我国航空活塞发动机技术成熟，替代进口占领国内市场
我国航空活塞发动机技术成熟，替代进口占领国内市场
我国自2005年开始开放低空空域以来，通航飞机和无人机迎来了大发展。但由于我国工业基础薄弱，航空发动机技术落后，用于通航和无人机的航空活塞式发动机与世界先进水平一直存在较大差距，无法满足市场的需求。1958年6月，我国第一台根据苏联技术资料仿制的活塞5发动机试制成功，装备运5飞机使用。1962年6月，同样是仿制苏联的活塞6研制成功，安装在初教6飞机上试飞成功。后来，活塞6通过增加压缩比和使用涡轮增压器等方式对发动机进行改进，发展出活塞6甲、乙、丙、丁等型号。活塞7和活塞8也是对苏联发动机进行仿制生产的型号，这些发动机一直生产到80年代中期，解决了我国航空活塞发动机有无的问题，但我国一直没有形成活塞式航空发动机的正向研发能力。直到20世纪末，我国才自主研发出小功率的航空活塞发动机：HS280：排量0.28升，功率15马力，用于无人靶机靶2；HS510：排量0.58升，功率39马力，用于ANS104、ANS105无人机。HS700：排量0.7升，功率55马力，用于ASN206、ANS207、ANS208无人机，这些发动机排量小、功率低，只能安装在300公斤以下的无人机上使用。功率最大的活塞9发动机，2006年立项，2013年8月获得民航局型号合格证，功率只有82马力，无法安装在起飞重量1吨以上的无人机上使用。
由于我国在大功率航空活塞发动机上存在空白，无法为蓬勃发展的无人机产业提供国产动力，我国的大型无人机大都选择了进口发动机。彩虹3、彩虹4、翼龙1、翼龙2都是使用的奥地利ROTAX914F发动机，双尾蝎TB001无人机使用的是德国林巴赫DL2400DX发动机。无人机使用进口发动机用于民用或者出口没有问题，但用于军事用途就存在安全隐患，容易被国外“卡脖子”，急需国产发动机进行进口替代。，随着我国在发动机领域的投入持续加强，近年来不断有新型的活塞式发动机研制成功。2016年4月，彩虹3换上了国产的宗申航发C115发动机试飞成功，C115发动机排量1.211升，功率115马力，配备废气涡轮增压器，最大使用高度达到7200米。2022年1月，翼龙1E无人机装配宗申航发C145HT进行了首飞，C145HT发动机排量1.417升，功率145马力，采用涡轮增压，最大使用高度达到10000米。2022年8月，彩虹4换装国产的航瑞动力“云雀”重油活塞发动机进行了试飞。“云雀”使用航空重油作为发动机燃料，由于重油具有挥发性低、能量密度大等优点，换装“云雀”发动机的彩虹4最大升限超过9000米，巡航时间达到50小时，最大载荷超过400公斤。彩虹5在换装航瑞动力“金鹰”重油活塞发动机后，巡航时间达到120小时，最大航程超过10000公里。2022年1月，6架搭载“金鹰”发动机的彩虹5出口到阿尔及利亚，发动机质量得到国际客户的认可。为什么国产航空活塞发动机的产品种类在近期有了爆发式增长，技术有了巨大的进步，我认为主要有以下几个原因造成的：
一、我国通用航空和无人机市场的增长为航空活塞发动机提供了广阔的市场，吸引了大批公司投资发展活塞式航空发动机。之前市场上只有西北工业大学一家在自主研发生产活塞式发动机，市场的需求也非常小，技术进步缓慢。随着市场需求的爆发，需求推动着供给的增长，国内资本也希望在这个新兴的市场分一杯羹，投资的不断进入促进了新产品的出现和技术的进步。
二、我国汽车发动机的技术成熟推动了航空活塞发动机的技术进步。汽车发动机的结构和原理与航空活塞发动机基本相同，都是往复式内燃机，都具有缸体、活塞、连杆、曲轴等部件，都通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程输出动力，大量汽车发动机的技术可以应用在航空活塞发动机上。我国目前的汽车燃油发动机技术发展迅速，已经处于国际先进水平，在汽车发动机技术基础上发展活塞发动机，降低了研制难度，提高了发动机的可靠性，对我国航空活塞发动机的发展起到了极大的促进作用。
当然汽车发动机与航空活塞发动机在结构和使用环境上还是存在很大的不同，为了更好的推动航空发动机的发展，我国还重点开展了以下几方面的研制工作：
一、加强对电控喷射系统和涡轮增压系统的研制，提高活塞发动机的使用高度。由于高空空气稀薄，发动机吸入的混合气体燃料中氧含量降低，造成燃料燃烧不充分，发动机功率降低，使得活塞发动机的使用高度受限。解决的办法就是使用废气涡轮增压器对发动机吸入的空气进行压缩，增加进气量，同时使用电控喷射系统精准控制燃油喷射量，并准确控制点火时间，保证发动机始终处于最佳工作状态。我国在这方面已经取得了长足的进步，在刚刚结束的第14界珠海航展上，宗申动力最新发布的新款发动机C150HI的最大使用高度已经达到12000米，已经接近涡轮螺旋桨发动机。
二、增加发动机的可靠性。由于航空活塞发动机与汽车发动机的使用环境不同，对安全性的要求极高，需要定期对发动机进行大修，所以大修的时间间隔就是衡量发动机可靠性的一个重要指标。比如我国早期的活塞发动机的大修间隔只有200小时，显然不能满足巡航小时已经达到120小时的无人机对发动机可靠性的要求。随着我国发动机技术的进步，我国目前最新型发动机的大修间隔已经达到2000小时，已与世界先进发动机的大修时间持平。
我国航空活塞发动机通过几十年的发展，从最初的测绘仿制到自主研制，直到现在接近世界先进水平，几十年的发展成果实属不易。我国的活塞发动机现在已经替代进口、占领了国内市场，希望将来能够走出国门，出口到更多的国家，成为中国“大国制造”一个新的亮眼名片。
