国外涡桨发动机的发展_周辉华
国产涡桨发动机的发展方向剖析
国产涡桨发动机的发展方向剖析【摘要】自中国第一台涡轮螺旋桨发动机——WJ5于1965年试制成功以来，国产涡桨发动机历经风风雨雨快40余年，发动机的研制和生产技术取得了巨大的进步。
纵观我国航空器的设计和研发基本都走同样的路线：引进—仿制—吸收—改进—自主研发的过程，航空发动机当然也不例外。
至今已经形成了涡桨5、涡桨6、涡桨9等一系列涡轮螺旋桨发动机，在国产运-7、运-8和运-12等运输机上广泛运用，笔者从我国现有的技术水平和飞机生产需求方面分析国产涡桨发动机的发展趋势。
【关键词】涡桨发动机;发展;方向涡桨-6系列发动机是我国涡轮螺旋桨发动机的典型代表，是中国株洲南方航空动力公司生产，现已经诞生出WJ6、WJ6C、WJ6D、WJ6E等多个型号，在我国某型飞机上装备，其单台功率达到4250当量马力，是我国目前生产的功率最大的涡轮螺旋桨航空发动机。
涡桨-5发动机是我国涡桨发动机的另一代表，由哈尔滨120厂生产，衍生出WJ5、WJ5A、WJ5B、WJ5AI和WJ5E等系列型号，主要装备于我国Y-7型系列飞机和SH-5型飞机上，单台可达2790当量马力。
涡桨-9发动机是株洲南方航空动力公司在原涡轴8A基础上改型而来，用于国产Y12飞机，代替进口的加普惠PT-6A型发动机，输出功率约为500kw。
随着飞机改型研发的不断深入，对发动机提出的要求也不断增加，如：要求提供更多供电输出，提升起飞功率，降低油耗，提高可靠性，提高“三防”性能，满足未来电传集成要求等等，对国产发动机提出了更高要求，促使发动机跟进改型。
我国的Y7系列飞机和SH5型号飞机使用WJ5系列型号发动机，新舟60系列飞机和Y12飞机则是我国的出口型飞机，它们分别采用加普惠公司的PW-127J 发动机和PT6A-27型发动机，是国外涡桨发动机在国产飞机上的应用代表。
纵观国外航空发动机发展过程和我国涡桨发动机的现状，飞机发展的需要，很容易发现国产发动机的特点，看出国产涡桨发动机的发展必然趋势。
国外涡桨发动机控制技术的发展
国外涡桨发动机控制技术的发展陈怀荣;王曦【摘要】Development situation of turboprop engine in western countries was overviewed, and several key technologies related with the control system of turboprop engine were analyzed, including working parameters, features, performance, propeller model, design method of control system, fault diagnosis technology of different types of turboprop engines and so on. The adaptive fuel control logic and implementation method of the hydro-mechanical control system of Garret early YT76 single spool turboprop engine were mainly analyzed. In addition, the development process of Pratt&Whitney Canada three-spool turboprop engine from the first generation of supervisory digital electronic control with mechanical back up system of PW120 engine to the dual channel full authority digital eletronic control system of PW150 engine was selective analyzed. These efforts are intended to provide a clear idea for the technological development of domestic turboprop engine control system.%概述了国外涡桨发动机的发展状况，分析了涡桨发动机控制系统相关的若干关键技术，包括不同类别涡桨发动机的工作参数、特点、性能、螺旋桨模型、控制系统设计方法、故障诊断技术等。
国外公务机发动机研制规律和途径
国外公务机发动机研制规律和途径周军;陈玉洁;沈虹【摘要】公务机市场巨大的发展潜力和商业效益，吸引了众多航空公司关注，与之密切相关的公务机动力制造业也在稳步发展。
国际上几大航空发动机制造商根据公务机动力的特点，相继推出了多个系列的涡桨、涡扇发动机，基本覆盖了各类大、中、轻型公务机动力推力量级。
对各个推力量级公务机发动机的性能参数、基本结构形式进行了分析和对比，并根据分析结果对公务机发动机的发展规律进行了归纳，提出了我公务机发动机研制发展建议。
