察打一體無人機屬于無人機的一種，既可以偵察也可以展開攻擊，或者說先執(zhí)行偵察任務(wù)，待發(fā)現(xiàn)目標(biāo)以后就用機載武器發(fā)動攻擊。無人機雖然越來越普及，但軍用無人機，尤其是長航時察打一體無人機，只有少數(shù)幾個國家能夠研制，我國就是其中之一。
我國的察打一體無人機研制歷程始于2005年成都飛機設(shè)計研究所研制成功的中國首款察打一體化無人機“翼龍”，研制起點很高，發(fā)展也很快，一直緊跟世界步伐，之后又生產(chǎn)了著名的彩虹系列，彩虹-3、彩虹-4等型號的察打一體無人機?，F(xiàn)在我國研制出的產(chǎn)品不光裝備我軍，還廣泛出口巴基斯坦、阿聯(lián)酋、沙特和伊拉克等國。其中，彩虹-4和“翼龍”無人機被沙特和伊拉克軍隊在反恐作戰(zhàn)中大量使用，經(jīng)受住了實戰(zhàn)檢驗，證明了我國在察打一體無人機領(lǐng)域的研制實力。
中國第一款長航時察打無人機：翼龍
※研制歷程
翼龍無人機是我國第一款或者說是第一款研制成功的具有中空、長航能力的集偵察打擊于一體的無人機系統(tǒng)。2005年，成都飛機設(shè)計研究所開始有研制一款具備較高技術(shù)水平的無人機這樣的目標(biāo)。當(dāng)時國內(nèi)在無人機實用化研制方面還并不多，因此進行了一些軍方和市場調(diào)研，最終決定將無人機定位為中型、中空、長航時，既能執(zhí)行偵察任務(wù)，又能掛載武器具備打擊功能。2007年就研制出第一架原型機，并在2007年10月完成了首飛，于2008年完成性能/任務(wù)載荷飛行試驗?，F(xiàn)在的翼龍無人機模型，實際上是最新型號，也是最終定型的樣子，與之前飛機相比做了一些改進，外觀上能看到的改進主要是在后機身部分做了一些減阻設(shè)計，使其在性能方面更為完善，外觀上看起來更漂亮。
※性能特點
從外觀上看，翼龍和美國的“捕食者”A型無人機有些相似，但實際上機身內(nèi)部的結(jié)構(gòu)包括強度設(shè)計完全不一樣。這種盔式截面形機頭、水滴式細長機身、大展弦比機翼和“V”形尾翼等氣動布局在中空、長航時無人機領(lǐng)域其實是很普通的，屬于傳統(tǒng)亞音速飛機的典型機身布局，像翼龍無人機采用的平直中單翼，在中低速飛行狀態(tài)下有著極佳的氣動效率，超長的翼展也增加了機翼面積，提高了飛機的升力，能保證該機在100多千米/小時速度段的巡航飛行是最經(jīng)濟的，這樣才能保證其續(xù)航時間。而且外觀上如果仔細對比的話，就會發(fā)現(xiàn)二者的機翼很不一樣，雖然都屬于大展弦比平直機翼，但翼形卻不相同，“捕食者”的機翼更長一些，翼展也更大。
發(fā)動機方面，翼龍無人機采用的是奧地利的ROTAX航空發(fā)動機，該發(fā)動機是一款非常成熟的產(chǎn)品，全世界超過90%的超輕型飛機和無人機都選用該公司的發(fā)動機。發(fā)動機安裝在機身尾部，這樣可以避免發(fā)動機產(chǎn)生的震動和排出的尾氣對光電偵察設(shè)備產(chǎn)生影響。
翼龍無人機長約9米，翼展14米，最大飛行高度5000米，巡航速度160千米/小時，最大飛行速度280千米/小時，可連續(xù)飛行20小時，航程近4000千米，可執(zhí)行偵察、打擊等多種作戰(zhàn)任務(wù)。翼龍無人機的尾翼采用的是上反式“V”型結(jié)構(gòu)，V型尾翼布局結(jié)構(gòu)相對于平尾加垂尾的常規(guī)布局而言，可以用較少的部件同時實現(xiàn)平尾和垂尾的作用，可以有效減小飛機的結(jié)構(gòu)重量和飛行阻力。而且V型尾翼還能有效地降低雷達反射面積，具有一定的隱身特性。采用上反式“V”形尾翼結(jié)構(gòu)，可以盡量減少尾翼可能發(fā)生的擦碰幾率，減少維護工作量，縮短無人機的再次出動時間，提高其執(zhí)勤率。
從模型上能看到，翼龍無人機的頭部明顯隆起一個鼓包，這個鼓包其實是一個透波的整流罩，里面用來安裝衛(wèi)星通訊天線，整流罩可以掀開，以便維護天線。里面安裝的衛(wèi)通天線其實就是一個“鍋”狀的天線，而且這個“鍋”狀天線要隨時擺動以便時刻對準(zhǔn)天上的衛(wèi)星，所以要滿足天線的尺寸和轉(zhuǎn)動空間要求，機頭才必須設(shè)計成鼓包狀。世界上幾乎所有遠程的無人機上都裝有這種天線，以便通過衛(wèi)星中繼來與地面站取得聯(lián)系，這樣無人機的航程才能達到上千千米，否則受地球曲率影響，無人機的控制半徑就只有一兩百千米。
