小推力航空發動機的優勢及應用分析

小推力航空發動機的定義

根據國際民航組織的分類規則，推力小于26.7kN的民用航空發動機為小型發動機，推力小于30kN的軍用航空發動機被普遍認為是小推力發動機。本文將小推力航空發動機的定義為推力小30kN的渦噴/渦扇發動機。

小推力航空發動機在民用航空領域主要以中輕型公務機應用為主，在軍用航空領域主要以軍用無人機及巡航導彈為主。此外，小推力航空發動機在動力滑翔機、無人車等領域也有應用。

國際上小推力航空發動機代表產品包括：霍尼韋爾的TFE731、普惠加拿大公司的PW500、威廉姆斯國際的FJ44、捷克PBS的PBS TJ150等。

（注：表中數據帶“*”為外直徑）

小推力發動機技術要求與大型發動機有較大不同

小推力航空發動機可以借鑒大型發動機的研究成果和試驗條件，但并非是大型發動機的縮型，因而有它自身獨特的設計和制造技術，需要考慮的設計要求包括：小尺寸效應、低雷諾數對壓力機影響、低成本要求、高速轉子的穩定性等。

此外，在不同的應用領域，對小推力發動機的技術要求也不同。對一次性使用的靶機、自殺式無人機、導彈的動力裝置，主要要求其推重比高，抗過載和抗進口氣流畸變能力強，而壽命短（I~2h）;對無人戰斗機動力裝置，主要要求其工作包線寬廣，加、減速性能好，巡航耗油率低（≤0.8kg/daN·h），隱身性能好;對長航時無人機，尤其是高空長航時無人機動力裝置，則要求其耗油率低（≤0.6kg/daN·h），壽命長（≥3000h），飛行范圍廣，高空特性好;小型低空無人偵察機動力裝置功率小，但要求其質量小，加工成本低。

渦輪發動機在非航空領域應用獨具優勢

目前，在非航空領域中應用的航空發動機大都指的是航空燃氣渦輪發動機，像渦噴發動機、渦扇發動機、渦槳發動機、渦軸發動機等。由以上航空發動機改型的輕型燃氣輪機可以用作艦船、坦克裝甲車輛、無人車等提供動力，也可以用來發電，以及應用在天然氣和石油輸送等領域。

航空發動機該輕型燃氣輪機動力渦輪輸出的功率帶動發電機或油泵，則可以成為地面電站或泵站的動力，即工業燃氣輪機;帶動艦船的螺旋槳就成為船用燃機;基于不同的燃氣發生器原理，可以得到不同的發動機。

航空發動機在非航空領域應用具有以下優勢：

國產小型渦輪發動機市場亟待填補

目前，中國軍用無人機發動機主要以航空活塞發動機為主，渦輪發動機（包括渦軸、渦槳、渦扇、渦噴）受限于國外對中國技術出口限制，中國在無人機用渦輪發動機領域在2018年以前仍基本處于空白區，尤其在渦扇/渦噴發動機領域。

無人機應用小型渦扇/渦噴發動機，相對比活塞發動機，擁有更大的推重比、更快的速度、更高的飛行高度，未來中國發展察打一體無人機，小型渦扇/渦噴發動機不可或缺。

2018年11月，中國航發在珠海航展上展示了AEF50E渦扇發動機、AEP50E渦槳發動機、AEF20E渦噴發動機等3款可用于無人機的發動機，旨在填補我國急需的無人機動力空白。

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