美企業測試改進版發動機 應用後可使無人機更安靜飛得更遠

《軍事時報》6月19日消息:可能大多數人都沒有聽說過發動機專家菲力斯·汪克爾上世紀60年代設計的汪克爾發動機。這款發動機雖然設計緊湊,運轉速度快而且比常規內燃發動機產生的動力更強,但由於耗油太多,經濟性差,所以從未引起人們的注意。但是,它的衍生版或將在美軍未來無人機上得到應用。

美企業測試改進版發動機 應用後可使無人機更安靜飛得更遠

發動機技術企業LiquidPiston使這款發動機的局面發生了變化。公司CEO史科尼克指出,他們改變了原來發動機的設計,可使飛機的飛行時間延長50%以上。他說:“我們研發了一款名為X4的發動機,它與老式的汪克爾轉子發動機類似,但解決了汪克爾發動機之前的一些難題,而且還改進了熱力循環。”新發動機是一款30千瓦,40馬力的轉子柴油發動機。

據悉,這款發動機除了能延長飛行時間,還能減少無人機發動機的熱特徵,減少振動,減少對敏感型情報、監視和偵察設備的影響。美國國防高級研究計劃局對這款發動機很有興趣,已經向LiquidPiston公司增加投資250萬美元進行研發和改進。加上之前該機構從2016年開始進行的投資,其對這項新技術的投資已達600萬美元。

該公司指出,他們對這款80多年前的內燃發動機進行了重新設計。採用新設計後,它的體型可比一般的活塞發動機小5到10倍,大小相當於一部iPhone手機。而且它比柴油發動機更輕,效率是汽油發動機的兩倍以上。

史科尼克說:“這些目標都很宏偉。發動機的重量能達到30到40磅,效率是其他發動機的兩倍,例如陸軍‘影子’無人機的發動機。”陸軍的RQ-7“影子”無人機採用的是汪克爾發動機設計,視負載和其他情況而定,飛行時間在4到9小時之間。

美企業測試改進版發動機 應用後可使無人機更安靜飛得更遠

標準35馬力柴油發動機(左)和LiquidPiston公司的40馬力柴油發動機(右)

X4技術還有非常重要的一點,那就是可以調整大小。史科斯克說:“我們還有5馬力版發動機,它比較適合Aerosonde無人機(重30磅)。40馬力版發動機更適合‘影子’或類似大小的無人機。”

史科斯克還提到:“我們的發動機能做到非常安靜。發動機沒有活塞撞擊聲,唯一的噪音就是齒輪和燃燒發出的。所以它相對安靜的多。”由於X4是純柴油發動機,非火花點燃,所以LiquidPiston公司還可以設計其他不帶電子元件的變型發動機,這樣就不會干擾某些偵察設備。轉子發動機設計還能降低發動機振動,這樣就能減少很多麻煩。最重要的是,由於發動機的熱效能更高,所以進入廢氣中的熱量較少,這樣就能減少熱特徵,可以繞過敵人的熱成像設備。

史科斯克最後提到了發動機的可靠性和可持續性問題,因為這是當今無人機發動機的最大限制因素。“影子”無人機很難起動,而且也經常因誤操作而失蹤,目前的發動機也需要經常進行維修。而新發動機的密封不在轉子內,而是在殼內,更容易進行潤滑,所以可靠性和可持續性更佳。

發動機今年將進入第二階段測試,預計10月左右開始。測試完成後,LiquidPiston計劃與一家無人機生產企業夥伴一起,開始進入實際應用測試。


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