小型涡轴发动机

WR34-16涡轴发动机:38.4kW WR125涡轴发动机:44kW
CL327卫士 CL427美洲豹
起飞质量( 标准) /235kg 起飞质量( 最大) / 350kg 有效载荷 100kg 升限5485m 续航时间8h 一台93.2 kW 的威廉姆斯WTS 117-5 型重油涡轮轴发动机 燃油量为180 L重油 任务载荷：可更换的模块式任 务载荷包括光电/红外组合、通 信中继设备、合成孔径雷达 ( 5A1Z) 与电子支援措施装置
不足
功重比小 升限3000m，需要涡 轮增压以提高升限 动力涡轮转速高 转动旋翼减速比大
应用
低速、中低空、起飞重 量小的侦查、监视及长 航时无人机 <100KW 中低空、低速短距、垂 直起降无人机和倾转旋 翼无人机 （200-1000kW）
涡轴发动机
涡轴发动机良好的高空性能，并且随着无人机任务载荷、空机质量的逐渐增 加, 活塞发动机已经不能满足中型和大型无人机的使用要求 长航时、高航程无人直升机需要发展涡轴发动机 从50年代末，涡轴发动机逐渐取代活塞发动机，目前小型无人直升机仍以活
875 620 wenku.baidu.com39
0.23 0.25 1.38
222
80
2.8
S-100
• • • • • • 奥地利西贝尔公司 2003服役 最大起飞重量为200kg 任务载荷50kg 续航时间4 h 稳定的可见光/红外线全向镜头、合成孔径雷 达(SAR)、光学探测搜寻设备(LIDAR)、多光谱成 像设备、高灵敏度地面雷达(GPR) • 50 马力转子发动机
• • • • • • • • • 最大速度110公里/小时 滞空时间3～6小时 最大升限3000米 巡航速度90公里/小时 机身材料碳纤维，钛，铝 最大起飞重量160公斤 有效载荷和燃料最大55公斤 功率55马力（41千瓦） 燃料种类汽油
国外无人直升机
发动机
WTS 3416
研制公司
Williams International
耗油率（kg/kW· h）
0.48
0.48
中小型无人直升机动力装置：小 型涡轴发动机
• 在各型海军无人机中，最具发展前景的是舰载共轴双旋翼无人直升机。 如德国“西莫斯”多用途共轴双旋翼直升机，它主要用于海区侦察和 监视、目标捕获与指示、 中继制导、战损评估以及电子战。还有可以 作为C3I中继站使用的加拿大的CL227、CL327、CL427多用途双旋翼无 人直升机（现已为美国、加拿 大、瑞典等多国使用），可用于投放声 纳、探测潜艇、干扰对方雷达与通信、进行远程通信等。英国研制的 “小精灵”小型共轴双旋翼无人直升机，可用来执行监 视、侦察、巡 逻、目标指示和电子战等任务，现也被美国及北约等国购买。俄罗斯 的“卡-137”也属于共轴双旋翼无人直升机，它的外形像个球，旋翼直 径 5.3m，采用合金材料制成，球的上部装有活塞发动机动力装置、控 制系统和机载设备，下部可根据用途选配专用设备。“卡-137”可进行 空中打击、通信中 继、电子干扰、搜寻营救、探雷排雷等。鲜为人知 的是，美国海军装备有800多架QH50系列多用途共轴双旋翼无人机， 它有多种型号，除可担负反潜任务外， 还可以用于侦察监视、武器试 验和运送货物等。德国也有一型“海蚊”共轴双旋翼无人机，它是以 美国QH50为基础研制而成的
哨兵无人机系统
• • • • • CL227、CL327、CL427 庞巴迪飞机公司防务分公司 MAVOS( 海上垂直起落直升机系统) 造价低、生存性高 作为C3I中继站使用，美国、加拿 大、瑞典等多 国装备 • CL227于1990年完成鉴定 • CL427与2011年12月完成演示验证
CL227 哨兵
发动机
功率（kW）
重量（kg）
功质比（kW/kg）
WP10系列国III卡车用柴油机 （维柴） 蓝擎WP6国III卡车用柴油机 （维柴） 欧洲轻型直升机用活塞发动机 （法国Teos Powertrain工程公司 和奥地利Austro发动机公司合作 研发） RR300 涡轴发动机
199 155 330
V750无人直升机：最大载荷80Kg,最大速度161km/h,使用升
限3000m，续航时间：4h K800 绝影-8：
由于无人机平台的多样性，需求推力范围大约为100～10000kgf的涡喷/涡 扇发动机来配装中高端无人机；功率不大于100kW活塞发动机配置低速无 人机；功率不大于500kW的涡轴配装旋翼无人机；功率不大于600kW的涡 桨发动机配装中低速无人机；冲压组合发动机是最有希望用于高超声速无 人机的发动机
CL 哨兵系列
威廉姆斯WR24
• • • • 单轴压气机、单轴涡轮 50kg推力 结构简单 航空煤油
威廉姆斯WR34
• • • • • • 功率38.4KW 单轴压气机、单轴涡轮 前输出 102400RPM 结构简单 JP5航空母舰用煤油
威廉姆斯WTS125
• • • • • • 功率44KW 单轴压气机、单轴涡轮 前输出 102400RPM 结构简单 JP5航空母舰用煤油、重油