%The huge potential and promising profit of business jet market has attracted many airline compa-nies. Therefore the development of aero-engines for business jet is steadily progressing. According to the features of business jet powerplants, seriesof turboprop and turbofan engines were developed by aero-en-gine manufactures, covering thrust levels for light, medium and large business aircrafts. The performance parameters and basic constructers of thoseaero-engines were analyzed and compared to conclude the rule and suggestions were proposed for its development in China.【期刊名称】《燃气涡轮试验与研究》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】6页(P57-62)【关键词】公务机;涡扇发动机;涡桨发动机;研制规律;研制途径【作者】周军;陈玉洁;沈虹【作者单位】中国燃气涡轮研究院，四川成都610500;中国燃气涡轮研究院，四川成都610500;中国燃气涡轮研究院，四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】V23目前，公务机市场主要为四个国家的飞机制造商占据：巴西(巴西航空工业公司)、加拿大(庞巴迪宇航集团)、法国(达索飞机制造公司、索卡塔公司)和美国(赛斯纳飞机公司、日蚀飞机制造公司、湾流航宇公司、豪克·比奇飞机公司、利尔喷气机公司、派珀飞机公司)。
2023年涡桨发动机行业市场发展现状
2023年涡桨发动机行业市场发展现状涡桨发动机是一种能够提供强劲推力的发动机，被广泛应用于航空、航海、能源等领域。
它以高效、可靠、快速启动和节能环保等特点受到市场的青睐。
在目前的市场背景下，涡桨发动机行业市场发展现状主要表现在以下几个方面。
一、市场规模逐年扩大近年来，涡桨发动机行业市场规模逐年扩大。
据《2019年中国航空涡桨发动机市场研究报告》显示，2018年中国民用飞机涡桨发动机市场规模达到93.46亿元，同比增长30.2%；而到2023年，预计市场规模将增长至225.27亿元。
这主要得益于我国航空、航海、能源等领域的快速发展，带动了涡桨发动机需求的不断增长。
二、技术进步不断促进市场发展随着涡桨发动机技术不断进步，市场发展也得到不断促进。
目前，国内外涡桨发动机制造商已经开发出多种高性能、高效能的涡桨发动机，如美国普惠发动机公司的PW1100G-JM系列、我国航空动力涡轴发动机等。
这些发动机具有推力大、噪音小、燃油经济性较好等特点，受到市场的广泛关注和采用。
三、环保要求推动发动机结构升级随着全球环保要求的提高，涡桨发动机行业也在加速结构升级。
为满足环保、降低污染，各大制造商正在研发更加高效稳定、更加环保的涡桨发动机。
比如，欧洲制造商RAR-E Rolls-Royce所研制的技术，能够让发动机在起飞、转弯等高耗能场景下实现零废气排放；某些型号的汉阳涡桨发动机也能始终保持净空状态，将废气循环利用，达到节能环保的目的。
四、市场竞争格局逐渐形成涡桨发动机行业市场竞争逐渐明显。
在国内，涡桨发动机市场目前主要由航空发动机集团、航发动力等企业垄断，他们的技术和专业性非常高，对小型公司形成了很大的市场差距。
在国外，美国的普惠、通用电气等公司仍然占据着较大市场份额。
总结起来，当前涡桨发动机行业市场发展现状呈现出市场规模持续扩大、技术进步带动发展、环保要求推动结构升级以及市场竞争逐渐形成等主要特点，未来仍然需要注重创新、不断加强技术研发，继续提高产品品质和技术水平，为行业发展注入新的动力。
涡桨发动机技术发展综述
涡桨发动机技术发展综述摘要：本文概述了涡桨发动机的技术优势及其发展历程，基于目前的技术发展情况，分析了涡桨发动机未来的发展趋势，指出研制出可靠性更高、全寿命期成本更低的涡桨发动机是未来的发展趋势。
关键词：涡桨发动机；发展历程；未来趋势引言涡轮螺旋桨(简称涡桨)发动机是一种通过驱动螺旋桨产生拉力或推力的航空发动机，其一般应用于飞行中低速飞行的飞机，由于其主要依靠螺旋桨对空气做功产生推力或拉力，其不适用与高空高速飞机。
相对于航空活塞式发动机，涡轮螺旋桨发动机热力循环参数更高，其功重比更大，产生的振动更小、飞行速度更快；相对与涡喷和涡扇发动机，由于涡轮螺旋桨发动机螺旋桨的转速不宜过高，其结构上增加了减速器用以降低螺旋桨转速，同时由于螺旋桨具有更高的推进效率，故其耗油率更低、起飞推力更大。
正是由于涡轮螺旋桨发动机出色的经济性，其越来越受到各国的重视，是未来民用飞机、运输发动机及无人机的理想动力。
1发展历程到目前为止，根据发动机的性能指标，涡桨发动机的发展历程可大致分为四代。
第一代涡桨发动机是指上世纪70年代以前进行生产的，主要包括Dart、PT6A系列涡桨发动机、TPE331系列的早期型号、NK-4以及AI-20等型号的涡桨发动机；第二代涡桨发动机是指上世纪70年代末期到80年代初期研制生产的，主要包括PW100系列早期型号、CT7-5和TPE331-14/15等型号的涡桨发动机；第三代涡桨发动机是指上世纪90年代以后投入使用的涡桨发动机，主要包括AE2100、TPE351-20和PW150A涡桨发动机；第四代涡桨发动机指2011年以后投产的先进涡桨发动机TP400-D6。
1.1第一代涡桨发动机第一代涡桨发动机的热力循环参数相对较低，其具有结构简单的特点，但耗油率相对较高。
其压气机结构多种多样，囊括有轴流式、离心式和轴流+离心式组合等多种形式，其动力输出方式主要采用单转子涡轮输出方式，第一代涡桨发动机的总增压比在10以下，涡轮叶片基本采用非冷却叶片，涡轮前温度相对较低，一般在1300K以下，耗油率相对较高一般在0.35～0.41kg/(KW.h)之间。
涡桨5发动机的改进和系列发展
高 了 近 ５０％ ．耗 油 率 降 低 大 约 ９ ５％ 。 机 的 动 力 ， 冉 有 体 积 小 重 量 轻 ， 性 ４年 ，共 发 出 中 文 设 计 围 纸 ３１２１４张 ．
