導讀::在航空旅行的時候,看著客艙窗外飛機機翼下巨大的民用渦輪發動機,你有沒有想過為什么無人機不使用這種發動機作為動力呢?別擔心,事實上很快他們就要這么干了。
中國航發的國產AEF50E小型渦扇發動機。
目前正在進行一場新的動力競賽,將微型渦輪發動機推向市場,以滿足無人機領域的下一個前沿:遠程、高速、并且實際上還可以運載相當數量的貨物。9月24日,憑借其Monarch 5微型渦輪發動機的成功試飛,一家名為UAV Turbines的公司已經聲稱它們是全世界第一家為中型無人機提供渦輪發動機動力的公司。
但是,UAV Turbines公司其實并不是唯一在這一領域發展的公司。例如,美國Kratos渦輪技術公司也正在為國防領域的無人機研制小型渦噴發動機和小型渦扇發動機。中國航發集團在早在9月18日就在北京航展上向外界展示了一款500公斤左右推力的國產AEF50E小型渦扇發動機。
由于渦輪發動機技術相對于目前大熱的全電動推進器具有一些明顯的技術優勢,因此無人機行業的各個角落都在對它產生了興趣,包括貨運和軍事應用。
行業分析師加勒特-雷姆(GarrettReim)在今年早些時候的文章中寫道:“Kratos渦輪技術公司正在從美國空軍的遠景規劃中獲得啟示,該遠景規劃是開發低成本的導彈和可誘敵的無人機,以壓倒、逃避或超越復雜而影響深遠的俄系防空系統。”
這些公司正在尋求解決的問題是,目前許多固定翼無人機上使用的電力推進系統對于遠程飛行而言實在是太重了,特別是對于有效載荷而言。同樣一磅重的液體燃料所攜帶的能量是電池的50倍左右。
而且隨著當前電池技術所能提供的有效動力潛力達到極限,這已成為一個日益緊迫的問題。根據美國聯邦航空局(FAA)的預測,到2023年,在醫療支持,貨運,搜索和救援以及運輸等應用場景的推動下,商用無人機市場的規模將增加兩倍。但是,當前的發動機不能提供執行這些任務所需的可靠性和安全性。
不過小型渦輪發動機對監管機構如聯邦航空管理局(FAA)來說,帶來了更大的挑戰,這預計也是裝配這型發動機的無人機投入使用的難題之一。
混合動力也被視為一個可用的短期解決方案,在不斷發展的聯邦航空管理局(FAA)法規制定之前,渦輪發動機爭奪市場的競爭正在進行中。例如,與可用的Class 3發動機相比,UAV Turbines公司的Monarch 5發動機在大修間隔時間增加了2,000小時以上,并且可以有效地使用所有類型的重油、包括現有的航空燃料。與傳統的發動機相比,該發動機還產生了兩到三倍的有用機載電力。
有趣的是,行業還看到了這種新型無人機引擎在救災中也會很有用,它將幫助無人機在受災地區飛得更長,更可靠。一種引人入勝的可能性是,一架搭載渦輪發動機的無人機緩緩降落,發動機本身就可以用于向受災停電的社區供電。