CL327保护者 CL427美洲豹
WR34-16涡轴发动机
WR125涡轴发动机
QH50系列无人机
1962年首飞 美海军装备810架 反潜、打击 起飞重量1,036 kg QH-50A ：54 kW 四冲程活塞机 QH-50B ：2台64.5 kW四冲程活塞机 QH-50C： 225 kW Boeing T50-8A 涡轴发动机，制造了373台 QH-50D： 272 kW Boeing T50-12涡轴发动机，制造了377台
Pratt & Whitney Canada
PW200 系列: 500-700 shp
PW210 系列: 1000 shp
PT :500-2000 shp
A160T “蜂鸟” PW207D 涡轴发动机 426.7 kW 9150m 260km/h, 20h
霍尼韦尔
额定起飞功率：746kW • 贝尔407ARH勘测直升机
威廉姆斯WTS117-5
• • • • • • • 功率93.2KW 重量37.2kg 单轴压气机、单轴涡轮 前输出 102400RPM 结构简单 JP5航空母舰用煤油、重油
法国透博梅卡
Turbomeca Arriel Turbomeca Arrius Turbomeca Makila Turbomeca TM333/Ardiden
A160T“蜂鸟” 长航时无人机
• • • • • • 干重1.13吨 续航时间18小时 4缸斯巴鲁活塞发动机 6缸斯巴鲁活塞发动机 PW207D 涡轴发动机426KW 8枚“地狱火”导弹
PW207D 涡轴发动机
无人直升机机动力装置
活塞发动机：往复式和转子
涡轴发动机
动力装置
活塞发动机
优点
技术成熟 功重比大 耗油率低 可靠性高、寿命长 技术发展潜力大 环境适应性强 高空性能好
MQ-8B火力侦察兵
美军主力装备 一套MQ-8B“火力侦察兵”系统 由4架无人直升机和两个发射控 制站组成 携带“九头蛇”航空火箭、 反 舰导弹、反潜导弹和激光制导航 空炸弹 最大起飞重量1.428吨 最大有效载荷317公斤 升限6090米 滞空时间8小时 2010年定型 RR 250 C20W涡轴发动机 190kW
应
用
功 率 (kW)
37.3
耗油率 (kg/kWh)
o.6
功质比 (kW/kg)
1.55
哨兵CL-227无人机
WTS 117
250-C20B PW207D
Williams International
RR PW
CL-327 垂直起降无人 机
“鹰眼” 无人机 “蜂鸟” 长航时无人机
93.2
313 426.7
鹰眼倾转旋翼无人机
• • • • • 起飞重量1.02吨 最大载荷136kg 续航时间：6小时 升限6000米 RR 250 C20W涡轴发动机 190kW
RR 250 C20W涡轴发动机
• • • • 功率190KW 重量62kg JP-5航空母舰煤油、重油 6级轴流+离心，单管燃烧室，2级燃气涡轮+2级自 由涡轮 • 压比6.2，涡轮前温985 ℃ • 耗油率0.468 kg/kW· h
Rolls-Royce
Model 250 系列： 400-750shp Bell 206/407/430/230 Boeing AH-6 MQ-8火力侦察兵 Robinson R66 Bell 47 RotorWay 300T Eagle
RR300: 240-300 shp， 0.3078
RR550: 450 shp，0.2718
第四代涡轴发动机将采用带空气雾化喷嘴的回流燃烧室
发动机参数
基于80daN发动机
空气流量 （kg/s）
压气机压比 压气机效率 燃气涡轮膨胀比 动力涡轮膨胀比 涡轮前温度 （℃） 起飞功率（kW）
1.75
5.5 0.76 3.0 1.6 850 192.0
2.5
5.5 0.76 3.0 1.6 850 275
新技术 高压比双级离心压气机 单晶涡轮叶片 冷却发动机喷管
气膜冷却火焰筒
HTS900涡轴发动机
无人直升机涡轴发动机关键技术
小流量、高压比组合压气机效率 小流量燃油喷嘴高质量雾化 小型高温涡轮叶片冷却
中小型涡轴发动机燃烧室
回流燃烧室：蒸发管或空气雾化喷嘴 折流燃烧室：甩油盘雾化喷嘴
瑞士SKELDAR®V-200
• • • • • • • • 最大起飞重量(MTOW) 200公斤 最大有效载荷40公斤 最大滞空时间5小时 最大飞行速度120公里/小时 执行任务最大半径范围130公里 动力40kW活塞发动机 机载发电机500W 最大升限14000英尺(ISA)
瑞典 APID 60 型无人直升机
0.42
0.396
2.83
4.36 3.75
A160T “蜂鸟” PW207D 涡轴发动机 426.7 kW 9150m 260km/h, 20h 鹰眼无人机，370km/h，5
国内无人直升机
“海鸥”无人机：58.8kW U8无人机：最大起飞重量 230Kg,最大速度150km/h,使用升 限3000m，续航时间：4h