１９８５年 ，诚 型 发 动 机 成 为 国 内 同 行 业 能 好 ， 转 速 高 、 新 工 艺 新 技 术 多 加 技 术 条 件 ５５３套 约 ｌＯＯ０万 字 。编 制 中
从 活 塞 式 到 涡 轮 化
涡 桨 ５发 动 机 是 １９６６年 以 苏 制 ＡＨ一２４涡 桨 发 动 机 为 原 型 机 测 绘 的 ， １９６８年 转 到 东 安 发 动 机 制 造 公 司 试 制 。
东 安 发 动 机 制 造 公 司 原 是 生 产 活 塞 式 发 动 机 的 老 厂 。 为 了 试 制 涡 桨 ５ 发 动 机 成 立 了 由 工 人 、 干 部 技 术 人 员 组 成的 ＝结 合攻 关 小 组， 针 对 试制 过程 中长 期 试 车 时 暴 露 出 的燃 烧 宣机 匣加 强 扳 裂 纹 ， 传 动 锥 齿 轮剥 落， 排 气段 支 扳 座 裂 纹、 涡 轮 导 向器 石 墨块 封 严 橙 动 等 ５大 故 障 ， 组 织 各 方 力 量 进 行 攻 关 。 经过 一 年零 四个 月 的 日夜 奋战 ， 终于 突破 了 这些 技 术 难 关 ， 为 涡 桨 ５发 动 机 的 设 计 定 型 打 下 了 摹 础 。
为 了 加 速 涡 桨 ５设 计 定 型 步 伐 ． 确 保 新发 动机 工 作 安 全 可 靠 ， 公 司还 白筹 资 金， 新 建 、 扩 建 了 厂 房， 组 建 了 涡 轮 叶 片加 工 车 间， 添 置 了 各 种测 试 设 备和 检 测 手 段 ， 先 后 进 行 了发 动 机 全 台性 能 测 试 、 高 温 超 转试 验 ， 燃 烧 室 综 合 性 Ｅ试 车 叶 片 热 冲 击 试 验 、 涡 轮 转于 超 温 试 验 ， 减 速 器超 负荷 试 验 等 十 几 项 可 靠 性 试 验 。
涡桨飞机动力系统发展趋势
的动力系统分为两部分 ： 发动机 和螺旋桨 ， 螺旋 桨包括桨叶 、 桨毂、 定试验 ， 次年完成发动机性能试飞 ， １ ９ ８ ０ ￣初 经航定委批准ＷＪ ５ Ａ发
从２ ０ 世纪６ ０ 年代后期开始 ， 随着 涡扇发动机 的迅猛 发展 ， 涡桨 射 。 此外涡桨式 民用飞机与涡扇飞机相 比， 更为经济 ， 安全 。 涡桨 发
发动机在大型远程 民用客机 和运输机 上逐步被 大涵道 比涡扇发动 动机结 构简 单， 易于 制造 与维 护 ； 在使用方面 ， 在５ ０ ０ － ６ ０ ０ 公里航 线 机取代 ， 但是 由于 涡桨发动机的诸多优点 ： 如在低速情 况下 ， 其效率 上 ， 涡桨飞机每座运营成本 比涡喷飞机低３ ５ ％。 除此之外 ， 涡桨飞机
式。 这三类发动机原理及技术平 台大致相 同， 均是靠燃气推动 涡轮 发飞机水轰５ 上。 在ＷＪ ５ 甲发动机基础上又改型ＷＪ ５ 甲 Ｉ， 以满足 支 叶片使空气加压燃烧 ， 其主要区别在 于推力产生的方式不 同。 涡桨 线客机Ｙ７ 的需 求 。
发动机的主要功率输 出方式为螺旋桨的轴功率， 而尾部管喷出的燃 与ｗＪ ５ 发动 机研制同时 ， 海军于１ ９ ６ ９ 年８ 月提 出研制涡桨型发 气推力极小 ， 只 占总推力的５ ％ 左右， 为 了驱动大功率的螺旋桨 ， 涡轮 动机作为水 轰５ （ Ｓ Ｈ－ ５ ） 飞机动力装置 的任务。 经论证， 决定在ＷＪ ５ 发 级数一般为２ － ６ 级。涡桨飞机的航速一般小于９ ０ ０ Ｋｍ／ ｈ， 普遍应用 动 机基础上 重新设 计涡 轮部件 ， 改 型后 的发动机编号为 涡桨５甲
国外微型涡喷发动机应用现状及未来发展趋势_谭汉清
国外微型涡喷发动机应用现状及未来发展趋势_谭汉清一、引言
随着国际上涡喷发动机应用的不断发展，涡喷发动机的微型化已经成为一个新的研究热点。
微型涡喷发动机将提供小型、轻量级和低成本的动力解决方案给无人机、无人车、水下机器人和微型定位系统，这是它成为许多新动力解决方案中受欢迎的重要原因之一、因此，研究微型涡喷发动机将有助于提高其在多种领域的应用，为其高效率的发展奠定基础。
本文将研究国外微型涡喷发动机的应用现状，并对其未来发展趋势进行分析。
二、微型涡喷发动机的应用现状
微型涡喷发动机在全球范围内受到关注，而且在国外越来越多的应用领域中受到广泛应用。
1.无人机和无人车
2.水下机器人
水下机器人也是微型涡喷发动机应用的重要领域之一。
航空动力百年回顾(三)
航空动力百年回顾(三)A Century of Aircraft Pow er Plant in R etrospect (3)季鹤鸣(沈阳发动机设计研究所,沈阳110015)Ji Heming(Shenyang Aeroengine Research Institute ,Shenyang 110015,China )4 涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机 涡轮螺旋桨发动机简称涡桨发动机,涡轮轴发动机简称涡轴发动机。
二者都是航空燃气涡轮发动机家族中的主要成员。
前者主要作为军、民用固定翼的中小型运输机和通用飞机的动力装置;后者主要用在直升机上。
它们各自带动螺旋桨或旋翼,组成飞行器的推进装置。
由于涡桨和涡轴发动机的原理和结构基本相同,所以常合称为桨轴发动机。
411 工作原理和特点 图1的上部是涡喷发动机纵剖视图,下部则是涡桨发动机纵剖视图。
二者主要部件相同,都有进气道、压气机、燃烧室和涡轮及尾喷管,因此有着相同的燃气发生器。
所不同的是涡桨发动机多了一台减速器和螺旋桨。
涡桨发动机的推力(或拉力)主要靠螺旋桨产生,喷管排气喷流产生的直接反作用推力仅占发动机总推力的5%～10%。
涡桨发动机兼具活塞螺桨发动机和涡轮喷气发动机的特点,既具有活塞螺桨发动机耗油率低的长处,又具有涡喷发动机尺寸小、质量轻的优势。
图1 涡喷、涡桨发动机对比 图2介绍了自由涡轮式涡轴发动机的工作原理。
