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无人机和通航飞机的中国“心”——宗申航空发动机

发布日期:2018-11-12  来源:宇辰网我要投稿我要评论

航空发动机一直是中国航空业的痛点,实现航空发动机的国产化,填补国产航空发动机的短板,一直是行业内有志之士不断努力的目标。

在本届珠海航展上,致力于航空发动机研发的宗申航发,就带来了这样的解决方案,随着其所研发的重油及汽油航空活塞发动机的上市,国内航空活塞发动机的空白将被填补,尤其是在无人机航空动力和通航方面,将打破国外的垄断。

做航发源于宗申的底蕴

2014年开始,宗申航发开始项目化运行,2016年9月正式注册,第一期累计投入资金1.5亿,后期将进一步追加投资,这样的大手笔,让这个国内首家以民营为主体成功自主研发航空发动机的创新型企业的身份显得格外引人注目。

宗申航发全称为重庆宗申航空发动机制造有限公司,系重庆宗申动力机械股份有限公司的独资子公司,致力于航空发动机设计研发、生产制造、销售和售后服务于一体,主要为工业级以上无人机和旋翼、固定翼的通航飞机等航空飞机器提供动力装备。

宗申航发总经理周丹/图 来源宇辰网

之所以能在短时间内做出这些核心的动力装备,离不开母公司宗申动力雄厚的工业基础,用宗申航发总经理周丹的话说,“以前是做小面的,现在是做拉面,锅碗瓢盆油盐酱醋其实都有。”这是宗申航发的底蕴,宗申各类发动机每年销售数百万台,“我们对内燃机的运行机理积累了大量的工程经验。”周丹说,相对于涡桨、涡轴、涡扇,对于活塞式航空发动机,宗申航发显然拥有自己的话语权,对于公司来说,不过是将以前在地上跑的、水里游的,拓展到空中飞的,“只是使用环境稍微特殊一点,针对这些特殊性做一些改进,基本就可以匹配。”

周丹坦言,宗申最开始做航发,是因为有国家项目,前后用了8个月的时间完成。任务完成以后,基于国内在该市场的空白状态,就干脆一鼓作气成立了公司专门来运作。通过近两年的运行,公司已经在无人机方面累积了很多的经验,其中包括为彩虹和翼龙系列无人机提供动力和动力总成,“飞机涉及到很多诸如飞发匹配(飞机跟发动机匹配)、桨发匹配(螺旋桨与发动机匹配),每一个匹配都是一个学科,都要非常丰富的经验,做大量的试验。如果主机厂做这些事情,会觉得很吃力,花费很多精力和人力,迫切地需要有专门的航空发动机公司提供动力匹配、定制化开发、以及后期售后保障服务。”

航空发动机智能健康管理系统/图 来源宇辰网

周丹说,在这个过程中,一方面公司可以把发动机的能力构建起来,将航发做的越来越扎实,同时也可以把附加值做得越来越高,越来越专业,通过积累经验和数据,可以更好地分析发动机的状况,不断地建立标准规范,这样的结果就是发动机越来越健康。“我们现在在做发动机健康管理系统,发动机是很复杂的系统,需要随时监控,保证它处于一个比较良好的状态,等到出了问题就来不及了,而提前预防需要大数据,需要标准,需要专家库。”

国产航空活塞发动机一直比较薄弱

相对于欧美对于活塞发动机广泛的群众基础,活塞发动机在中国一直基本是空白。直到2000年,一些大中型无人机开始涌现,比如翼龙、彩虹等,这种无人机要求的最大特点是省油,在空中停留时间长,一般飞行在200公里每小时,只有活塞发动机油耗能够满足这种需求。而在国外,随着二战结束,美国欧洲很多飞行员退役,开始玩通航小飞机,这类飞机的生产离不开活塞发动机生产厂家,比如莱康明。就这样,因为很多飞行员的需要,通航在美国发展起来,慢慢地莱康明也有了市场。客观地说,美国和欧洲的机场也很多,很方便通航飞行,同时,这样的模式也意味着通过老带新,会培养很多飞行员,但中国目前还没有这样的群众基础。

国内航空活塞发动机发展缓慢的一个重要原因就是配套供应体系不够健全,包括配套供应商的零部件生产能力、交付进度、航空发动机质量意识等,这同时也是影响航空活塞发动机产业化和质量一致性的关键。宗申航发从早期C115研制开始,就致力于构建国内航空发动机完备的配套供应,目前已形成了有50多家合格供方的完整供应链体系,为公司系列航空动力产品的批产化能力和质量一致性奠定了坚实基础。

宗申航发目前拥有员工140余人,人员涵盖发动机总体设计、发动机整机装调、性能测试、质量控制、适航认证等多个领域。目前已先后获得国家专利32项,其中发明专利3项,实用新型专利29项,公司航空发动机生产流水线按照标准工业4.0进行规划设计,被评为重庆市智慧工厂。经过多年的积累,软硬件的投入,被评为“航空活塞发动机重庆市重点实验室”。

C115H航空发动机/图 来源宇辰网

总经理周丹表示,宗申航发的定位是:

