航空发动机百年精华回眸(二）

赵玉心

非常规发动机异军突起
目前国外航空发动机研究部门和厂商还在积极探索性能更高、用途更广和经济性更好的非常规发动机。
     桨扇发动机
    桨扇发动机融合了涡桨发动机省油和涡扇发动机可在更高速度下巡航的优点，几乎成为10多年前取代涡扇发动机成为军民用运输机的主要动力装置。当时，美国GE公司在F404军用发动机核心机基础上研制了GE36无涵道桨扇发动机，并计划在1991年投入使用。美国艾利逊公司（现并入罗-罗公司）也在T701涡轴发动机基础上研制了功率达7650千瓦的578DX对转推进式桨扇发动机。以上两种发动机都完成地面试验和飞行试验，达到了预期目的。另外，前苏联、普惠、罗-罗和法国斯奈克玛也都开展了桨扇发动机研究工作。
    桨扇发动机作为一种全新的动力装置，由于航空公司考虑到经济因素和其噪声大的桨叶不能被旅客所接受，因此，除乌克兰的D-27桨扇发动机投入小批量生产外，美国研制的几种桨扇发动机都没有进入实用阶段。
    变循环发动机
    变循环发动机是一种在起飞、加速和超音速飞行时以涡喷发动机模式工作，在亚音速巡航时又以涡扇发动机模式工作的发动机。自上世纪70年代中期开始，变循环发动机研究受到各国航空发动机公司的重视，被公认为是超音速运输机的理想动力装置。美国普惠和GE、英国罗-罗和法国斯奈克玛都研究变循环发动机，并选择了各种可行方案和进行了大量部件与台架试验，使变循环和变几何发动机技术日臻成熟。在众多的变循环发动机方案中只有GE公司的F120发动机最为成功。
    脉冲爆震发动机
    这是一种基于爆震燃烧的新概念发动机。与传统的航空发动机相比，它具有结构简单、尺寸小、适用范围广、成本低和可在零速度下使用等优点（详细情况见本刊2003年第1期）。
    多电/全电发动机
    这是一种以支撑发动机转子的主动磁性轴承和发动机轴上安装的内装式起动/发电机为核心，配以分布式电子控制系统，为发动机和飞机各个系统提供电能的航空发动机。其工作原理是：安装在发动机轴上的起动/发电机是一种集起动机和电机功能于一体的电机，在发动机稳定工作前作为电起动机工作，带动发动机转子到一定转速后喷油点火，当发动机进入稳定工作状态后，发动机反过来带动电机工作，以向飞机用电设备供电。
    与常规发动机相比，由于取消了润滑系统和液压机械系统，因此，简化了结构、减轻了重量和减少零部件；磁性轴承能在高温下工作，可设计得靠近热端部件，使结构更紧凑；磁性轴承可控制发动机振动和叶尖间隔，同时还可避免常规发动机滑油带来的着火危险，因此更为安全和可靠；转子系统间无机械接触和润滑，因此维修方便。
    美国和欧洲在上世纪90年代开始研究多电发动机，研究工作的重点是围绕磁性轴承开展的。美国将在IHPTET计划的第三阶段中验证磁性轴承，并将在一台验证机上进行试验；美空军也计划今年在一台发动机的高压轴上安装磁性轴承进行地面试验；欧洲在1998年启动用于航空发动机的磁性轴承研究计划。