与涡桨发动机相比,二者都由自由涡轮通过减速器驱动螺旋桨或旋翼;略有差异的是,涡轴发动机的排气速度很低,已经不具备产生推力的能力。
由于涡桨和涡轴发动机的工作原理相同,这2种发动机可以互相转换,略微调整发动机工作点和更换减速器即可做到。
例如PT6A 为涡桨型,PT6B 则为涡轴型。
图2 涡轴发动机原理图412 历史演变41211 涡桨发动机———在民航机上占有一席之地 英国为世界上第一个研制涡桨发动机的国家。
1942年,研制出第一个型号———曼巴,后来发展成双发并车的双曼巴,其总功率为2850kW ,装在海军舰载反潜侦察机“塘鹅”号上。
国产涡桨发动机的发展方向剖析
国产涡桨发动机的发展方向剖析【摘要】自中国第一台涡轮螺旋桨发动机——WJ5于1965年试制成功以来，国产涡桨发动机历经风风雨雨快40余年，发动机的研制和生产技术取得了巨大的进步。
纵观我国航空器的设计和研发基本都走同样的路线：引进—仿制—吸收—改进—自主研发的过程，航空发动机当然也不例外。
至今已经形成了涡桨5、涡桨6、涡桨9等一系列涡轮螺旋桨发动机，在国产运-7、运-8和运-12等运输机上广泛运用，笔者从我国现有的技术水平和飞机生产需求方面分析国产涡桨发动机的发展趋势。
【关键词】涡桨发动机;发展;方向涡桨-6系列发动机是我国涡轮螺旋桨发动机的典型代表，是中国株洲南方航空动力公司生产，现已经诞生出WJ6、WJ6C、WJ6D、WJ6E等多个型号，在我国某型飞机上装备，其单台功率达到4250当量马力，是我国目前生产的功率最大的涡轮螺旋桨航空发动机。
涡桨-5发动机是我国涡桨发动机的另一代表，由哈尔滨120厂生产，衍生出WJ5、WJ5A、WJ5B、WJ5AI和WJ5E等系列型号，主要装备于我国Y-7型系列飞机和SH-5型飞机上，单台可达2790当量马力。
涡桨-9发动机是株洲南方航空动力公司在原涡轴8A基础上改型而来，用于国产Y12飞机，代替进口的加普惠PT-6A型发动机，输出功率约为500kw。
随着飞机改型研发的不断深入，对发动机提出的要求也不断增加，如：要求提供更多供电输出，提升起飞功率，降低油耗，提高可靠性，提高“三防”性能，满足未来电传集成要求等等，对国产发动机提出了更高要求，促使发动机跟进改型。
我国的Y7系列飞机和SH5型号飞机使用WJ5系列型号发动机，新舟60系列飞机和Y12飞机则是我国的出口型飞机，它们分别采用加普惠公司的PW-127J 发动机和PT6A-27型发动机，是国外涡桨发动机在国产飞机上的应用代表。
纵观国外航空发动机发展过程和我国涡桨发动机的现状，飞机发展的需要，很容易发现国产发动机的特点，看出国产涡桨发动机的发展必然趋势。
航空涡轮螺旋桨发动机发展现状与展望
航空涡轮螺旋桨发动机发展现状与展望发表时间：2019-12-06T14:29:50.893Z 来源：《基层建设》2019年第25期作者：聂通[导读] 摘要：涡轮螺旋桨（简称涡桨）发动机是一种主要依靠螺旋桨产生的拉力或推力驱动飞机的航空动力装置，具有耗油率低、单位功率大、起飞推力大、推进效率高、对飞机场要求低、使用成本低等优点，在军用中小型运输机、支线客机和通用飞机等领域有着广泛的应用前景。
航空工业陕西飞机工业（集团）有限公司试飞厂陕西汉中 723000摘要：涡轮螺旋桨（简称涡桨）发动机是一种主要依靠螺旋桨产生的拉力或推力驱动飞机的航空动力装置，具有耗油率低、单位功率大、起飞推力大、推进效率高、对飞机场要求低、使用成本低等优点，在军用中小型运输机、支线客机和通用飞机等领域有着广泛的应用前景。
随着螺旋桨设计、制造技术的进步，涡桨飞机在高亚声速飞行时的耗油率进一步降低，推进效率大大提高，涡桨发动机因此被誉为“明天的绿色动力”。
本文主要介绍了涡桨发动机产品和技术概念，并分析涡桨发动机特点、优势和市场需求情况，以及在与传统大涵道比涡扇发动机、齿轮传动风扇发动机等对比的基础上，对涡桨发动机的未来发展进行了预测。
关键词：涡桨发动机；发展现状；市场需求；发展趋势1 基本概念和特点1.1 基本概念涡桨动力飞机的推进原理与传统的活塞动力飞机大致相同，都是以螺旋桨旋转时所产生的力作为飞机前进的推进力，但是涡桨发动机驱动螺旋桨的动力来自燃气涡轮发动机，并且其螺旋桨通常以恒定的速率运转，而活塞发动机的螺旋桨转速是变化的。
但是，由于螺旋桨特性的限制，装涡桨发动机的飞机飞行速度一般不超过900km/h。
涡桨发动机的工作原理与传统的涡扇发动机相近，涡桨发动机驱动螺旋桨后的空气流相当于涡扇发动机的外涵道，由于螺旋桨的直径比普通涡扇发动机的大很多，空气流量也远大于内涵道，因此涡桨发动机实际上相当于超大涵道比的涡扇发动机[1]。
但涡桨发动机和涡扇发动机在产生动力方面却有很大不同，涡桨发动机输出驱动螺旋桨的轴功率，尾喷管喷出的燃气产生的推力只占总推力的5%左右，为驱动大功率的螺旋桨，涡轮级数也比涡扇发动机要多。
国外微型涡喷发动机应用现状及未来发展趋势_谭汉清
本文 2012-11-07 收到，作者系海军驻中国航天科工集团三院军代表室高级工程师
1． 36 52 000 5． 3∶1
20 305 3． 8
AT-1500 美国
Accurate Auto． 66． 7 1． 25 80 000 5． 0∶1 8． 4 218 7． 9
FXR100 英国
Microjet 42 1． 5
89 000 3． 45∶1 4． 75
154 8． 8
FXR150 英国
2） 巡飞弹 巡飞弹是一种能在目标区上 方进行“巡 弋 飞 行”、“待 机 ”执 行多种作战任务的新概念弹药。 这种新概念弹药是无人机技术和 弹药技术有机结合的产物，可实 现侦察 与 毁 伤 评 估、精 确 打 击、 目标 指 示、空 中 警 戒 等 作 战 功 能。其“巡飞”能力在对战时打击 敏感 目 标，以 及 机 场、港 口、航 母战 斗 群 等 目 标 具 有 重 大 作 用［4］。其主要特点有： ·每次杀伤成本低 ·不用回收 ·多军种和联合使用［5］
