为什么无人机不使用小型燃气涡轮发动机作为动力?

 zhiyongz   2019-09-26 13:17   46 人阅读  0 条评论

在航空旅行的时候,看着客舱窗外飞机机翼下巨大的民用涡轮发动机,你有没有想过为什么无人机不使用这种发动机作为动力呢?别担心,事实上很快他们就要这么干了。

中国航发的国产AEF50E小型涡扇发动机

目前正在进行一场新的动力竞赛,将微型涡轮发动机推向市场,以满足无人机领域的下一个前沿:远程、高速、并且实际上还可以运载相当数量的货物。9月24日,凭借其Monarch 5微型涡轮发动机的成功试飞,一家名为UAV Turbines的公司已经声称它们是全世界第一家为中型无人机提供涡轮发动机动力的公司。

但是,UAV Turbines公司其实并不是唯一在这一领域发展的公司。例如,美国Kratos涡轮技术公司也正在为国防领域的无人机研制小型涡喷发动机和小型涡扇发动机。中国航发集团在早在9月18日就在北京航展上向外界展示了一款500公斤左右推力的国产AEF50E小型涡扇发动机。

由于涡轮发动机技术相对于目前大热的全电动推进器具有一些明显的技术优势,因此无人机行业的各个角落都在对它产生了兴趣,包括货运和军事应用。

行业分析师加勒特-雷姆(Garrett Reim)在今年早些时候的文章中写道:“Kratos涡轮技术公司正在从美国空军的远景规划中获得启示,该远景规划是开发低成本的导弹和可诱敌的无人机,以压倒、逃避或超越复杂而影响深远的俄系防空系统。”

这些公司正在寻求解决的问题是,目前许多固定翼无人机上使用的电力推进系统对于远程飞行而言实在是太重了,特别是对于有效载荷而言。同样一磅重的液体燃料所携带的能量是电池的50倍左右。

而且随着当前电池技术所能提供的有效动力潜力达到极限,这已成为一个日益紧迫的问题。根据美国联邦航空局(FAA)的预测,到2023年,在医疗支持,货运,搜索和救援以及运输等应用场景的推动下,商用无人机市场的规模将增加两倍。但是,当前的发动机不能提供执行这些任务所需的可靠性和安全性。

不过小型涡轮发动机对监管机构如联邦航空管理局(FAA)来说,带来了更大的挑战,这预计也是装配这型发动机的无人机投入使用的难题之一。

混合动力也被视为一个可用的短期解决方案,在不断发展的联邦航空管理局(FAA)法规制定之前,涡轮发动机争夺市场的竞争正在进行中。例如,与可用的Class 3发动机相比,UAV Turbines公司的Monarch 5发动机在大修间隔时间增加了2,000小时以上,并且可以有效地使用所有类型的重油、包括现有的航空燃料。与传统的发动机相比,该发动机还产生了两到三倍的有用机载电力。

有趣的是,行业还看到了这种新型无人机引擎在救灾中也会很有用,它将帮助无人机在受灾地区飞得更长,更可靠。一种引人入胜的可能性是,一架搭载涡轮发动机的无人机缓缓降落,发动机本身就可以用于向受灾停电的社区供电。


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