翼龍無人機的起落架系統(tǒng)采用的是和戰(zhàn)斗機一樣的前三點式起落架結(jié)構(gòu)，前起和主起在起飛后均可收進機腹，前起落架更是帶有液壓緩沖裝置，可以消耗和吸收無人機著陸時的撞擊和顛簸能量，以減小可能對機載偵察設(shè)備，尤其是精密光學(xué)傳感器造成的損傷。目前的偵察設(shè)備主要是機頭下部的球形光電傳感器，該光電球可以360度旋轉(zhuǎn)，具備晝/夜光電偵察、電視攝像、激光測距、激光定位和指示打擊等功能。該機可以長時間在目標(biāo)區(qū)域上空巡邏，而且在執(zhí)行偵察任務(wù)時，還可以選擇點目標(biāo)偵察和區(qū)域偵察等多種偵察模式進行，無人機會根據(jù)偵察模式自主飛行掃描，并將拍攝到的圖像和照片通過數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳回地面站供情報人員分析，并同時傳送給上一級的戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)中心，供指揮人員決策。
※應(yīng)用情況
目前翼龍是軍民兩用，并且已獲出口訂單。翼龍無人機在設(shè)計上側(cè)重于軍用，并不是專為外貿(mào)設(shè)計的，而是國內(nèi)外都用，只是國內(nèi)和國外使用的型號可能不同。翼龍的技術(shù)指標(biāo)和使用視頻一經(jīng)展出就引起了轟動，有國外媒體在評價翼龍無人機時認為，該機在性能上不會完全等同于美軍的“捕食者”無人機，兩者之間不存在代差，翼龍無人機的性能或許將不亞于美軍的“捕食者”，但價格卻遠比對方低得多。目前，翼龍無人機已經(jīng)實現(xiàn)了批量出口交付。
除去軍事用途，翼龍在民事和科學(xué)研究領(lǐng)域也是大有用途的，這主要是該機是基于軍事用途設(shè)計的，因此從基本性能角度來講，比民用的無人機更好，起碼載荷和續(xù)航時間就比一般的民用無人機大很多，這樣就可以搭載更多的設(shè)備執(zhí)行如災(zāi)情監(jiān)視、輯毒走私、環(huán)境保護、大氣研究，以及地質(zhì)勘探、氣象觀測、大地測量、農(nóng)藥噴灑和森林防火等。此外，翼龍無人機在邊境地區(qū)巡邏和反恐領(lǐng)域也將會有用武之地。
多用中空長航時無人機：彩虹-4
※研制歷程
中國航天空氣動力研究院將其研制的彩虹系列無人機從多用途偵察的彩虹-1、彩虹-2、彩虹-91及彩虹-92到察打一體的彩虹-3、彩虹-4等。這其中，彩虹-4無人機的關(guān)注度最高，因為該機是彩虹無人機家族中最大的一款，該機采用正常式氣動布局，大展弦比中單翼、V形尾翼結(jié)構(gòu)，機翼帶有襟翼和副翼，機長10米左右，高3米多，翼展18米，最大起飛重量超過2噸，該機全副武裝，機身掛架上滿掛著反坦克導(dǎo)彈和精確制導(dǎo)炸彈，氣勢逼人。
十一院具有豐富的無人機研制經(jīng)驗，自1999年開始從事無人機研制工作，堅持走自主創(chuàng)新、自主研發(fā)的道路，2004年，在沒有任何外援和經(jīng)驗借鑒的情況下，自主設(shè)計研制出第一架具有自主知識產(chǎn)權(quán)，具備全自主飛行能力的“彩虹-1”無人機。此后，乘勝追擊，“彩虹-1”批量生產(chǎn)、“彩虹-2”研制成功，隨后，順應(yīng)國際發(fā)展潮流研制出一型多用中空長航時“彩虹-4”無人機系統(tǒng)，豐富了彩虹無人機產(chǎn)品型譜。
2016年5月中旬，十一院彩虹無人機試驗團隊在北京及西部某試驗基地，先后聯(lián)合完成了兩個架次的“彩虹-4”無人機衛(wèi)通靶試試驗，試驗圓滿成功。實現(xiàn)了從多年前超視距傳輸偵察信息向?qū)Φ卮驌艨刂频目缭剑行嵘?ldquo;彩虹-4”察打一體無人機武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能，能在千里之外遙控偵察與實施導(dǎo)彈攻擊，同時高清光電載荷使得目標(biāo)定位和打擊精度大幅提高。此次試驗中，首架次“彩虹-4”無人機系統(tǒng)搭載現(xiàn)有光電偵察載荷和AR-1導(dǎo)彈，首次進行衛(wèi)通靶試試驗。試驗中視距地面站控制無人機的起飛和降落，衛(wèi)通地面站則在1000公里外通過衛(wèi)星中繼數(shù)據(jù)鏈控制無人機進行武器靶試試驗，真正實現(xiàn)了“彩虹-4”無人機系統(tǒng)超視距測控與信息傳輸。第二架次試驗“彩虹-4”搭載新一代光電偵察載荷和AR-1導(dǎo)彈，測試高清光電偵察載荷性能及與現(xiàn)有武器系統(tǒng)的兼容配合情況。試驗表明，新一代高清光電載荷在各個方面都具有較大的性能提升。