恐行动） 中，小型精确制导弹药 由于在对小型点目标的打击中具 有独特的优势，将成为传统重型 近程空地武器的有效补充。新一 代质量更轻、体积更小、成本更 低的 精 确 制 导 弹 药，将 使 更 廉 价、更轻巧的战术无人机变为有 效的、经 济 上 可 承 受 的 武 器 平 台。美国、以色列等国均将机载 小型精确制导弹药作为重点发展 的武器装备之一。
射程 / km 70
2023年涡桨发动机行业市场研究报告
2023年涡桨发动机行业市场研究报告涡桨发动机是一种以喷气发动机为基础，通过旋转式涡轮叶片产生推力的发动机。
涡桨发动机具有高推力、高功率密度、高效率、低噪音和低振动等优点，因此在飞机、直升机、无人机等领域应用广泛。
1. 市场概况涡桨发动机行业市场规模庞大，近年来增长迅猛。
据统计，全球涡桨发动机市场规模在2019年达到了120亿美元，预计到2025年将达到180亿美元，年复合增长率为5%左右。
增长主要来自于航空、军事和船舶等领域对涡桨发动机需求的增加。
2. 行业竞争态势涡桨发动机行业竞争激烈，主要竞争者包括GE航空、普惠航空、罗尔斯·罗伊斯、西门子、斯奈克-美卓和泽文航空等。
这些企业在技术研发、市场拓展、产品创新和服务等方面展开竞争，力争在市场上保持竞争优势。
3. 市场机会和挑战涡桨发动机市场存在一定机会和挑战。
机会主要来自于航空和船舶业的快速发展，以及军事装备更新换代的需求。
随着新材料和新技术的应用，涡桨发动机的性能将进一步提升，市场需求将增加。
同时，涡桨发动机行业也面临着燃料消耗和排放问题，需要加大环保方面的研发和改进。
4. 技术发展趋势涡桨发动机行业的技术发展趋势主要包括以下几个方面：(1) 高温材料应用：采用高温合金材料可以提高涡桨发动机的温度容限，提高效率和推力。
(2) 先进燃烧技术：采用富氧技术和燃烧室优化设计可以降低燃料消耗和氮氧化物排放。
(3) 涡轮机械效率提升：通过减小涡轮和涡轮叶片的重量和惯量，提高涡轮机械效率。
(4) 涡桨和电动混合动力：结合电动机和涡桨发动机可以实现更高效的动力输出，减少燃料消耗和排放。
5. 市场前景及建议涡桨发动机市场前景广阔，尤其是随着航空和船舶业的快速发展，涡桨发动机的需求将进一步增加。
为了在市场竞争中占据优势，企业应加大研发投入，提升技术能力，不断推出新产品。
同时，注重与航空公司、军方和船舶制造商等合作，提供定制化解决方案和优质服务，以满足不同客户的需求。
国外桨扇技术发展概况
第33卷第1期2020 年 2月燃气涡轮试验与研究Gas Turbine Experiment and ResearchVol.33,No.1Feb., 202054\ix -^f^~ -^f^~-^f^~-^f^~ -^f^~-^f^~-^f^~ -^f^~-^f^~-^f^~ -^f^~-^f^~-^f^~ -^f^~-^f^~-^f^~ -^f^~-^f^~-^f^~严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严 严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严国外桨扇技术发展概况严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严 严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严 博1，贺 严象2严严严严严严严严严严严严严严严严严严严博 ，贺 严象 严严严严严严严严严严严严严严严严严严严 京100843； 2.中国航发湖南动力机械研究所 严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严 严严严严严严严严严严严严严严严严\zNzNzNzNzN/T\/NzNzN/T\/f\zNz\z\zl\zi\严严严 (1.中国人民解放军空军装备 严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严中小型航空发动机叶严严严严严严严严严严严严严严严严轮机械湖南省重点实验室 湖南 株洲 412002)严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严严摘 要： 首先梳理了国外桨扇设计方法及风洞试验验证情况，并从已有的研究结果中归纳出，在巡航马赫数超过0.70 条件下，先进对转桨扇的推进效率可达85.0%以上，且基本解决了气动设计问题，噪声水平也得到明显降低。
国内外螺旋桨主要制造商现状
国内外螺旋桨主要制造商现状一镇江中船瓦锡兰螺旋桨有限公司该公司是目前世界范围内发展最快的定距桨制造商。
对于提高年产量和产品最大规格的生产工具及技术方面的有效投资令公司步入了如今蓬勃发展的局面。
原镇江船舶螺旋桨厂始建于二十世纪七十年代，是当时中国第一家专业螺旋桨制造商。
经过三十年的发展，原镇江船舶螺旋桨厂以超过30%的市场占有率稳居国内（市场）同行业第二位。
其精湛的生产技术和对本土市场深入了解对合资公司的建立和发展做出了巨大的贡献。
二武汉川崎船用机械有限公司（简称WKM）武汉川崎船用机械有限公司（简称WKM），是由武汉船用机械厂（简称WMMP）和日本国川崎重工业株式会社（简称KHI）共同投资创建的一家合资企业，主要产品是，利用川崎专有知识产权和生产经营模式，制造川崎侧向推进器和川崎全回转螺旋桨。
可以预想，船用推进装置，对于江河、海洋等水上运输十分发达的中国国内市场，以及需求量不断增加的世界航运市场，前景非常光明。
| 公司成立于1995年11月，正式投产于1998年1月，2005年年产侧推装置200台套。
2001年7月得到DNV船级社ISO9002质量体系认证书。
三大连船用推进器有限公司大连船用推进器有限公司（DMPC）是中国船舶重工股份有限公司的子公司，是中国最大的船用螺旋桨专业化制造公司。
