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美国准备启动下一代国家级军用航发技术研究

2016-10-16 11:08| 发布者: funinusa_admin| 查看: 3012| 评论: 0

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摘要: 美国华人网-军事新闻-美国准备启动下一代国家级军用航发技术研究 美国军方与工业界正在开展新一代国家级军用发动机技术发展计划的规划工作,除先进推进技术外还首次纳入了完整的综合能量与热管理 ...

美国华人网-军事新闻-美国准备启动下一代国家级军用航发技术研究


美国军方与工业界正在开展新一代国家级军用发动机技术发展计划的规划工作,除先进推进技术外还首次纳入了完整的综合能量与热管理要素。

该计划称为“支持经济可承受任务能力的先进涡轮技术”(ATTAM)计划,由美国空军研究试验室(AFRL)领导,目标是研发用于一系列下一代高、中、低功率涡轴和战斗机发动机的技术。纳入综合能量与热管理技术的驱动力是为了满足未来发动机支撑更多电力系统、定向能武器、功率更大的传感器等需求,同时提高推进效率和飞行器自身的能量水平。

新计划将继承已经实施十年的“通用经济可承受先进涡轮发动机”(VAATE)计划,其细节在9月中旬举行的政府-工业界涡轮发动机技术论坛后公布。VAATE计划将于2019年结束,而ATTAM计划在2017年启动,二者之间会有2年左右的重叠。

ATTAM计划将对具有广泛基础的研究工作进一步发展,延续了2005年启动的VAATE计划和1987年启动的“综合高性能涡轮发动机技术”(IHPTET)两个国家级推进预研计划所遵循的思路。IHPTET计划首次将政府支持的研究工作集中到涡轮发动机技术上,其目标是将推重比提高一倍。该计划的工作聚焦在可直接应用的发动机性能改善措施上,得到的技术已经融入到F119和F135发动机上。

VAATE计划的内容扩展到涵盖从进气道到排气装置的整个推进系统,还包括了研发可用于一系列军民用发动机类型的多用途技术。与IHPTET计划集中在性能不同,VAATE计划的目标是将经济可承受性提高10倍。在该计划启动时也针对每类发动机专门确定了可度量的技术目标,这样整个项目朝着10倍经济可承受的目标情况也就可以定量测算。对大型涡扇/涡喷发动机,目标包括推重比提高200%,油耗降低25%,发动机研制、采购和寿命期维护成本减少60%。

AFRL表示VAATE计划制定了多个专用的项目目标,很多已经达到,其中一些还将继续延伸到ATTAM计划中,包括航程和耐久性等。ATTAM计划正处于规划阶段,将进一步发展VAATE计划的技术,并加强与热管理和能量生成等模块的综合。目前在“能量优化飞机”(EOA)计划中已经在研发能改善五代和六代战机热/能量管理的技术,其核心是AFRL的“综合飞行器能量技术”(Invent)子计划,采用基于模型的设计方法研发自适应、智能的飞机能量系统。在Invent计划2017年完成之后,将开展后续的“兆瓦战术飞机”(MTA)计划,目标是测试将Invent的技术放大后满足未来战机所需几兆瓦水平电力载荷的能力。

另一个相关的项目是最近启动的“支持下一代能力的综合推进能量与热管理”(INPPAT)计划,将实现一套完整的综合能量与热管理系统的成熟与演示验证,研究能够兼容和接纳部分能量管理技术的发动机技术。AFRL表示在自适应发动机发展过程中仍存在某些难题,比如多轴功率提取的能力。目前已经知道如何制造这种发动机,而INPPAT计划的目标则是如何去实现这些功能。ATTAM计划也试图了解当发动机应用能量与热管理系统时的综合方式。

AFRL同时还准备测试在一台F110发动机上施加可供提取兆瓦级功率的载荷所带来的影响,试验在NASA格林研究中心推进系统试验室的高空试验台进行,以进一步了解发动机在模拟高空条件下的反应。AFRL已经建立了预测用的分析模型,通过试验能够更好的了解模型的精准度。该高空台的PSL-3号舱可模拟21000米高度、马赫数3.0的工作环境,低流量时模拟高度可达到27000米。PSL-4号舱则可模拟马赫数4的速度,并为发动机提供压力1138kpa(165 psia,相当于11个大气压)、流量达172.5kg/s的高温高压来流。 (晏武英)

