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油料引发无人机发动机"大战" 美欧竞逐航空重油

发布时间:2017-08-09 点击次数:5075次

——浅谈无人机的(重油)活塞发动机

现代航空活塞发动机,其本来的用途是初级教练机、行政机、小型运动飞机和无人机的动力装置。这些发动机的燃料大多为航空汽油,但是航空汽油在实际运用中有一些缺陷: 

第一个问题,是航空汽油普遍含铅,准确的说是四乙基铅(Tetra-ethyl lead,缩写TEL)。四乙基铅可以提高燃料的辛烷值,提高燃油的闪点,防止发动机内发生爆震,让发动机使用更高的压缩比,进而改善汽车发动机效率和功率。但是,过度接触四乙基铅,可以造成人的神经中毒导致的的全身性疾病,重者可昏迷致死,且有致癌嫌疑,对人体有害。

即便含铅添加剂正在不断降低,含铅汽油这环保日益重要的当今社会自然不受待见。欧美国家已经明确提出禁止使用含铅燃料的期限,也禁止在军舰等军事设施上配备含铅汽油,很多大航线也不配备航空汽油。这是航空汽油的最大问题之一。 

解决的方式之一,是改用车用无铅汽油代替航空含铅汽油。不过车用汽油有较高的饱和蒸汽压和添加剂腐蚀性,如果飞机发动机的燃料系统没经过充分的设计,油料若在燃料管道气化为气泡,就会阻碍甚至阻断发动机燃料供应,给飞机带来安全隐患。这种“气锁”(Vapor Lock)效应,是汽油带来的第二个问题。 

第三个问题是,航空汽油易挥发且闪点(是在规定的试验条件下,使用某种点火源造成液体汽化而着火的最低温度)较低,常温下汽油混合气体遇到明火很容易燃烧和爆炸。用于危险的军用场景不够安全。

由于上述这些原因,无人机燃料的焦点逐步移到了航空重油上。

航空重油没有含铅汽油的铅添加剂,也不存在无铅汽油气锁的问题,且闪点和燃点都比汽油高,在遇到意外情况后发生燃烧和爆炸的概率大大降低,因此安全性比航空汽油有很大提高,存储运输都更方便。同时,美军军用飞机采用煤油燃料是很多的,大量使用的Jet A、Jet A1、JP-5和JP-8,都是以煤油为主的燃料。比如JP-5,是煤油混合少量汽油制成, 是美军涡轮动力飞机的标准燃料之一。采用重油作为中小型无人机燃料,对减少军用后勤保障负担也有好处。再加上,与功率相同的活塞发动机与喷气发动机相比,具有体积小,重量轻,升功率高,结构简单,操作维护方便等诸多优点,作为中小型无人机的动力,整体上仍然有优势。西方航空强国们终于在上世纪末启动了重油活塞发动机的研制高潮。


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