公司具有五十多年的船用螺旋桨生产经验，工艺先进，技术力量雄厚，检测手段完备。
具备各种船用螺旋桨设计、制造和桨轴研配生产能力。
主要产品有：大中小型定距式船用螺旋桨、调距桨部件以及各种铜合金铸件，产品出口几十个国家和地区，现已获得CCS、LR、DNV、ABS、NK、KR、BV、GL、RINA等九个国家船级社的认可，1997年通过GB/T19002—1994质量体系认证，2003年通过GB/T19001—2000质量体系认证。
进入二十一世纪，公司进行了全面技术改造。
新建铸造车间、数控加工车间和成品加工车间，引进了七轴五联动九米数控铣床和重型五轴数控落地镗铣床；购置了30吨、7吨双炉体中频感应电炉、10米数控双柱立车等生产设备；联合研制了100吨、30吨大型静平衡仪、Ф11m、Ф8m、Ф6m大型数显螺距规等检测设备；自行研制了冒口切割、内孔加工等大型专用设备。
涡桨发动机螺旋桨的初步选型
涡桨发动机螺旋桨的初步选型作者：马东阳贺象郭青林来源：《装备维修技术》2019年第02期摘要：本文对国际现有的螺旋桨产品进行了较为全面的梳理，从功率等级、桨叶材料、螺旋桨转速及直径、变距方式和安装形式等方面对各型螺旋桨的特点进行了归类分析。
基于某型涡桨发动机的特点，经综合分析，给出了螺旋桨的初步选型建议，为其他型号涡桨发动机配装螺旋桨提供了参考和借鉴。
关键词：涡桨发动机;螺旋桨;初步选型涡桨发动机是以螺旋桨旋转时所产生的力量来作为飞机前进的动力。
且由于螺旋桨技术的不断进步，螺旋桨飞机在高亚声速飞行时的推进效率也大大提高，噪声水平已大幅度下降，其乘坐舒适性基本与涡扇发动机相当，。
本文从某型涡桨发动机的研制需求出发，梳理了国际上现有的螺旋桨产品，并结合某型号的具体要求，提出了初步的螺旋桨选型意见。
一、国际现有螺旋桨产品的梳理分析（一）功率等级为了确定螺旋桨的功率等级，本文将配装发动机功率为1500kW以下的螺旋桨称为小功率螺旋桨，功率为1500kW以上的螺旋桨称为大功率螺旋桨。
美国哈策尔（HARTZELL）、欧洲MT所产品主要为小功率螺旋桨，主要装机对象为PT6A系列和TPE331系列发动机。
作为世界最重要的大功率螺旋桨供应商之一，英国道蒂的螺旋桨产品应用于PW150系列发动机，配装发动机的功率等级达到3700kW以上。
俄罗斯Aerosila的产品功率覆盖范围较广，美法合资Figeac Ratier所列出的产品主要为大功率螺旋桨，被应用于C130和P–3C等知名机型。
（二）桨叶材料目前，螺旋桨桨叶主要包括实心叶片或复合材料空心叶片两种类型。
从美国哈策尔（HARTZELL）和欧洲MT的产品可以看出，800～1626kW功率的螺旋桨采用实心叶片。
而英国道蒂3000kW级的螺旋桨采用复合材料制成的叶片。
（三）螺旋桨转速及直径小功率等级的螺旋桨具有转速高和直径小的特点，800kW～1500kW功率的螺旋桨设计转速范围为1552～2200rpm，直径为2.25～3.6m。
涡轮螺旋桨发动机简史
涡轮螺旋桨发动机简史作者：钱锟李怡然来源：《航空世界》2015年第10期起源涡轮螺旋桨发动机的研究工作最早可追溯到二战之前，早在1930年，英国皇家空军技术军官弗朗克·惠特尔爵士（ Frank Whittle）就率先提出了涡轮喷气式推进的概念，从而被公认为“现代喷气式发动机之父”。
惠特尔的喷气式发动机理念先进，但是推进效率非常低下，名不见经传的匈牙利工程师雅各·简德拉斯克（Gy rgy Jendrassik）在惠特尔的研究基础之上，提出了一个新的发动机概念——涡轮螺旋桨发动机，他的思路是：若喷气式飞机的飞行速度一定，要提高喷气式发动机的推进效率，就要尽量加大喷气式发动机的气流量（即简单理解为在同等发动机功率的条件下尽量推动更多的空气），这样就可降低喷气式发动机排气速度和飞行速度的差值，从而提高发动机的推进效率。
如能在涡轮喷气发动机上装一副由涡轮驱动的螺旋桨就可以有效加大喷气式发动机的迎风面，大幅增加喷气式发动机的气流量，并能降低喷气式发动机排气速度，从而显著提高喷气式发动机的推进效率，这就是今天的涡轮螺旋桨发动机的最初雏形，按照航空发动机技术发展的观点看，也可将涡轮螺旋桨发动机理解为外涵道（或者说涵道比）无限大的涡轮风扇发动机。
雅各·简德拉斯克根据自己的研究成果，于1937年设计了世界上第一种涡轮螺旋桨发动机CS-1，并用自己的名字给新发动机命名，据推算CS-1功率达到294千瓦。
1940年，雅各·简德拉斯克的CS-1涡轮螺旋桨发动机进行了地面试车，并计划装在匈牙利国产Varga RMI-1 X/H 型双发侦察/轰炸机上进行飞行试验。
但随着二战的爆发，匈牙利被绑上纳粹德国的战车，CS-1涡轮螺旋桨发动机的发展被迫取消。
萌芽二战中，涡轮喷气式发动机得到了迅猛的发展，在1945年二战结束前夕，德国已经有13种喷气式发动机实现了飞行，其中发展最为成熟、走得最远的喷气式发动机，也被公认为是现代喷气式发动机鼻祖的就是容克斯公司的Jumo-004发动机，Jumo-004是世界上最早投入使用的喷气式发动机，也是最早使用的轴流式喷气式发动机。
涡桨发动机历史
涡桨发动机历史话说这涡桨发动机啊，它就像是咱们生活中的老伙计，默默地在背后推动着世界运转。
你可能没咋听说过它的大名，但它可是飞机、轮船还有发电站里的大功臣呢！今天，咱们就来聊聊这位低调的幕后英雄，看看它这一路是怎么走过来的。
想当年，人类刚开始琢磨怎么让铁疙瘩飞上天的时候，那可真是一波三折啊。
一开始，大家伙儿都想着靠蒸汽机、内燃机啥的，结果不是太重就是不够劲儿，愣是没能让飞机离地三尺。
这时候，涡桨发动机就像是上天派来的救星，悄悄地走进了人们的视线。
一开始的涡桨发动机，那可真是个糙汉子，噪音大、油耗高，还时不时闹点小脾气。
但你别看它这样，人家可是有着一颗不甘平凡的心。
工程师们就像是魔术师一样，不停地给涡桨发动机动手术，这儿改改，那儿修修，慢慢地，这家伙就变得既可靠又高效了。
要说涡桨发动机的成长史，那可真是一部活生生的励志大片。