2018年1月，國產(chǎn)“彩虹-4”無人機完成多型彈藥實彈打靶試驗，試驗歷時6天并取得圓滿成功。
※性能特點
“彩虹-4”無人機測控與信息傳輸系統(tǒng)采用C/UHF雙波段視距數(shù)據(jù)鏈進行無人機遙控、遙測、跟蹤定位和偵察信息的實時傳輸。受無線電視距的限制，視距數(shù)據(jù)鏈最大通信距離為250公里。發(fā)動機方面，目前裝的是活塞式發(fā)動機，奧地利的ROTAX發(fā)動機，很多無人機和輕型飛機都用的這種發(fā)動機。彩虹-4無人機雖然比較大，翼展也很長，但這款飛機并不強調(diào)飛行速度，最大飛行速度不超過300千米/小時，活塞式發(fā)動機就足以滿足動力要求。
氣動布局采用長航時無人機主流設(shè)計，主要是通過采用高升阻比的氣動設(shè)計，大尺寸機翼等設(shè)計來提高其滯空時間；發(fā)動機后置、機載設(shè)備前置有利于平衡飛機的重心，還能避免發(fā)動機尾氣對光電設(shè)備的影響；上反式V型尾翼布局結(jié)構(gòu)相對于平尾加垂尾的常規(guī)布局而言，可以用較少的部件同時實現(xiàn)平尾和垂尾的作用，可以有效減小飛機的結(jié)構(gòu)重量和飛行阻力，而且V型尾翼還能有效地降低雷達反射面積，具有一定的隱身特性。
標(biāo)準(zhǔn)掛載下的有效航程在3500千米左右，就是在裝載必要的偵察設(shè)備和4枚彈藥情況下的航程是3500千米。如果僅僅執(zhí)行偵察任務(wù)，不掛載彈藥的話，航程還可以增加。該機的滯空時間超過40小時，可以連續(xù)飛行兩天兩夜執(zhí)行遠程偵察或打擊任務(wù)。操作系統(tǒng)方面，與其他大、中型無人機一樣，都是通過固定地面站來對飛機進行控制和操縱的，一座地面站可以控制多架無人機執(zhí)行任務(wù)。地面站有固定式和移動式兩種，固定式就是將設(shè)備和天線安裝在無人機基地內(nèi)，控制本機場內(nèi)的無人機起飛、降落以及任務(wù)執(zhí)行等，也可以通過衛(wèi)星進行遠程控制。移動式是將操控臺和衛(wèi)通天線、數(shù)據(jù)鏈天線等設(shè)備集成到一個移動方艙上，移動方艙大小和一個集裝箱差不多大，可以用車輛或飛機運輸，方便前沿部署。
主要偵察設(shè)備是機頭下部的球形光電傳感器，該光電球可以360度旋轉(zhuǎn)，具備晝/夜光電偵察、電視攝像、激光測距、激光定位和指示打擊等功能。而且由于該機的續(xù)航時間高達40個小時，因而可以執(zhí)行長時間的巡邏和監(jiān)視任務(wù)。無人機會根據(jù)偵察模式拍攝照片或視頻，并將拍攝到信息通過數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)傳回地面站供情報人員分析。
中國最大最重的軍用察打一體無人機：彩虹-5
※研發(fā)歷程
彩虹系列無人機系由中國航天科技集團公司下屬的航天空氣動力技術(shù)研究院（十一院）研發(fā)，開始的彩虹-1和彩虹-2型無人機體量和尺寸相對較小，隨著技術(shù)發(fā)展，彩虹系列無人機越來越朝向大型化發(fā)展，2015年末在深圳“尖兵之翼”無人機大會上展出的彩虹-5無人機尺寸和起飛重量更大，外媒更將其稱為“中國最大最重的軍用察打一體無人機”。該機已于2015年8月在中國西北部某機場成功完成首飛。
※性能特征
掛載力強。彩虹-5翼下設(shè)有6個掛點，一次可掛載16枚不同類型的空地導(dǎo)彈，最大載荷達1噸，比彩虹-4的載重能力提高了2.5倍。彩虹－5的機身的體量是彩虹-4的兩倍，比彩虹-4的設(shè)備艙空間增加了很多，可掛載體積和重量更大的任務(wù)載荷。如中型多功能對海雷達和電子戰(zhàn)設(shè)備以及各種復(fù)雜的精確制導(dǎo)武器等，這必將使彩虹-5的作戰(zhàn)效能大大提升。
升阻比高。彩虹-5用復(fù)合材料制成，翼展達21米。它延續(xù)了彩虹-4的成熟氣動布局，但采用了更大展弦比和升阻比的翼型，并采用襟翼增升技術(shù)，使其起飛升力提高了30%。彩虹-5無外掛設(shè)備時的升阻比達到25以上，比性能先進的波音737還要高出40%。這就大大縮短了彩虹-5的起飛距離，降低了起飛速度，提高了無人機的經(jīng)濟性。
