羅羅公司瞄準新的軍用飛機發動機技術

美國五角大樓對發動機制造商的要求非常苛刻，包括航程更長、速度更快、耐久性更好、飛行高度更高，而所有這些改進的前提是成本更低。

　　最近，美國空軍宣布，將發展下一代推進和無人系統技術，以保證2018年部署遠程攻擊機所需要的技術在未來10年發展成熟。

　　過去10年，航空工業唯一的大項目是JSF項目，但是今后將有多種形式的飛機項目獲得發展。羅羅公司在對五角大樓40多份規劃和交換文件進行分析后認為，今后美國將對超聲速遠程攻擊機更感興趣。對"全球鷹"高空長航時無人機和未來信息、監視和偵察(ISR)飛機的需求也將十分迫切，目前，這種飛機的航時可達到30小時，不久就要達到2天甚至7天。

　　目前，羅羅公司的任務是將這些需求轉變為動力系統需要的改進。現在，該公司不知道具體的發動機需求，只知道要求高度更高、航時更長。因此，該公司今后的任務是把這些進一步轉變為發動機的性能要求，最終分解為需要發展的技術并制定計劃來發展這些技術。

　　例如，羅羅公司目前正在從推進系統和發電系統中取消諸如潤滑部分之類的累贅。

　　羅羅公司位于美國的自由工作組副主管說："如果你希望一次在天空中停留幾周和數月，就要從發動機中取消滑油，采用磁浮軸承支撐。齒輪箱是用滑油潤滑的系統，它產生熱量，今后我們的飛行器系統將更加綜合，為減少阻力和紅外信號，發動機上的齒輪箱將消失。

　　隨著美國國防部最新的四年一度防務評審文件的發布，羅羅公司似乎切中了五角大樓的脈搏。

　　防務部長拉姆斯菲爾德和參謀長聯席會副主席Adm. Edmund Giambastiani也要求，今后要重點發展增加航程和留空時間的能力、用于監視或攻擊的更大和更靈活的有效載荷，以及在敵占區的滲透和生存能力。其他的重點是：在聯合機動、ISR等方面增加投資

　　除遠程、快速打擊和長航時偵察外，羅羅公司還計劃發展軍用低可探測、短距起飛并帶有強大電力系統(以驅動傳感器和定向能束武器)的戰術運輸用途的發動機技術。美國空軍已表示對這種系統感興趣。該公司計劃研究能力、單位燃油消耗和航程與C-130 相當，但是雷達反射截面較小的推進器的下一代運輸機發動機。這些要求將需要新的設計。

　　未來的運輸機發動機可能埋入機翼內，戰斗機將有更好的短距起飛能力。有些飛機需要升力發動機--例如JSF埋入機翼內的升力風扇。另外，電力作動將取代機械作動。軍事用戶還要求發動機能提供幾兆瓦的電力，為大量的傳感器和定向能束武器提供電能。

　　從發電的角度看，AE3007(用于V-22)或T56(用于C-130和P-3)發動機是合適的動力，其轉速可驅動幾兆瓦的發電機。高速發電機使燃氣渦輪硬件無需齒輪箱減速，達到更直接的耦合。通過10年的工作，該公司開發了高溫Lamilloy材料，用于燃燒室、渦輪葉片和導向器。壓氣機空氣對這種材料制成的部件進行冷卻，使發動機溫度達到金屬熔點溫度時能保持核心機的功能。采用這種材料后，發動機可在更高的工作溫度下運行，推力更大。但是，要使這些系統能共同工作還有很長的路要走。

　　將要發生巨大革新的其他3個領域是：燃油更改、發動機產生電力和發動機無需潤滑。

　　對于高馬赫數飛行來說，最關鍵的一個問題是用燃油吸熱。燃油吸熱后可更高效地燃燒。但是，燃油吸收的熱量是有限的，當過量時就會形成焦炭沉積在發動機內部。目前，羅羅公司正在對焦炭問題進行研究，例如用催化劑或噴入燃油對燃料進行還原。

　　通常，發電機是由燃氣輪機高速轉子驅動的。羅羅公司為"全球鷹"無人偵察機發展了一種由低壓風扇轉子驅動的發電機，可提供2倍的電力。

　　羅羅公司認為，驅動一個裝有大量傳感器的飛機平臺需要250KW的電力。如果考慮定向能武器的需求，就要求達到兆瓦級。

　　目前，該公司正在發展無濕潤滑的軸承系統，采用磁性支撐重量超過2噸的轉子。這種系統有助于控制振動，在足夠低的溫度下運行，可取消滑油槽(是主要的熱源)，因此使飛機的留空時間更長。帶高速發電機的耦合(主動磁性)無軸承系統還能取消齒輪箱。

　　羅羅公司將首先在船用系統上部署兆瓦級發電機。取消齒輪箱可大大節省重量和空間，這將影響艦船的結構。在飛機上運用將是下一步的目標。

　　根據創新性進入時間關鍵遠程攻擊機(RATTLRS)計劃，洛克希德·馬丁/羅羅公司發展的M3+超聲速巡航導彈將促使發動機制造商進行續航時間更長的設計，并設計出沖壓或超燃沖壓組合的組合循環推進，用于M6~7的飛行。RATTLRS計劃只是一個短航時的設計。 RATTLRS的推進系統是一種迎風面積小、推力大的渦噴發動機。為使速度更快，需要采用組合循環。

　　高速對于時間關鍵這個目標來說是適合的，但是高速并不是偵察和搜集信息或監視數據的理想選擇。羅羅公司將研究用速度更慢、無人駕駛、成本效益更高的系統重新建立SR-71監視和滲透能力的技術。另一個考慮是改善噴氣發動機的運行，包括將發動機設計成"能感知內部發生的情況，并采取糾正措施或通知維護"的推進系統，以大大提高發動機的壽命。