据环球网援引航天科技集团彩虹无人机股份有限公司的消息,换装国产重油发动机的“彩虹-4”无人机近日进行了首次试飞,并圆满完成了自主起降、航点飞行、满载运输、最高升限等科目。标志着中国进一步完善了重油发动机技术,国产无人机也向着国际一流水准又迈出了一步。

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(准备进行测试的“彩虹-4”无人机)

那么重油发动机到底是个怎样的“先进技术”呢?又对国产无人机技术有着多大的意义呢?

首先我们要了解一下重油,重油是原油在提取汽油、柴油后的剩余重质油,热值10000~11000 kcal/kg,分子量大、粘度高,同时含有部分硫磺及微量无机化合物。因其与柴油相当的热值以及低廉的价格、较高的安全性,当下大吨位船舶普遍使用180号重油。

但无人机使用的航空重油,并非船舶使用的这种180号重油,本质上是一种重煤油或者说轻柴油,油的“轻重”之分是按照分子内碳个数来划分的,原油蒸馏后分子内含碳原子个数小于20个即为轻油,大于20则为重油。无人机使用的航空重油其实是RP-3/RP-5航空煤油或者柴油,比如前几天试飞成功的AR500CJ舰载无人直升机使用的“云雀”重油发动机就可以直接烧柴油。

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(瑞航工业的“云雀”重油发动机)

采用高压共轨和电控喷射技术的重油发动机,能让燃料燃烧得更加充分、热效率更高,可以很大程度上降低油耗,对于无人机的航程、升限以及载荷的提升相当明显。

“彩虹”系列无人机总师石文表示,在换装重油发动机之后“彩虹-4”的载重能力可提升30%到50%;“彩虹-5”在换装瑞航公司的“金鹰”重油发动机后,续航时长可由60小时增加至120小时,最大航程从6500千米提升至10000千米,续航能力提升了一倍。

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(重油发动机让“彩虹-5”的续航提升了一倍)

重油发动机还有着汽油发动机不可比拟的高度特性和高原性能,在高空以及高原环境下空气较为稀薄,导致发动机的进气量下降,过去使用汽油发动机的“彩虹-4”需要对燃油系统增压保证正常燃烧,为了防止汽油沸腾也必须把最高升限限制在7500米。但重油发动机在不开启增压的情况下就可以达到9000米的升限,增压后更是可以达到10000米。不光飞得高还能适应高原的恶劣工况,无疑是有着辽阔高原地区的中国的最佳选择。

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(航展上的彩虹4)

同时使用重油可以改善航空汽油存在的安全性问题,航空汽油易挥发且闪点较低,常温常压下接触空气后遇明火很容易发生燃烧甚至爆炸,尤其是在舰艇上安全隐患更大,因此各国在军舰上都会尽量避免出现汽油。而且航空汽油与车用的无铅汽油不同,其含有四乙基铅以作防爆震剂,以提高发动机压缩比进而提升功率。但四乙基铅对人体危害极大,接触过多可导致急性神经性中毒,长期接触也有致癌嫌疑,因此重油无论是对人员还是装备都更安全,风险更低。

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(海军的AR500CJ舰载无人直升机

海军的舰载无人机使用重油发动机,也可以与使用柴油的驱逐舰、护卫舰通用燃料,进一步简化后勤体系减轻后勤保障负担。因此海军的AR500CJ、AR500BJ舰载无人直升机,均采用了重油发动机,美军在20世纪90年代后期开始发展中小型重油发动机之初,就对燃料一体化提出了严格的要求。

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(未来大规模应用重油发动机是必然趋势)

可以说重油发动机是当下无人机发展方向的风向标,而随着国产无人机逐步换装国产重油发动机,中国的无人机技术将达到新的高度,也是国产航空发动机技术不断发展的一个缩影,相信在不久的将来中国将彻底根除航空业的“心脏病”。