涡桨发动机短板限制无人机性能

在中国航空航天科技不断取得令人瞩目成绩的今天，我们依然需要看到我们的不足之处。对于各种飞机来说，困扰国人多年的是航发问题，总是难以研制出高性能的发动机是我们的一块心病。飞机的速度，起飞以及机动都对飞机发动机有着比较高的技术要求，因此把发动机称谓飞机的心脏是绝对正确的。虽然我国在发动机技术上暂时还赶不上西方国家，还没有取得同样令人振奋的成就，但也在逐渐看到隧道的尽头，胜利就在眼前。和我国目前层出不穷的各种飞机比起来，本来应该先行一步的发动机逊色许多。飞机发动机一般分为涡扇发动机、涡轴发动机以及涡桨发动机，我们一般经常听到的就是涡扇发动机。比如歼-20战机所使用的涡扇-10，运-20大型运输机使用的涡扇-20。

而之所以大家对涡扇发动机比较熟悉是和国家侧重点不同有很大关系的。战斗机是国之重器，没有战斗机就没有制空权，所以战斗机发动机的研发自然优先，战斗机使用的就是涡扇发动机。直升机使用的是涡轴发动机，近些年随着国家对各种武装直升机研制的倾斜，涡轴发动机也取得了一些突破。与涡扇发动机和涡轴发动机比起来，涡桨发动机是我国目前航空发动机领域最空白的一个项目，简直就是中国航空航天的重灾区。涡桨飞机也就是螺旋桨飞机，而螺旋桨可由涡桨发动机或者活塞式发动机驱动，涡桨比活塞式的重量轻、功率大、升限高、运转平稳，所以许多大型运输机都采用涡桨，像美国C-130大力神运输机。活塞式通常只用于小功率场合，比较常见的就是民用的救援，救灾飞机，偏小型化。和喷气式飞机比起来，虽然涡桨飞机速度慢，噪声大，但是省油、起飞着陆距离短，在不少场合具有独特的优越性。比较具有代表性的就是美国C-130运输机，由于是涡桨发动机所以飞起要求特别低，甚至沙地土地都可以，只要距离不是特别短，起飞都不是太大的问题。在一些条件不太好的战场，这种以涡桨驱动的飞机解决了很大的问题。

（涡桨发动机工作原理）

涡桨飞机涡桨的使用很灵活，除了我们常见的机翼上安装的双发、四发（C-130运输机四发），还有机头安装的单发（小型私人飞机比较常见）。螺旋桨不仅有常见的拉进，还有桨叶在后的推进。如果你认为涡桨发动是老旧的东西，那你就错了。随着现代无人机的兴起，涡桨具有了新的重要性和用处（涡桨可以用到无人机上）。一般小型无人机可以用活塞式甚至电池驱动（这种电池驱动的无人机还是比较常见的）。活塞式甚至电池驱动毕竟动力有限，较大的无人机大多都采用的是涡桨，最典型的就是美国的“捕食者”系列无人机。有人说喷气式速度更快，喷气式的推力更大，确实。但喷气式同样比较费油，而一架无人机又可以携带多少燃油呢，燃油不够也就意味着航程短，执行任务时间短，并且不适宜低速飞行。所以，特别追求长航时和大航程的察打一体无人机还是以涡桨驱动为主。

对于我国来说，由于缺乏合适的中小功率涡桨发动机，所以只能被迫使用功率小、性能受限的活塞式发动机，严重限制了性能，比如我国“彩虹5”察打一体无人机。与同类型的美国“捕食者”无人机比起来，我国“彩虹5”在使用涡轮增压的活塞式发动机情况下，功率只有美国“捕食者”的加莱特TPE331涡桨（美国著名的霍尼韦尔航空航天集团产品）的一半。同时，在两种无人机翼展相似的情况下，“彩虹5”无人机的有效载荷与“捕食者”比，降低了百分之六十。彩虹5无人机升限也从15000米降低到9000米，不仅限制了对地视界和增加巡航阻力，也限制了高原起飞性能。这样比下来，两种几乎差不多的无人机就因为一个发动机的不同，在性能上差的不是一点点。真的是我们没有优秀的无人机吗？不，只是我们没有高性能的发动机。