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L15型超音速高级教练机的动力系统

发布时间:2019-09-06 浏览次数:

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  L15“猎鹰”是完全按照超音速高级教练机设计的。其超音的动力来源,是两台带加力的涡轮风扇发动机。该机选定的发动机是,乌克兰伊夫琴科-进步设计局的AI-222K-25F,最大加力推力为41.16千牛。该发动机是AI-222K的加力版本,是专门为配装L15而研制的。该发动机的不加力版本,是著名的AI-222K,装备于捷克L39,中国教练8等主流喷气教练机上。可以说是一种,白小姐 我们发现那儿一所学校,比较可靠的教练机用小推力发动机。

  但由于AI-222K-25F发动机研制进度落后于L15,因此导致L15的01架原型机没有加力发动机可用,装了两台乌克兰扎波罗日“进步”机械制造设计局设计,斯洛伐克生产的DV-2X涡扇发动机。因此,01架的L15不具备超音速能力。

  后来计划在L15的03架原型机上采用带加力的AI-222K-25F,但还是因为发动机研制进度拖期,03架L15虽然将后机身加长,做好了装用AI-222K-25F的准备,但无奈仍然装备不加力发动机,仍然不具备超音速能力。

  对此,飞机研制方索性来了个将计就计。把原本完全按照超音速设计的L15,分成了AJT(高级教练)和LIFT(战斗入门训练)两种版本。AJT(高级教练)版本的发动机不带加力的,将作为高级训练和部分战斗科目训练用;而LIFT(战斗入门训练)版本,将配备带加力的发动机,具备超音速飞行能力,可作为轻型作战飞机“一机多用”,也可对飞行员进行战术科目的训练。

  目前,01、03、05架L15都是AJT(高级教练)版本的飞机。相信随着AI-222K-25F发动机的最终交付,军迷将会看到L15“猎鹰”LIFT(战斗入门训练)版本的一飞冲天 。

  L15教练机采用由2台小推力加力式涡轮风扇发动机组成的双发动机设计,据说这是为了满足对第三代战斗机的训练要求,而且将L15可以进行单发停车训练科目作为其相对单发动机同规格教练机的技术优势来强调。L15教练机采用双发动机确实存在上述技术优势,但是从简单的基本飞行训练情况上来看却不一定因为这个原因而过于强调教练机装备2台发动机的必要性。

  英国空军装备的狂风、F-4鬼怪和最新的EF2000都是采用双发动机的战斗机,但是英国空军的中、高级教练机却是以单发动机的鹰式教练机为主,如果因为英国空军还拥有双发动机的美洲虎而不具备代表性的话,那么已经实现了战斗机双发动机化的美国海军航空兵在教练机的选择上则更加能够说明问题。美国海军在选择新型舰载高级教练机的时候并没有选择双发动机飞机,而是引进了英国的鹰式教练机技术发展了T一45单发舰载教练机。对于单发飞行训练要求更高,更加强调飞行安全性要求的美国海军能够接受单发动机的T-45教练机,可以清楚地证明教练机所采用的发动机数量并不能代表教练机的实际技术标准和训练要求。

  双发动机设计确实在很大程度上可以提高教练机的安全性和训练范围,而且动力性能也比推力相同的单发动机更好,但是在发动机的总推力相同的情况下,采用2台发动机的飞机将会比单台发动机增加10%-15%的结构重量和相当大的阻力影响,结构重量和阻力的增加对于飞机来说也是个很大的问题,所以不能仅仅认为几个简单的因素就可以确定飞机的整体设计条件。

  根据笔者个人的观点来看,L15采用双发动机设计除了研制单位长期设计和生产双发动机超音速飞机的惯性思维之外,还存在考虑到飞机整体规格和未来改进潜力的因素。采用双发动机所加宽的后机身会增加阻力,但是总推力相同的双发动机的发动机舱长度要比单发动机短,这样不但动力系统所需要占用的飞机长度较小,而且也可以通过降低对配平的要求而缩短机身的总长度,飞机机体长度的减少可以在一定程度上降低飞机的结构重量,部分补偿双发动机增重的影响。