航時超長。目前，彩虹-5采用航空汽油活塞發(fā)動機，具有優(yōu)良的油耗率，可連續(xù)飛行數(shù)十個小時，遠遠高出彩虹-4的十幾小時，也遠超美國先進的同類無人機“捕食者”B。未來改進型彩虹-5續(xù)航能力將更長，到2017年年底，彩虹-5無人機可望換裝國產(chǎn)重油發(fā)動機。重油燃值高、不易揮發(fā)、價格便宜，但燃燒劇烈，對發(fā)動機設(shè)計和零部件精密制造技術(shù)要求高。國外已開始推廣使用重油發(fā)動機。一旦彩虹－5采用重油發(fā)動機，不僅可打破西方國家對重油發(fā)動機技術(shù)的壟斷，而且可使彩虹-5的航時達到“捕食者”B的兩倍。“彩虹-5”能連續(xù)飛行40小時，改進型的續(xù)航能力甚至達120小時，意味著它的最大飛行距離將超過1萬公里。這點在執(zhí)行遠程對地打擊時尤其重要。“彩虹-5”能直撲3000公里外的目標(biāo)，并在目標(biāo)區(qū)停留足夠時間(10-20小時)。“彩虹-5”未來還可改裝為小型低成本預(yù)警機，它能執(zhí)行諸如聯(lián)合對地監(jiān)視、指揮控制、電子信息偵察與對抗、戰(zhàn)場綜合態(tài)勢感知等任務(wù)。對于中小國家而言，這意味著能用低成本獲得強大的綜合態(tài)勢感知能力，極大提高國家的戰(zhàn)爭潛力。
武器能力提升。彩虹-4擁有4個掛架，可以掛載4枚小型空地精確制導(dǎo)武器，主要是FT-5激光制導(dǎo)炸彈和AR-1小型空地導(dǎo)彈，通過安裝復(fù)合掛架，彩虹-4可以超量掛載6枚機載武器，但這需要以大幅度犧牲航程為代價。而彩虹-6的武器能力則大大提升，900千克的有效載荷，可以使其輕松使用復(fù)合掛架，在4個掛點掛載8～10枚AR-1空地導(dǎo)彈，或FT-5型100千克級精確制導(dǎo)炸彈，以及更新的FT-7炸彈。而彩虹-5的傳感器系統(tǒng)經(jīng)過此前的使用和調(diào)整升級，其激光目標(biāo)指示、激光測距和光電偵察定位功能更為精確和完善，這也會在一定程度上提升目標(biāo)打擊精度。其可以精確偵察定位80千米范圍半徑內(nèi)的各種類型目標(biāo)。同時可以看到，彩虹-5并沒有因為載荷大幅增加而打算使用更重的炸彈，追求低附加損傷和精確打擊，才是這型察打一體無人機的首要目標(biāo)。此外，彩虹-5的偵察系統(tǒng)也有一定升級，據(jù)設(shè)計人員介紹，它攜帶能穿透墻壁的雷達，以便追蹤建筑物內(nèi)的目標(biāo)。
※出口前景
在公布彩虹-5無人機的同時，中國航天科技集團也透露了一些彩虹系列無人機的外貿(mào)信息，石文總設(shè)計師表示，目前該公司已經(jīng)出售了若干架彩虹-3型無人機給幾個國家的用戶。同時，該院也正在計劃向國際市場推出彩虹-5的出口型，執(zhí)行對地攻擊、偵察和運輸任務(wù)。出口型彩虹-5的性能相比自用型略有下降，有效載荷約為480千克，但對于不少外國用戶而言，彩虹-5具有良好的技戰(zhàn)術(shù)性能和性價比，外貿(mào)前景十分廣闊。
云影察打一體無人機
※研制歷程
云影由中航工業(yè)成飛研制，在實現(xiàn)有人戰(zhàn)機跨越式發(fā)展的同時，大力推進新型無人機的研制，成果豐碩，云影就是其中的佼佼者。其實云影最早是基于我們國家軍方立項的某型無人機而研發(fā)的，而自用型主要是開發(fā)了偵察功能，即作為偵察平臺使用，隨后又在偵察型的基礎(chǔ)上，進一步開發(fā)出了察打一體功能，用于外貿(mào)出口。經(jīng)過中央相關(guān)部門的審核批準(zhǔn)，在2016年10月拿到了出口許可。目前這個無人機有一半的功能比如偵察功能，在國內(nèi)已經(jīng)服役使用了，而另一半的功能即察打一體功能還在做測試。技術(shù)完成度已經(jīng)達到了80%，還有很多后續(xù)工作是需要通過跟用戶談判，根據(jù)其所需要的具體配置，來進行相應(yīng)的裝配、試驗和生產(chǎn)。
※性能特征
