美国陆军于近日宣布,GE公司的T901涡轴发动机方案击败了先进涡轮发动机公司(ATEC,由普惠和霍尼韦尔公司联合组建)的T900发动机方案,赢得了美国陆军“改进涡轮发动机计划”(ITEP)项目,军方型号T901-GE-900。而且,美国陆军已先期向GE授予了5.17亿美元的“工程制造和发展阶段(EMD)”合同,要求其在2024年8月1日前完成该发动机的EMD阶段工作,并提供小批量样机。
ITEP选型结果公布以后,ATEC公司对此强烈抗议,并且向美国政府问责局(GAO)上交了书面抗议报告。由于ATEC是ITEP项目最后阶段唯一与GE进行竞争的公司,其T900方案与GE的T901方案存在根本的不同,技术上的进步相对更大一些,也具有独特的优势,因此他们对方案落选耿耿于怀也是情理之中。
不过话说回来,美国企业在对自己的竞争方案落选时也经常提起上诉,甚至有上诉成功从而反败为胜的。例如美国空军的KC-X方案的选型就是如此,波音公司的KC-46方案之前已经败于EADS的KC-45(即A330 MRTT)方案,但通过不懈的上诉,美国空军竟然撤销了原来的选择,重新选择了波音的KC-46,令EADS深感“这世界没有公平”。当然,虽然上诉是相同的,但结果却可能不同,本次AETC的上诉十有八九不会成功,GE基本可以宣告取得最终的胜利了。
当初美国陆军发起ITEP项目,是因为“黑鹰”和“阿帕奇”直升机在过去20余年的作战中,其机体重量不断增加,直升机的速度、作战半径、操控性和有效载荷受到严重影响,而且在伊拉克和阿富汗高温高原环境下的动力明显不足。因此,美国陆军希望有一款新型发动机来替换“黑鹰”和“阿帕奇”直升机所配装的T700发动机,相比T700,这款新发动机功率提高50%、油耗降低25%、功重比提高65%、寿命延长20%以及生产和维护成本降低20%~35%。换发后的直升机将能够携带更多的军事装备和作战人员,作战灵活性和高温高原环境下工作能力更强:航程增加1倍(载重量不变),或者作战时间增加1小时(航程和载重量不变),或者载重量增加2倍(航程和作战时间不变)。
经过多轮评选,最终GE公司以单转子结构布局的T901发动机、ATEC公司以双转子结构布局的T900发动机进入到最后阶段的竞争。GE公司和ATEC公司各自以充分的理由,凭借各自的技术优势和丰富研发经验采用自认为最佳的发动机结构进行布局,力图证明自己的结构布局优于对方且最符合甚至超过美国陆军换发项目的严酷要求,由此挑起了单/双转子结构布局之争。
GE公司认为单转子结构布局一直是美国陆军航空的基础,是目前所有正在服役的陆军涡轴发动机优先考虑的设计方案。单转子结构可使发动机机械结构更加简单,在能保证性能要求的前提下,其成本更低、重量更轻、更易于模块化,部件更少,更易于维护,且更易集成陆军现役直升机。而双转子会增加结构的复杂性,目前的性能要求下,采用相对传统的技术并没有必采用双转子结构,而且如果要保持原T700发动机的安装尺寸不变,那么由于体积和空间的限制更难以采用双转子结构。另外,GE过去一直是“黑鹰”和“阿帕奇”直升机的唯一发动机供应商,在与黑鹰和阿帕奇直升机集成经验上,其他公司无法超越,因此GE提出T901发动机的安装尺寸与T700相同,满足美军对直升机机体“最小程度修改”的要求,甚至可能实现与T700“原位替换”——直接把T700拆下来把T901装上就可以。
T901与T700发动机的关键尺寸都相同
而ATEC公司认为,由于双转子发动机的两个转子组件可各自以最高效率点工作,可以减少了在速度和功率上的不必要的权衡,更有利于提高效率,同等条件下比单转子结构至少可节省燃油3%~4%。同时,双转子发动机更能适应沙尘环境,部件性能衰减更慢,由此,在役时间更长,相应维护时间更少。而且双转子发动机具有更大的功率增长潜力,潜力比单转子发动机高至少10%,这为满足美国陆军军事任务功率扩展和变化需求提供了更大的灵活性,而且不需要像单转子发动机那样要采用特殊材料和新技术来满足性能要求,技术风险并不高。而单转子发动机由于结构是传统的,因此就需要新材料新技术等以提高性能,这在某种程度上增加了直升机的风险。
总之,从近期看,GE公司T901发动机尺寸和重量不变,继承性和维护性更好,且士兵不用培训;而从长远看,ATEC公司T900发动机发展潜力更大,性能更好、油耗更低,全寿命周期成本更低。
由于这两种不同技术特征和结构布局各有优势,而且美国陆军之前提到过“要考虑未来需求”,因此ATEC才信心满满,认为自己的“长远计划”会最终获胜。然而现实情况仍然和以前一样——实用主义打败了理想主义,AETC没有想到的是,美国陆军所谓的“未来”并不十分长远,所以GE公司相对现实实用的方案最终获胜,而ATEC只能进行希望不大的上诉了。
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