  L15教练机采用双发动机的设计可以回避一定的技术风险和降低技术难度,因为在设计L15的时候国内还没有可以与之配套的中等推力的动力系统,国内生产的“涡喷”-13系列发动机根本无法满足L15的技术要求,所以能够用来选择的动力系统只有俄罗斯的RD33与欧洲的RB199这2种加力式涡轮风扇发动机。俄罗斯的RD33是总推力在8吨级的发动机,RD33发动机的推力级别不但超过了L15教练机所需要的动力性能,发动机的体积也过于庞大,而且RD33发动机是FC-1战斗机的动力系统,如果L15教练机采用RD33发动机就必然会使L15在很多技术性能方面与FC-1存在重叠,而L15教练机在气动设计上的优势很难弥补FC-1生产成本上的优势,同样规格飞机的重复发展会使L15难以在与FC-1双座型的竞争中获得胜利。欧洲发动机公司的RB199发动机的推力在7吨级,整体技术性能和使用寿命都符合L15教练机的技术要求,不过除了前面说过的采用单台中等推力发动机设计容易出现与FC-1战斗机之间的重复之外,RB199发动机在国内使用和自我保障能力上也存在很大的问题。L15教练机是以打入国际市场为重点开发的,如果采用单发动机设计就必然要接受FC-1出口型、欧洲MAKO和韩国T-50超音速教练机的正面竞争,市场开发的难度大而且竞争又非常激烈。与单发动机设计的竞争风险相比,反到是国际上采用双发动机的新型教练机中普遍缺乏L15教练机所具备的超音速飞行能力,而采用双发动机的T-38、美洲虎和日本T-2这类教练机设计得过早,在整体技术水平上完全无法与L15教练机相比。L15教练机是新发展的同类型专用教练机中唯一采用双发动机的超音速教练机,L15教练机采用双发动机设计不但可以在市场上回避不必要的竞争风险,而且依靠双发动机设计所带来的高安全性和较大的发展潜力也是FC-1和“教练”-9这类飞机所无法获得的,双发动机设计是L15教练机能够在面对国内、外激烈的市场竞争环境,得以回避风险以获得一定技术优势的重要措施,而不仅仅是要模拟单发停车等技术细节的要求。 整体设计先进的L15教练机的飞行性能比较好,是一种达到世界先进水平的高性能超音速教练机,但是L15教练机的发展却未必能够一帆风顺,其主要问题在于L15教练机的航空动力系统。

  可以满足L15教练机需要的发动机是推力在3500千克左右的小推力涡轮风扇发动机,这样推力级别的发动机型号在国内还是空白,市场上与之类似的型号只有台湾IDF战斗机使用的F125发动机,俄罗斯新发展的带加力燃烧室的AL-55F发动机正处于发展过程中,而东欧国家和乌克兰发展的小推力涡轮风扇发动机缺乏带有加力燃烧室的机型。国内、外在3-4吨标准推力的航空动力系统上所存在的问题,导致了L15教练机缺乏可以直接应用的3500千克推力级的加力式涡轮风扇发动机。广西人才市场梧州分市场揭牌L15教练机所选择的发动机还只有不加力的型号比较成熟,对现用发动机的加力改进设计和验证仍然需要相当长的时间。航空动力系统存在的问题一直是限制中国飞机型号发展的主要瓶颈,同样也是L15教练机在原型机设计和制造过程中所面对的最大的技术问题。动力先行的口号在航空工业中已经喊了多年,但是航空动力技术上的落后仍然是中国航空工业在飞机型号发展过程中不可回避的巨大困难,如果L15教练机不能很好地解决航空动力系统上所存在的这个困难,那么可以说L15教练机的后续发展还将是非常艰辛和困难的。