2019-06-17 18:27
近日，位于美国南加州一个机场的神秘子弹形飞机Celera 500L引发美国航空界的广泛关注。美、英、俄等国媒体纷纷报告。这种飞机燃油效率要比现有的喷气飞机提高10倍，这种采用活塞发动机的螺旋桨飞机，能够在2万米高空以喷气客机的速度飞行，能够深刻改变现在的航空运输格局。美国Celera 500L飞机比喷气机省油10倍，源自发动机，缺点也很多。
Celera 500L使用了两台Raikhlin飞机发动机公司的RED A03 V12活塞发动机。这是一种压燃式重油航空活塞水冷发动机，功率500马力，带有多级涡轮增压器和中冷器，重油燃烧热效率比航空煤油高30%以上。压燃式重油航空活塞水冷发动机优点如下:
1)燃油消耗率低，飞行器续航能力强。压燃式活塞发动机最大的特点是燃油消耗率低，比点燃式低10％～30％;在飞行器和燃油质量保持不变的情况下，飞行器的航程与有效燃油消耗率成反比。此外，在相同的续航能力前提下，由于燃油消耗率低，加之重油比汽油密度大，压燃式发动机可减小飞行器油箱体积和迎风面积;在相同的油箱体积前提下，压燃式发动机可以增大飞行器的航程。此外，因压燃式活塞发动机的热效率高，与功率相同的点燃式发动机相比，散失的热量可以减少10％一15％，因此可以减小发动机冷却系统的负荷，机体散热少、排气温度低，红外隐身性好。
2)可靠性高。压燃式活塞发动机没有点火系统，电磁噪声水平低，零件数量少:超载能力强
过量空气系数大，对油气混合比例的变化不敏感;压燃式点火可靠性高，发生空中停车的概率极小。
3)高度特性好。进气增压可以弥补活塞发动机随海拔高度升高而产生的功率损失，在增压器和发动机允许的条件下，增压器増压比越高，发动机保持100％额定功率不损失可以达到的海拔高度就越高。点燃式发动机由于爆震和热负荷的限制，进增压比一般不大于2:而压燃式发动机的进气增压比可达4，故高度特性好。
4)转速低、扭矩大，减速器质量轻。压燃式重油航空活塞发动机的额定转速较低，一般在2000～4000r/min之间。在相同的飞行器平台上选用压燃式发动机时，减速器的减速比可以大幅度降低，减速器的体积和质量可以显著减小。在某些飞行器中，压燃式发动机具备不用减速器而直接驱动螺旋桨的能力，不但消除了减速器的冗余质量，而且发动机可以利用螺旋桨的惯性取代部分发动机飞轮的惯性，从而使发动机自身的飞轮也能大幅度减轻质量。
压燃式重油航空活塞发动机也有一些缺点:
1)功重比低。功重比低始终是制约压燃式航空活塞发动机广泛应用的首要问题。1928年9月19日，装配美国底特律 Packard公司DR-980型柴油机的 Stinson SM-1 DX Detroiter号飞机试飞成功，这是世界上首次以柴油机为动力的飞行，其功重比仅有0.73kW/kg，燃油消耗率达243g/(kW・h)。二战后柴油机在航空领域消声匿迹，主因就是柴油机较笨重，功重比低。
2)振动噪声问题。点燃式发动机燃烧柔和，振动噪声较小;压燃式发动机由于压缩比和最高爆发压力高，振动噪声水平高于点燃式发动机，尤其是在低转速段
3)冷起动问题。燃用重油时，压燃式方案与点燃式方案同样面临冷起动问题。但是，简单的电热塞技术已经很好地解决了现代车用柴油机的冷起动问题。
通常活塞发动机的油耗率要低于涡桨发动机，更低于涡扇发动机和涡喷发动机，由于重油式活塞发动机比航空煤油活塞发动机燃油效率高30%，因此Celera 500L飞机可以在高空取得较好的省油效果，相比于高耗油率的涡扇喷气发动机，其省油10倍就情有可源，但是发动机功重比低的顽固特性萦绕着它，实用化以后能装载货物偏少，速度较低将是Celera 500L飞机的弱点。
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