它从一开始的不被看好，到后来的大放异彩，这一路走来，经历了无数的风风雨雨。
记得有段时间，大家都觉得涡扇发动机才是未来的王道，涡桨发动机差点儿就被打入冷宫了。
但事实证明，是金子总会发光的，涡桨发动机凭借着它独特的优势，硬是在航空领域闯出了自己的一片天地。
要说涡桨发动机的优势啊，那可多了去了。
它不光噪音小、油耗低，还特别适合在高原、沙漠这种恶劣环境下工作。
你想象一下，一架飞机在万米高空悠然飞行，背后就是涡桨发动机在默默发力，那场面，简直就像是大侠在江湖上施展轻功，那叫一个潇洒自如。
而且啊，涡桨发动机还特别接地气。
它不仅在航空领域大放异彩，在轮船、发电站这些领域也是大放异彩。
你比如说那些大型货轮吧，它们能在大海上乘风破浪，全靠涡桨发动机提供的强大动力。
还有那些偏远地区的发电站，也是靠着涡桨发动机才能给乡亲们送去光明和温暖。
如今啊，涡桨发动机已经成了咱们生活中不可或缺的一部分。
它就像是咱们的老朋友一样，默默地陪伴着咱们走过每一个春夏秋冬。
虽然它不会像明星那样大红大紫，但它那份低调务实的精神，却深深地打动了每一个人的心。
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0 概述涡轮螺旋桨（简称涡桨）发动机是一种主要依靠螺旋桨产生的拉力或推力驱动飞机的航空动力装置，非常适合中等飞行速度（400～800km/h ）的飞机使用。
与航空活塞式发动机相比，涡桨发动机具有功重比大、迎风面积小、振动小等优点，特别是随着飞行高度的增加，其性能更为优越；与涡轮喷气和涡扇发动机相比，它又具有耗油率低、起飞推力大等优点。
涡桨发动机的这些特点对于往返于中小型机场甚至简易机场的短、中程运输飞机和通用飞机来说是非常适宜的。
自20世纪50年代起，世界各国纷纷发展了以涡桨发动机和涡扇发动机为动力的中型运输机，其后因涡桨发动机高速性能不理想，市场逐渐被涡扇发动机挤占。
近年来，由于燃油价格飙升，涡桨飞机的经济性优势更为凸显出来，同时随着螺旋桨设计、制造技术的进步，涡桨飞机在高亚声速国外涡桨发动机的发展摘 要:以航空发动机的技术性能为重点，通过对比、分析涡桨发动机的发展历程、发展现状，发展途径和发展计划，预测其未来的技术发展趋势并整理出成功的发展经验，为我国涡桨发动机的发展提供参考。
Abstract: Focusing on the technical performance characteristics of aero-engine,this article analyzes the development status, approach,trend,experience of turbo-propeller engines, and provides reference for the turbo-propeller engine research.关键词：涡桨发动机；发展现状；发展途径；发展趋势；发展经验Keywords: turbo-propeller engine ；development status ；development approach ；development trend ；development experienceThe Development Prospect of Turbo -Propeller Engines周辉华/中航工业航空动力机械研究所飞行时的推进效率大大提高，涡桨飞机重新受到军民用户的青睐，其市场开始逐渐复苏，涡桨发动机也被誉为“明天的绿色动力”、“支线飞机的脊梁”。
本文通过对比、分析国外涡桨发动机的发展历程、发展途径，整理出成功的发展经验和未来发展趋势，为我国涡桨发动机的发展及航空发动机产业的腾飞提供参考。
1 国外涡桨发动机发展历程和现状1.1 国外涡桨发动机发展历程1942年，英国研制出世界上第一台涡桨发动机“曼巴（Memba ）”，配装在皇家海军“塘鹅”舰载反潜飞机上。
1945年由Derwent 涡喷发动机发展成的涡桨发动机，装于皇家空军著名的“流星”战斗机上首飞成功，标志着涡桨发动机进入实用阶段。
此后，英国、美国和前苏联也陆续研制出多种涡桨发动机，如Dart 、T56、AI -20和AI -24等。
强劲的动力造就了一大批声名显赫的运输机和轰炸机。
例如，美国于1956年服役的涡桨发动机T56/501，配装于C -130运输机、P -3C 侦察机和E -2C 预警机等多型飞机，经过不断改进改型，功率从2580 kW 发展到4414 kW ，用途上从军用转化为民用，且成系列化发展，目前已生产了17000多台，出口到50多个国家和地区。
据报道，目前T56发动机仍在不断发展中，可能还会再服役30年；前苏联的NK -12M 的起飞功率达11025kW,是世界上功率最大的涡桨发动机，用于图-95“熊”式轰炸机、安-22军用运输机和图-114民用运输机等。
加拿大普惠公司的PT6A 发动机在民用涡桨发动机领域，无论是生产数量还是产值，都当之无愧扮演了领头羊角色。
短短40年间，该发动机已系列化发展出数十个型别，功率范围涵AERONAUTICAL SCIENCE & TECHNOLOGY192013/1 航空科学技术盖350～1100kW ，被144个国家的近百种飞机选做动力，目前已生产了30000多台。
美国于1990年代在T406涡轴发动机的核心机基础上研制出新一代高速支线飞机、军用运输机和海军巡逻机用的AE2100涡桨发动机，它是目前较为先进的涡桨发动机之一，功率范围为2983～4474 kW ，高温和高空性能优异，起飞耗油率较低，仅为0.25kg/（kW •h ）。
1.2 国外涡桨发动机发展现状到目前为止，国外已经成功地发展了四代涡桨发动机。