云影是一款新的高空高速無人機，它主要是用來對中等烈度對抗條件下的目標(biāo)實行精確打擊。從設(shè)計上來看，云影無人機機長9.05米，翼展17.8米。具有優(yōu)異的氣動特性，采用小后掠角大展弦比下單翼，V型尾翼、背負式S彎進氣道。別的無人機，主要是在有全部的戰(zhàn)場制空權(quán)的情況下使用的，而這款飛機可以直接進入戰(zhàn)區(qū)，尤其是像對付敘利亞ISIS伊斯蘭國這樣的武裝力量，他們有大規(guī)模的地面部隊，有一定的防空力量，但并不很強，那么這款飛機就可以對它實施遠距離、或者對目標(biāo)進行臨空轟炸等。這款飛機既有遠距離偵察型，還有遠距離察打型，它們可以組隊作戰(zhàn)，形成空中協(xié)同作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)。
總結(jié)起來，云影與翼龍和彩虹等無人機的區(qū)別，主要就是三點，第一，高空高速；第二，參加中等烈度戰(zhàn)爭；第三，既能偵察也能察打一體。而翼龍主要設(shè)計點是中高空長航時和察打一體均衡的性能；彩虹-5更不一樣，它采用活塞式螺旋槳發(fā)動機，沒有追求高空飛行性能，更追求中空長航時性能，把長航時這個設(shè)計點做到極致；如果具體比參數(shù)，云影的機長跟翼龍相當(dāng)，都是9米出頭，翼展要比翼龍長3米，但它飛行速度超過600千米，超過翼龍I一倍還多（280千米/小時）。它外形雖然乍一看跟翼龍和彩虹-5有點像，但其實設(shè)計點完全不一樣，是完全不同的無人機。
云影是針對中等烈度戰(zhàn)爭環(huán)境而研發(fā)的，所謂中等烈度戰(zhàn)爭環(huán)境，就是指在這種作戰(zhàn)環(huán)境下，敵方?jīng)]有中遠程的大型防空導(dǎo)彈武器，而有中近程的車載式、肩扛式防空導(dǎo)彈，可以打10千米左右高度。在這種情況下云影可以大展身手。之所以強調(diào)這點，是因為這是云影目前獨有的一個特點，國內(nèi)其他一些無人機，主要是在低烈度戰(zhàn)爭條件下作戰(zhàn)，也就是說我方掌握完全的制空權(quán)，敵人基本沒有防空武器，在這種情況下才能很好的使用。
云影的招牌是高空高速，鑒于目前服役的無人機中還沒有超聲速飛機，因此高速就是指高亞聲速，而高空，則是指云影能夠飛到14到15千米高度，速度能夠達到600千米/小時以上（最大速度620千米/小時）。它之所以具備這一能力，與其采用了渦噴發(fā)動機作為動力系統(tǒng)是有直接關(guān)系的，渦噴發(fā)動機推力大，使用高度高于渦槳和活塞式發(fā)動機，它能夠讓云影飛得更快、更高。
云影察打一體型具有很強的攻擊力，它的機翼下左右各有2個掛點（共4個），可以選用復(fù)合掛架，最多可懸掛6枚武器，最大載彈量可達400千克?？梢詳y帶100千克/50千克的各種導(dǎo)彈/炸彈。可以掛載的各種武器彈藥包括：FT-7精確制導(dǎo)炸彈、“藍箭”-21空地導(dǎo)彈、YJ-9E小型多功能導(dǎo)彈、GB4型100千克激光制導(dǎo)炸彈、CS/BBM3型50千克衛(wèi)星制導(dǎo)炸彈、CS/BBM2型100千克滑翔衛(wèi)星制導(dǎo)炸彈、LS-6/50NLS制導(dǎo)炸彈、AM-300M小型多用途空地導(dǎo)彈、LS-6/100NLS制導(dǎo)炸彈等，最大射程從20千米到40千米不等。
※出口前景
云影這款飛機定位的客戶，就是有潛在對抗性沖突的，比如邊界沖突等的國家，云影無人機能飛到十幾千米的高度，去偵察敵方的軍事設(shè)施，它的任務(wù)半徑400千米，意味著沿邊界地區(qū)400千米范圍內(nèi)，都在云影的偵察控制范圍內(nèi)，第二，云影可以應(yīng)用于精確對地打擊和定點清除任務(wù)，比如說在較遠距離外發(fā)現(xiàn)一群恐怖分子活動的蹤跡，這樣以來就可以使用云影掛載無人機彈藥對其進行打擊。亞洲、非洲、拉丁美洲甚至于部分歐洲國家，都有可能成為我們的潛在目標(biāo)客戶。出口前景廣闊。
航空發(fā)動機發(fā)展史
航空發(fā)動機是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機械，為航空器提供飛行所需動力。作為飛機的心臟，被譽為“工業(yè)之花”，它直接影響飛機的性能、可靠性及經(jīng)濟性，是一個國家科技、工業(yè)和國防實力的重要體現(xiàn)。航空發(fā)動機主要有三種類型：活塞式航空發(fā)動機，燃氣渦輪發(fā)動機，沖壓發(fā)動機。
