2017北京航展的熱點是烏克蘭馬達西奇公司的航空發動機。他家的東西到底是深閨人未識的大家閨秀,還是無人問津的剩女? 值得關註的產品有哪些?技術水平大約在什麼檔次?未來能全面治好航發的心臟病嗎?對這些問題,咱很好奇,就劃了壹些資料,憑個人的經驗和大家聊聊航空發動機。 巴黎航展上馬達和天驕的展臺,據稱今年6月,天驕大膽投資2.3億美元取得了馬達西奇 41%的股份,左上角那個金色的小鷹,代表了天驕的胸懷, 這裏為企業家的情懷點贊,希望能扶持他們。 壹聽 安-225運輸機是世界上最大的運輸機,安裝有六臺馬達西奇生產D-18T渦扇發動機,這種發動機每臺重達4噸,推重比為5.7, 最大推力達23.4噸,安裝於安-124、安-225超大型運輸機。安-124在瑞士蘇黎士機場起飛,這種噪音水平主要是當貨機,當客機可能拿不到這航證的。 對比壹下新加坡航空的波音747-400貨機,這種飛機首飛於1988年,新加坡以前是英國的殖民地,對英國邏邏的航空發動機比較喜愛,航空發動機通常占客機成本的20%,比如波音777客機,單價約2.4到3億美元,其中20%大約就是6000萬用來購買世界上最大的GE90航空發動機,航發通常購買飛機時由航空公司抉定,新加坡人應該選的是邏邏RB211-524G航空發動機,邏邏現在在新加坡有航空發動機的分廠,兩家關系不壹般。 RB211研制於上世紀60年代,是世界上第壹種三轉子高涵道比發動機,渦輪風扇發動機是波輪噴氣發動機的升級版,能把核心機用不完的勁兒傳到風扇上,不過發動機在不同功況下運轉,風扇、壓氣機和渦輪葉片的要求並完全壹致,有時候齊步走是不行的,就有點像小個子和大個子壹起賽跑,步頻壹洋是跟不上隊伍的。 最好的辦法是能調節不同的轉速,不過轉速的調節帶來機構的復雜,普惠和通用止步於雙轉子發動機,在間化結構,提高可靠性上下功夫。標新立異,開拓進取是英國佬的特點,邏邏於上世紀60年代,用砸鍋賣鐵的勁兒,克服重重困難,終於研發成功了世界上第壹款三轉子航空發動機RB211,為了RB211,當時邏邏已經破產了,不得不引用英國政府的介入, 在議會裏吵成壹鍋粥, 當時英國航空工業已經日薄西山,航空發動機再倒了,英國人就沒啥的制造業了,為了保護民族工業, 英國政府老大不願意的掏錢幫邏邏挺過這個難關,那段日子對邏邏來說刻骨銘心,不過原來是邏邏旗下的引以為傲的汽車產業,不得不轉售給寶馬,有點像窮人家過不下去揮淚賣孩子的悲狀,今天的勞斯萊斯汽車其實是德國品牌, 最核心的發動機是德國寶馬系,也有高速時漏油的毛病,而當年邏邏的創始人,貴族小哥邏爾斯開的車,號稱公路行駛壹萬英裏後,在車底鋪張白布,壹滴油也不漏。 RB211是邏邏發展史上的分水嶺,有政府撐腰,邏邏的壹票人馬背水壹戰,終於搞出了三轉子航空發動機,通過這道坎,在其的基礎上不斷改進,發展出瑞達(TRENT)系列,目前已經發展到瑞達1000,旁通比達到了1:10,目前在國際航空發動機市場占據小半江山。最有意思的是前些日子美帝空軍的B-52空投壹臺發動機,把B-52發動機老舊的問題重新擺到臺面上,B-52目前用的上世紀50年代的普惠J-57航空發動機,目前最理想改進方案就是用邏邏RB2ll-535E4來改裝B-52,療程短見效快,目前在緊鑼密鼓的談判中,談判中邏邏和代理人大肆吹噓三轉子如何省油,美國空軍人士順坡下驢厚顏無恥的提出,既然妳們那麼省油,不妨按揭發動機帶給我們先用著,回頭是省下的油錢壹點點還給妳們。國際上目前商用航空發動機大修的門檻是3000小時,目前的主要市場被美國的通用和普惠,英國的邏邏三家壟斷著,通用與法國人合作的CFM算是二線品牌, 是通用電氣 當年為打入歐洲市場布下的棋子,而法國人自主完全自主的賽峰大約算2.5線品牌。 至於馬達西奇,歐美的民用客機沒用過他家的發動機,說他是動力沙皇,是妳山寨裏的傳說吧! 二看 渦扇發動機壹般來說,旁通比越高,證明核心機帶風扇的能力越強,D-18T旁通比是5.7,推重比是也是5.7,渦輪前溫度1327度(慘見 https://en.wikipedia.org/wiki/Progress_D-18T),圖中可見D-18T的風扇葉片還是老式帶凸肩的老式葉片,那個中間的凸肩是為了避免 風扇葉片的共振設計的,有互相扶壹把的意思,但反過來也帶來重量大的不足。馬達西奇家最大的姑娘D-18T的風扇葉片,比當今壹流水平要落後至少30年,D-18T值得誇耀的地方是也采用了三轉子發動機技術,理論上講和邏邏瑞達在壹個起跑線上。 邏邏瑞達772,采用了 “寬弦無凸肩空心夾層結構葉片”,這已經是現代商用渦扇發動機的普遍特征。 