燒爆炸,在航母和兩棲攻擊艦上使用非常危險,當初遼寧艦就特意將燒汽油的手持滅火鼓風機,換成了燒柴油的,而現在AR-500B換「雲雀」重油發動機,也是出於同樣的原因。從這一點上說,未來我國所有的艦載無人機,都要使用重油發動機,這一領域看來大有可為。
航母上出於安全原因,不燒汽油
更重要的是,和彩虹5一樣,重油發動機能夠給AR-500B帶來幾乎翻倍的航程和續航時間,達到200千米以上和4個小時,要知道,這只是一個半噸重的「小不點」。玩過「大疆」的人,就知道飛4個小時是什麼概念,那真是「做夢都想擁有,得不掉就毀到」。
如果有能飛4個小時的大疆,做夢都想得到
那麼,這是怎樣辦到的呢?難道說秘密就在重油裡?並不是,相反,是重油的「副作用」逼迫發動機做了技術革新。所謂重油,它有一個特點,那就是「黏」,流動性低,霧化燃燒不容易,所以「雲雀」需要將燃料通過噴嘴,噴成顆粒度非常細的油霧,才能與空氣充分混合,達到良好的燃燒效果。而這一霧化混合,反而提高了對重油的利用效率,通俗來說,就是發動機更省油了。
航瑞的雲雀重油航空發動機
值得一提的是,重油發動機這個關鍵的噴嘴,來源於汽車的電控燃油噴射系統,它的調節範圍大,控制自由度和靈活度均高於機械噴射。這也是安徽「瑞」字頭企業的傳統優勢了,畢竟奇瑞的汽車發動機在國內是首屈一指的,算是我國汽車工業反哺航空工業吧。不過,現在國外重油發動機已經發展到空氣輔助噴射技術、一體化噴嘴,甚至是利用噴墨印表機技術來控制噴流、以及新型燃燒室,相信這個「絕活」中國的航空發動機企業也有。
讓你陷入困境的,往往是跨行降維打擊
而「雲雀」重油發動機提高AR-500B航程和續航時間的辦法,除了噴嘴之外,還有一個大招,那就是採用了對置四缸、四衝程和渦輪增壓設計。一般來說,像這種小型航空發動機,都是二衝程的,它結構簡單、重量輕,畢竟用它的航空器也很小,不能讓發動機就佔了重量的大頭。
二衝程發動機的油耗較大
可是二衝程發動機有個缺點,那就是油耗高,潤滑油消耗量也大,經濟性差。另外由於缸數和冷卻的限制,很難進一步提高功率很難,特別是很難進行廢氣渦輪增壓,這直接影響了航空器造高海拔地區的使用。而「雲雀」的四缸、四衝程和渦輪增壓設計,特別是採用了一種高壓比增壓器,恰好解決了這個問題,增加了航空器的速度、載重和升限。
四衝程發動機也有缺點
不過,對置四缸、四衝程和渦輪增壓設計也不全是優點,由於結構複雜,增重是必然的。從航瑞公司官方的資料介紹來看,「雲雀」發動機的乾重只有98公斤,這可謂是非常低了,說明他們確實是有絕活。至於輕量化航空重油發動機的可靠性,就要看後面在AR-500B上長期試驗的結果了。
成熟性還需要時間的檢驗
說到這裡,有人可能覺得,無論AR-500B,還是「雲雀」,都只是「小玩意」,遠沒有上次讓彩虹5航程和續航時間翻倍的重油發動機給力,吸引眼球。說的沒錯,可是你要看到,航瑞公司的重油發動機是一個系列,從7hp的「蜂鳥」、13hp的「黃鶯」到150hp的「雲雀」,808hp的「金鷹」,應有盡有,能夠完全對應上中國幾乎所有的無人機。
能用在彩虹5上,就能用在其他無人機上
這些年,中國無人機技術發展迅猛,「翼龍」、「彩虹」在國際市場上將美國的「捕食者」、「死神」殺得是七零八落,但中國無人機在航程、載重和續航時間上與美制無人機確實存在一定的差距,而「雲雀」、「金鷹」重油發動機的出現,正是在補足這方面的欠缺,甚至還有所超過,試問裝備中國無人機換裝「雲雀」、「金鷹」之後,再次徵戰國際市場,誰還能是它們的對手呢?
靜待它王者歸來