我國航空發(fā)動機的研制始于上世紀(jì)六十年代，大致經(jīng)歷了三個階段，第一階段是60年代至80年代中期，這一階段主要特征是引進國外發(fā)動機仿制結(jié)合自主研發(fā)，其中代表型號是渦噴-6和渦扇-9。渦噴-6是在蘇制Pд-9Б噴氣發(fā)動機基礎(chǔ)上仿制而形成的第一個發(fā)動機系列型號，渦扇-9是西安航空發(fā)動機公司根據(jù)從英國羅爾斯·羅伊斯公司引進的斯貝MK202發(fā)動機試制而成的，代號為WS-9。第二階段是80年代中期至90年代末期，這一階段以自主研發(fā)為主，代表型號有渦噴14型發(fā)動機和渦扇-10系列發(fā)動機。渦噴14又稱“昆侖”發(fā)動機，是我國自行研制的第一臺具有全部知識產(chǎn)權(quán)的中等推力級加力渦輪噴氣發(fā)動機。渦扇-10系列發(fā)動機簡稱WS-10，代號“太行”，是由中國航空研究院606所研制的國產(chǎn)第三代大型軍用航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，也是中國第一臺大推力渦輪風(fēng)扇發(fā)動機。第三階段是2000年初至今，經(jīng)過近50年的發(fā)展，已經(jīng)建立了相對完整的發(fā)動機研制生產(chǎn)體系，具備了渦槳、渦噴、渦扇、渦軸等各類發(fā)動機的系列研制生產(chǎn)能力，并向世界先進水平邁進。
中國第一款同類渦噴發(fā)動機：渦噴6型發(fā)動機
※研制歷程
渦噴-6系列發(fā)動機是中國生產(chǎn)的第一個軸流式單轉(zhuǎn)子帶加力燃燒室的渦輪噴氣發(fā)動機，于1966年5月正式被命名為“渦噴6型發(fā)動機”。渦噴-6（WP-6）航空發(fā)動機正是以前蘇聯(lián)米格-19飛機的動力裝置為原樣機發(fā)展形成的，蘇聯(lián)只提供技術(shù)資料，完全由中方試制。
1958年，黎明發(fā)動機制造公司（410廠）根據(jù)前蘇聯(lián)提供的愛爾德-9Б（Pд-9Б）技術(shù)資料開始試制渦噴-6發(fā)動機。1959年3月，國家鑒定委員會鑒定驗收、批準(zhǔn)投產(chǎn)，但到1961年10月才通過了全壽命（即100小時）試車考核，此后方開始實際批生產(chǎn)。經(jīng)過多年改進，1965年底批準(zhǔn)第一次返修壽命延長到200小時，然而由于對原設(shè)計的薄弱環(huán)節(jié)沒有細致分析，僅3年時間，渦噴-6發(fā)動機的渦輪盤和火焰筒在使用中就出現(xiàn)重大事故，迫使把使用壽命又縮回到100小時。1970年沈陽航空發(fā)動機廠又組織力量為渦噴-6發(fā)動機延壽，于1972年將渦噴-6發(fā)動機的首翻期提高到200小時。同時成都發(fā)動機公司也開始試制該機并于1964年至1982年間進行了大量改進。1977年，渦噴-6型發(fā)動機實現(xiàn)了在殲-6和強-5飛機上通用的目標(biāo)。
※主要改型
渦噴-6系列主要有渦噴-6甲和渦噴-6乙這兩個改型。渦噴-6甲系黎明發(fā)動機制造公司為滿足強-5飛機的需要改型研制的，從1964年到1983年，經(jīng)過四個批次的改進，性能有較大提高。而渦噴-乙系成都發(fā)動機制造公司為滿足殲-12的需要改型研制的，推力成功提高了800公斤，但后因殲-12下馬而停止研制。直至1984年，沈陽航空發(fā)動機廠首次將中國獨創(chuàng)的沙丘駐渦火焰穩(wěn)定器（北航高歌發(fā)明）成功應(yīng)用于渦噴-6的改進型，徹底解決了Pд-9Б所固有的振蕩燃燒現(xiàn)象，提高了渦噴-6的改進型的性能。
通過持續(xù)的改進改型，渦噴-6系列發(fā)動機終于接近了二代機的水平，成為產(chǎn)量最大的國產(chǎn)航空發(fā)動機。主要用于殲-6系列和強-5系列國產(chǎn)戰(zhàn)機，目前仍有相當(dāng)數(shù)量在役。
斯貝MK202國產(chǎn)型：渦扇9
70年代以來，西方的第三代戰(zhàn)斗機紛紛采用先進的渦扇發(fā)動機。渦扇較之渦噴發(fā)動機具有推力大，噪聲小，油耗低等優(yōu)點。在這種壓力之下，1971年12月，國家領(lǐng)導(dǎo)人徹夜召開航空產(chǎn)品質(zhì)量座談會，當(dāng)場同意從英國羅爾斯·羅伊斯公司引進一批民用斯貝發(fā)動機以研制我國的渦扇發(fā)動機，這就是渦扇-9的起源。