第一代是指20世纪70年代以前投产的，主要有Dart 、PT6A 系列和TPE331系列的早期型号、NK -4、AI -20等型号的发动机[1]；第二代是指20世纪70年代末或80年代初期研制的，主要有PW100系列早期型号、CT7-5和TPE331-14/15等型号的发动机；第三代是指20世纪90年代以后投入使用的发动机，主要有AE2100、TPE351-20和PW150A [1]；第四代指2011年投产的先进涡桨发动机TP400-D6。
四代涡桨发动机具有明显的特点,各代的技术性能和技术发展状况分别见表1和表2。
第一代涡桨发动机循环参数水平较低，结构比较简单，耗油率高。
压气机有轴流、离心和组合多种形式，主要采用单转子固定涡轮输出方式，发动机总增压比低于10，涡轮一般采用非冷却结构、涡轮前温度一般不超过1300K ，耗油率在0.35～0.41kg/(kW •h)的之间，单位空气流量产生的功率约180kW/(kg/s)。
第二代涡桨发动机循环参数有较大幅度提高，结构基本采用自由涡轮形式，耗油率较第一代降低了15%左右。
发动机总增压比范围在11～16，涡轮前温度提高到1300K 左右，耗油率达到0.29～0.32kg/(kW •h)之间，单位空气流量产生的功率约230kW/(kg/s)。
第三代涡桨发动机的发展主要是在第二代发动机基础上继续提高发动机热力循环参数或采用新技术（冷却、数控、三维气动设计技术等）、新材料、新工艺进行改进改型，发动机总增压比达到13～20，涡轮前温度达到1500K 左右，耗油率在0.25～0.31kg/(kW •h)之间（与发动机的功率有关，功率越小耗油率相对越大）。
比较典型的有：美国艾利逊公司的AE2100和加拿大普惠公司的PW150A 涡桨发动机等。
第四代涡桨发动机的总增压比达25，涡轮前温度达到1600K 左右，发动机耗油率降低到0.21～0.27 kg/(kW •h)，单位空气流量产生的功率约270kW/(kg/s)。
典型例子有：欧洲螺旋桨股份有限公司（EPI ）2011年投产的高性能涡桨发动机TP400-D6，它的耗油率达到了0.21kg/(kW •h)的水平。
2 国外涡桨发动机的发展途径国外涡桨发动机制造商产品发展途径主要有自主设计、改进改型和核心机派生发展等三类，具体如下。
1）自主研制表1 四代涡桨发动机性能参数20世纪40年代中后期开始到50年代，欧美多家公司均独立研制出了涡桨发动机产品以取代活塞发动机或应用于新飞机型号，如PT6A 、Dart 、Tyne 、AI -20、T56等。
这些产品中部分成为日后系列化发展的基础，如PT6A 系列发动机是目前世界上应用最普遍的涡桨发动机，所应用的飞机类型和型号比其他任何一种功率级别的发动机（包括航空活塞发动机）都多，大约有110种不同的用途[2]。
有的因应用机型和范围有限，逐步停产。
表2 四代涡桨发动机技术发展状况AERONAUTICAL SCIENCE & TECHNOLOGY21航空科学技术2）改进改型从20世纪60年代开始，随着涡轴发动机的加速发展，很多公司在研发涡轴或涡桨发动机（如PT6B 就是PT6A 桨改轴型）型号时，出于拓宽发动机的使用范围、积累经验、降低成本和风险等方面的考虑，往往把这两种类型发动机的设计同时考虑，或者在成熟的涡轴发动机平台上进行轴改桨研制，以获得较好的涡桨发动机产品。
轴改桨设计比较典型的例子有CT7-9D （T700的轴改桨型）、AE2100（在涡轴发动机T406的基础上改进设计）等。
3）核心机派生发展从20世纪70年代开始爆发的能源危机为涡桨发动机的发展带来了新的契机，涡桨支线客机、涡桨通用飞机对发动机的需求旺盛，各公司在原有技术积累的基础上，在优良的核心机平台上发展了多种高性能发动机，如PW100系列发动机。
3 国外发动机的发展计划与发展趋势3.1 国外涡桨发动机发展计划各发达国家和一些新兴工业国家竞相将航空工业列为国家的战略性产业，美、苏（俄）、英、法等发达国家始终把优先发展航空动力作为国策，投入巨额的研究发展资金。
通过实施一系列航空发动机技术发展计划而建立起坚实的技术基础，例如：1978年，美国为支持CT7涡桨发动机研制实施了先进螺桨技术（APT ）计划；1987年，美国开始实施联合涡轮先进燃气发生器（JTAGG ）计划，该计划的目标是为未来涡轴和涡桨发动机提供技术基础，验证耗油率、功重比、可靠性、维修性得到改进的技术。
JTAGG 计划的目标是针对空气流量4.5~6.8kg/s 级别的燃气发生器验证使耗油率降低40%，功重比提高120%的技术。
该计划分三阶段进行，目标是到1995年、2000年和2005年，涡轮轴/涡桨发动机的功重比比T700发动机的分别提高40%、80%和120%，耗油率降低20%、30%和40%。
目前，该计划的目标都已顺利完成。
1988年，美国又实施了综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET ）计划，IHPTET 计划发展的技术包括涡喷/涡扇发动机、涡桨/涡轴发动机和短寿命的发动机，总经费投入为50亿美元，每年平均3亿多美元。
目前，该计划已经顺利结束并获得了成功，该计划所发展的技术很多已经用于现有军民用发动机的改进改型和新型号发展中，使现有航空推进系统的性能达到了更高水平。
鉴于IHPTET 计划的巨大成功，美国将从2006年开始实施经济可承受涡轮发动机技术（VAATE ）计划，目标是在进一步提高性能的前提下，重点改善发动机的经济可承受性——即能力（功重比/耗油率）与寿命期成本之比。
以2000年的技术为基准，到2017年，使涡轴/涡桨发动机、小型涡扇发动机和一次性使用涡喷发动机的经济可承受性分别提高到5.5倍、8.9倍和10倍。
美国现正在进行小型经济可承受的涡轮发动机（SATE ）计划。
该计划将在VAATE 计划下进行，在2008财年开始验证满足VAATE 第二阶段涡轴/涡桨发动机的目标。
SATE 计划的目标是对单位燃油消耗率下降25%、轴功率提高80%、生产和维修成本降低35%、设计寿命为5000小时并在功率为1000hp 级的涡轴发动机进行验证。