美国军方与工业界正在开展新一代国家级军用发动机技术发展计划的规划工作,除先进推进技术外还首次纳入了完整的综合能量与热管理要素。

该计划称为“支持经济可承受任务能力的先进涡轮技术”(ATTAM)计划,由美国空军研究试验室(AFRL)领导,目标是研发用于一系列下一代高、中、低功率涡轴和战斗机发动机的技术。纳入综合能量与热管理技术的驱动力是为了满足未来发动机支撑更多电力系统、定向能武器、功率更大的传感器等需求,同时提高推进效率和飞行器自身的能量水平。

新计划将继承已经实施十年的“通用经济可承受先进涡轮发动机”(VAATE)计划,其细节在9月中旬举行的政府-工业界涡轮发动机技术论坛后公布。VAATE计划将于2019年结束,而ATTAM计划在2017年启动,二者之间会有2年左右的重叠。

ATTAM计划将对具有广泛基础的研究工作进一步发展,延续了2005年启动的VAATE计划和1987年启动的“综合高性能涡轮发动机技术”(IHPTET)两个国家级推进预研计划所遵循的思路。IHPTET计划首次将政府支持的研究工作集中到涡轮发动机技术上,其目标是将推重比提高一倍。该计划的工作聚焦在可直接应用的发动机性能改善措施上,得到的技术已经融入到F119和F135发动机上。

VAATE计划的内容扩展到涵盖从进气道到排气装置的整个推进系统,还包括了研发可用于一系列军民用发动机类型的多用途技术。与IHPTET计划集中在性能不同,VAATE计划的目标是将经济可承受性提高10倍。在该计划启动时也针对每类发动机专门确定了可度量的技术目标,这样整个项目朝着10倍经济可承受的目标情况也就可以定量测算。对大型涡扇/涡喷发动机,目标包括推重比提高200%,油耗降低25%,发动机研制、采购和寿命期维护成本减少60%。

AFRL表示VAATE计划制定了多个专用的项目目标,很多已经达到,其中一些还将继续延伸到ATTAM计划中,包括航程和耐久性等。ATTAM计划正处于规划阶段,将进一步发展VAATE计划的技术,并加强与热管理和能量生成等模块的综合。目前在“能量优化飞机”(EOA)计划中已经在研发能改善五代和六代战机热/能量管理的技术,其核心是AFRL的“综合飞行器能量技术”(Invent)子计划,采用基于模型的设计方法研发自适应、智能的飞机能量系统。在Invent计划2017年完成之后,将开展后续的“兆瓦战术飞机”(MTA)计划,目标是测试将Invent的技术放大后满足未来战机所需几兆瓦水平电力载荷的能力。

另一个相关的项目是最近启动的“支持下一代能力的综合推进能量与热管理”(INPPAT)计划,将实现一套完整的综合能量与热管理系统的成熟与演示验证,研究能够兼容和接纳部分能量管理技术的发动机技术。AFRL表示在自适应发动机发展过程中仍存在某些难题,比如多轴功率提取的能力。目前已经知道如何制造这种发动机,而INPPAT计划的目标则是如何去实现这些功能。ATTAM计划也试图了解当发动机应用能量与热管理系统时的综合方式。

AFRL同时还准备测试在一台F110发动机上施加可供提取兆瓦级功率的载荷所带来的影响,试验在NASA格林研究中心推进系统试验室的高空试验台进行,以进一步了解发动机在模拟高空条件下的反应。AFRL已经建立了预测用的分析模型,通过试验能够更好的了解模型的精准度。该高空台的PSL-3号舱可模拟21000米高度、马赫数3.0的工作环境,低流量时模拟高度可达到27000米。PSL-4号舱则可模拟马赫数4的速度,并为发动机提供压力1138kpa(165 psia,相当于11个大气压)、流量达172.5kg/s的高温高压来流。


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