西安航空發(fā)動機公司根據(jù)1975年12月13日中國技術(shù)進口總公司與英國羅爾斯·羅伊斯公司簽訂的斯貝MK202發(fā)動機專利許可權(quán)和生產(chǎn)合同開始研發(fā)渦扇-9雙轉(zhuǎn)子加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，代號為WS-9。1976年3月，西安發(fā)動機廠開始全面試制，1979年7月25日，第一臺使用英國毛料制造的零組件并用羅爾斯·羅伊斯公司的外購件和附件的渦扇-9發(fā)動完成裝配。1979年下半年，分兩批裝出了4臺發(fā)動機，同年11月13日，由中英雙方共同完成了150小時持久試車考核。1980年2月至5月，中國制造的兩臺渦扇-9發(fā)動機和兩套部件又在英國完成了高空模擬試車，零下40攝氏度條件下起動試車，以及5大部件的循環(huán)疲勞強度試驗，結(jié)果都符合技術(shù)要求。1980年5月30日，中英雙方代表簽署了中國渦扇-9發(fā)動機考核成功的文件。按計劃，當(dāng)時應(yīng)該接著進行國產(chǎn)毛料試制，但由于當(dāng)時國民經(jīng)濟調(diào)整，使渦扇-9國產(chǎn)化進度拖后，1983年才取得初步進展。壓縮機葉片的鑄造技術(shù)到1988年才得以突破。90年代初期，隨著飛豹研制工作的展開，渦扇-9的全面國產(chǎn)化工作也提到議事日程上來，95年11月，部分國產(chǎn)化的渦扇-9通過150小時試車，此時渦扇-9的國產(chǎn)化率已達到70%，仍有部分零件不能生產(chǎn)。
1999年下半年，渦扇-9發(fā)動機全面國產(chǎn)化工作啟動，西安航空發(fā)動機廠先后攻克無余量精鍛（精鑄）工藝，數(shù)字式電子控制系統(tǒng)等一系列難關(guān)，西航集團公司僅用了20天時間就完成了發(fā)動機的裝配，在成功進行了兩次冷運轉(zhuǎn)后，于2000年底一次點火成功，隨即開始的150小時工藝試車于2001年圓滿結(jié)束，試車檢驗結(jié)果表明各項性能技術(shù)指標(biāo)均達到要求，渦扇-9被重新命名為秦嶺發(fā)動機，2007年12月，“秦嶺”發(fā)動機正式通過生產(chǎn)定型。
第一臺具備全部知識產(chǎn)權(quán)的中推渦噴：渦噴14型發(fā)動機
※研制歷程
80年代中期，我國航空發(fā)動機的研制能力已有了長足進步，可以生產(chǎn)出一大批性能較為先進的渦噴發(fā)動機來滿足空軍部隊的作戰(zhàn)要求，但這些發(fā)動機基本上都是在前蘇聯(lián)發(fā)動機基礎(chǔ)上的改進、改型，且整體技術(shù)水平落后，嚴重制約了我國航空發(fā)動機制造工業(yè)以及軍用戰(zhàn)機的發(fā)展。在這種背景下，為解決中國戰(zhàn)機所面臨的問題，我國決定開始自行研制航空發(fā)動機。渦噴14型（又稱“昆侖”）發(fā)動機就是我國自行研制的第一臺具有全部知識產(chǎn)權(quán)的中等推力級加力渦輪噴氣發(fā)動機。
1984年，沈陽航空發(fā)動機研究所開始研制渦噴-14發(fā)動機，1986年，完成驗證機階段工作，轉(zhuǎn)入型號研制。此時恰逢我國頒布了全新的國軍標(biāo)GJB241-87“航空渦輪噴氣和渦輪風(fēng)扇發(fā)動機通用規(guī)范”，因此該型發(fā)動機成為中國第一款貫徹國軍標(biāo)的發(fā)動機。
※結(jié)構(gòu)與性能
“昆侖”發(fā)動機為雙轉(zhuǎn)子帶加力式渦噴發(fā)動機，采用了現(xiàn)在世界先進發(fā)動機都在應(yīng)用的定向凝固、無余量精鑄、復(fù)合冷卻空心渦輪葉片尖端技術(shù)。這個技術(shù)的應(yīng)用使我國在同等材料水平上有效地提高渦前溫度，大大提高了發(fā)動機地推力。同時，昆侖發(fā)動機還采用了帶氣動霧化噴嘴地環(huán)形燃燒室、復(fù)合氣冷定向凝固無余量精鑄渦輪葉片、高級陶瓷涂層、數(shù)字式防喘系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)控等技術(shù)，有效地提高了發(fā)動機工作的穩(wěn)定性和可靠性。“昆侖”發(fā)動機總體達到了世界80年代中期的技術(shù)水平。