馬達西奇TV3-117VMA-SBM1V,這是米-17、米-24的發動機 本次航展上,馬達西奇把家底貨都拿出來了,展出了五款發動機的實物,讓慘觀者有親密接觸和神秘的航空發動機親密接觸的機會,可惜網上圖片並不多,大多是些背景板和領導講話握手之類的,關於發動機細節的圖片比較少,壹方面是因為慘觀者也是壹知半解,另壹方面,確實馬達西奇的工藝比較土鱉,看起來不夠靚麗。航空發動機的內部通常看不見,要用內窺鏡才能檢查,不過外部的布線、管路和連接件,還是能看出工藝水平的。 美帝F-22上的普惠F-119發動機 以咱的體會,看航空發動機的話,壹些不起眼的螺絲、管路和連接件大概能知道技術上所處的年代了。上圖是F-22猛禽的F-119發動機,該機設計於上世紀80年代,要求管路區分為不同的顏色便於識別,所有導管、導線均用不同的顏色予以區分,滑油箱裝有目視的油位指示器,連接件做成能快卸快裝的設計,所以花花綠綠的線比較多,螺絲也比較少,而且沒有傳統的六角形螺絲和壹字花的螺帽,多為內六角, 比如燃油泵和控制系統均都是壹體化的可更換組件 (LRU),要求使用標準工具 20分鐘可更換,所有的附件、導線和管路均在發動機下部每個外場可換組件均能直接達到。發動機設計成由女姓(身高157cm體重45 kg)到男性(身高188,體重91 kg)間的維修工戴防護手套均能對裝機上發動機進行日常的維護保養。 馬達西奇的AI-222-25F目前在多型教練機上使用,不過看看這些管路和堅固件,也就上世紀七十年代水平吧。 馬達西奇的AI-222-25F是許多教練機的心臟,不過該機只是由馬西達奇生產,知識產權屬於烏克蘭進步設計局 這是AI-222-25F的前身,AI-25,首飛於1966年,廣泛用於L-39等教練機 歐洲的EJ-200,安裝在棒子T-50上 TV3-117系列發動機是目前世界上產量最大,裝備範圍最廣,可靠性較好的渦軸發動機。 有意思的是,俄邏斯和烏克蘭分家之後,兄弟鬩墻,拳打腳踢,不過為了吃飯的偉大事業,在壹些領域的合作從未中斷過,TV3-117至今仍在向俄邏斯出口,俄邏斯盡管大搞國產化事業,但似乎進展並不如想象那麼好,至於烏克蘭方面,不賣發動機,馬達西奇就要餓死,生存還是毀滅,從來都不是壹個問題。反過來說,讓他把這種壓箱底兒的技能傾囊而授,中國有句古話叫做教會徒弟餓死師傅,烏克蘭語怎麼說還不知道耶?其中壹些核心的部件和工藝,比如鈦合金輪盤的電子束加壓焊接、鈦合金冷紮葉片,不太相信烏克蘭會傳授的。 TV3-117是由前蘇聯克裏莫夫發動機設計局於70年代初在ТВ2-117А(英文TV2-117A)發動機基礎上研制的大功率渦軸發動機。1972年,ТВ3-117研制成功並通過了前蘇聯的國家級鑒定,隨後在前蘇聯紮波邏什發動機制造廠(今天的馬達西奇)投入批生產。經過近30年的不斷完善發展,它是前蘇聯和俄邏斯使用最為廣泛的渦軸發動機系列。俄邏斯和獨聯體國家 90%是中型直升機使用這種發動機,米-8/17系列,米-14,米-24/25/35,米-28,米-28Н,艦載直升機卡-27、卡-28、卡-29,預警直升機卡-31,運輸直升機卡-32,卡-50,卡-52等。目前,總生產數量超過3萬臺,總工作時間累計超過1600萬飛行小時。 前蘇聯的設計局與生產廠是分開的,通常設計局設計出產品,再交給壹家或幾家生產廠生產,所以生產的研發改進能力特別對頂層需要的理解能力還比較有限,開展新產品的能力不容樂觀。TV3-117其實是由原卡裏莫夫發動機設計局總設計師謝爾蓋。伊佐托夫和原紮波邏什發動機制造廠總經理瓦西裏。奧梅利琴科為頭子,壹大票科技人員共同努力的結果。 前蘇聯解體後,原為的工業體系被人為打碎得七零八落,想改進出新產品難上加難。 比如技術文件是修理和維護TV3-117的法律,而只有卡裏莫夫有權對ТВ3-117系列的設計進行改進和完善。 未來的TV3 -117如果遇到了俄國人,法律上也許會出毛病。 其實聊到這裏,大家其實大體也清楚了,馬達西奇的主要產品,多為上世紀70-80年代前蘇聯研制生產,當時就相當於歐美壹線航發企業60年代的水平,而且該公司只是個生產企業,研發實力是有限的,該公司的產品,在歐美是打不開市場的,目前靠前蘇聯的老客護勉強維持,產品賣給俄邏斯也是迫不得已,不賣就餓死。
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文章来源:http://mil.news.sina.com.cn/jssd/2017-09-25/doc-ifymesii5466308.shtml |