先军后民:先军用后民用,军用是刚需,国家需要自主可控。

先修后卖:目前市面上有很多国外发动机或其他发动机,宗申航发可以做修理,包括大修保养,可以帮助客户安全使用,在修理过程中也可以积累经验,便于产品改进。

先发动机后其他:先围绕发动机+,包括发动机健康系统,逐步地帮客户匹配好,发动机运行过程中,需要随时监控,保证它的状态良好,让客户放心安全的使用。

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围绕先军后民、先修后卖、先发动机后其他,来逐步一点一点地做扎实做精,“我们的目标是做提供航空活塞发动机动力的总成服务商。”周丹表示,目前宗申航发主要是瞄准400马力以下的航空活塞发动机,选一到两个比较有代表性的发动机来突破,比如其明星产品C145、C08H。但在做发动机产品的同时,也要顺便把公司的能力构建起来,比如质量、采购、供应链这些软实力,没有这些软实力,就没法持续保障,这就是为什么要构建全方位能力的原因,因为不能有短板。

“活塞发动机有着很强的生命力,从无人机方面讲,它会有越来越广泛的用途,随着电子产业发展,无人机侦查、卫星中继、运输物流都需要它,因为成本低、安全;第二是通航,无论是飞行爱好者的需求还是交通运输的发展刚需,都迫切需要优质的活塞发动机。”周丹表示,它希望宗申航发将来能够做成一个小而精的企业,在某个细分领域做得比较精致、经典,做细分领域的领头羊,“对我个人来讲,喜欢做有挑战性的事情。”周丹告诉记者,这次珠海航展世界各地的客户都到宗申航发的展台咨询,这说明市场摆在那里,这些诉求需要去满足。

做航发就是在跑马拉松

目前,国内已有不少活塞发动机厂商,比如隆鑫、航瑞、芜湖钻石等,这些公司里,有些是自己研发,有的是在欧美买发动机公司来实现国产化,当然,还有老牌外资企业,竞争开始变得激烈。

不过对于目前的态势,周丹表示这种竞争对行业来讲将会起到发展和促进作用,大家都在做这个,说明当初宗申航发的选择是正确的。“这件事拼的是内功,跑的是马拉松,而不是谁比谁快,赚快钱,它是一个持续性的事情。”换句话说,因为竞争对手的存在,无论是人才、供应链、行业标准等都有促进作用,如果没人来做这件事情,这个行业就永远发展不起来。

宗申航发珠海航展团队/图 来源宇辰网

据了解,未来十年,活塞发动机累计需求总量将超3.3万台,占60%以上通飞动力市场,总价值约30亿美元,而低空空域的开放也将进一步刺激通用飞机对涡轴、活塞等发动机的需求量。

目前,宗申航发的产品包括:

1

重油系列航空发动机

1、C08H/C12H航空活塞发动机

系宗申航发自主研发的8马力/12马力双缸二冲程水平对置航空重油活塞发动机,净重4.2kg,最低燃油消耗量280g/kW.h,巡航燃油消耗量320g/kW.h,排量100ml,采用了缸头、缸体风冷的冷却方式,能在-20℃的环境下一键启动。

C08H/图 来源宇辰网

C08H/C12H发动机主要应用于30公斤至60公斤级固定翼无人机、垂直起降复合翼无人机、旋翼机,应用场景包括长航时舰载情报侦察、长航时边海防巡逻、森林消防监测等。

2、C115-HT航空活塞发动机

C115-HT发动机是宗申航发自主研发的115马力四缸四冲程水平对置的高原版航空活塞发动机,具有良好的高空适应性,配备了废气涡轮增压器和中冷器,最大起飞高度为5000米,临界增压高度为8000米,最高使用高度为10000米。

C115-HT发动机能够满足彩虹无人机、翼龙无人机、天翼无人机、旋翼机以及无人直升机的使用需求,应用场景包括军事侦察、边防巡逻、实体打击等。

2

汽油系列航空发动机

1、C145航空活塞发动机

C145发动机是宗申航发自主研发的145马力四缸四冲程水平对置航空活塞发动机,功率106.6kW,净重80kg,最低燃油消耗量285g/kW.h,排量1417ml,采用了缸头、缸体水冷的冷却方式,配备了废气涡轮增压器和中冷器,最大起飞高度为4000米,临界增压高度为5500米,最大使用高度大于8000米。可应用于600kg-1.5t级无人机,例如翼龙无人机、彩虹无人机、天翼无人机、旋翼机以及无人直升机,应用场景包括军事侦察、边防巡逻、实体打击及安全监测等。

C145航空发动机/图 来源宇辰网

2、C20航空活塞发动机

C20是宗申航发自主研发的一款20马力双缸水平对置航空活塞发动机,净重17kg,最低燃油消耗率500g/kW.h,排量342ml,采用了缸头、缸体风冷的冷却方式,功重比达1.17kW/kg,在桨叶直径为1.25m时,提供的最大静推力为100kg。

活塞发动机/图 来源宇辰网

C20发动机主要应用于单双人动力伞、农林植保机及三角翼,应用场景包括单双人动力伞娱乐飞行、喷洒农药等。

3

航空螺旋桨

宗申航发自主研发的两款直径分别为1830mm、1870mm的电动变距推力螺旋桨ZP1780和ZP1870,产品变距范围为+12°~+36°,最大转速为2500rpm,可满足飞行器不同的飞行工况;桨叶采用碳纤维复合材料制作,桨叶、变距机构以及其余附属配件都采用轻量化设计,在保证足够安全裕度、满足环境适应性的同时,,在标准大气压下2400r/min时能提供不低于250kg和300kg推力。

航空螺旋桨/图 来源宇辰网

目前,ZP-1830已经完成在某大型无人机的飞行试验。

 
本文链接:https://www.81uav.cn/uav-news/201811/12/45050.html
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