昆侖發(fā)動機在設(shè)計時就考慮了換發(fā)易改裝的要求，可以應(yīng)用于國產(chǎn)殲-7和殲-8系列上。夏季飛機可以不開加力起飛。另外，昆侖發(fā)動機左右可互換。減少備份發(fā)動機的臺數(shù)，減少了發(fā)動機的采購費用。發(fā)動機壽命長，省油，減少了使用費用，發(fā)動機價格雖然比同類發(fā)動機略貴，但全壽命周期費用卻大大降低。
※主要改型
昆侖發(fā)動機的改型有“昆侖”I、“昆侖”II型。I型是原型1號機的改型機，主要是對外部機匣、附件等外部部件進行了適應(yīng)性改造，以提高其裝配性能。“昆侖”II型則是加大推力型，是目前我國最先進的渦噴發(fā)動機。2002年，“昆侖”II的加力推力達到7800千克，現(xiàn)已提高到加力8010千克，最大5780千克，推重比7.22。發(fā)展型昆侖3加力為8930千克，推重比為8.05。
由于“昆侖”II型發(fā)動機的安裝方式和外形尺寸與我國大量在役的渦噴7、渦噴13系列發(fā)動機基本相同，具有很好的互換性，因此可以很方便地安裝到現(xiàn)役各型殲-7、殲-8飛機上，從而使這兩種飛機的性能有了一個跨越式的提高，極大地提高了我海空軍航空兵的空中作戰(zhàn)能力。
中國第一臺大推力渦扇：渦扇10型發(fā)動機
※研制歷程
渦扇-10系列發(fā)動機，簡稱WS-10，代號“太行”，是由中國航空研究院606所研制的國產(chǎn)第三代大型軍用航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，也是中國第一臺大推力渦輪風(fēng)扇發(fā)動機。
八十年代初期，中國航空研究院606所因70年代上馬的殲-9、殲-13、強-6、大型運輸機等項目的紛紛下馬，與之配套的研發(fā)長達二十年的渦扇-6系列發(fā)動也因無裝配對象被迫下馬，此時中國在航空動力方面與世界發(fā)達國家的差距拉到二十年之上。面對中國航空界的嚴峻局面，國家于八十年代中期決定發(fā)展新一代大推力渦扇發(fā)動機，這就是渦扇-10系列發(fā)動機的起源。
渦扇-10工程于1987年10月立項，同年，渦扇-10系列發(fā)動機進入驗證機研制階段，1992年10月驗證機在086號飛行臺上開始試驗，97年開始型號研制（飛行前試驗階段）并進入發(fā)動機與型號匹配的突擊階段，2000年10月開始高空臺試驗。該型號發(fā)動機裝機首飛是在2001年7月，2002年6月裝單臺太行發(fā)動機的蘇27試飛臺進行了首飛，取得階段性成果，2003年12月裝兩臺WS10A的殲11A首飛，03-04年間WS10A開始試裝殲10戰(zhàn)斗機。2005年5月11日開始定型持久試車，2005年11月10日通過長久初始壽命試車，05年12月28日完成定型審查考核。
WS-10A渦扇發(fā)動機是WS-10的發(fā)展型號，主要裝備于J11B戰(zhàn)斗機。WS-10A發(fā)動機與WS-10“太行”發(fā)動機最大的區(qū)別是核心機技術(shù)不同，WS-10A的核心機是CFM56核心機技術(shù)與AL-31F的核心機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。WS-10A發(fā)動機的整體性能接近F110-GE-129IPE(F110的性能改進型)。
※結(jié)構(gòu)與性能
渦扇10/10A是一種采用三級風(fēng)扇，九級整流，一級高壓，一級低壓共十二級，單級高效高功高低壓渦輪，即所謂的3+9+1+1結(jié)構(gòu)。研制該發(fā)動機機時成功地采用了跨音速風(fēng)扇;氣冷高溫葉片，電子束焊整體風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，鈦合金精鑄中介機匣；擠壓油膜軸承，刷式密封，高能點火電嘴，氣芯式加力燃油泵，帶可變彎度的整流葉片，收斂擴散隨口，高壓機匣處理以及整機單元體設(shè)計等先進技術(shù)。
在“太行”的早期型上，其高壓渦輪葉片采用的是DZ125定向凝固合金，但定型批產(chǎn)估計會采用DD6單晶合金，渦輪盤早期型應(yīng)用的是GH4169高溫合金，如今已經(jīng)開始應(yīng)用FGH95粉末冶金。高低壓渦輪采用對轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，這在第三代發(fā)動機上是極其罕見的。
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