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介绍
微型航空发动机是航空发动机的一个分支，与大型飞机所用的“航空发动机”有着显着的区别。 微型航空发动机（Micro Aero-）是一种相对复杂、精密的热力机械，主要为无人机、巡航导弹等提供飞行动力，也可为地面设备提供动力。 微型航空发动机的技术难度并不像民用飞机航空发动机那么高。 许多国家都可以自行设计和制造微型航空发动机。 能力突出的国家有法国、德国、美国、英国、捷克等。
微型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其中涡轮发动机的推力在500公斤以下，活塞发动机的功率在100KW以下。
太阳谷发布的《国内外微型航空发动机发展现状及市场需求研究报告》重点介绍了国内外微型航空发动机的发展现状和趋势，目前的发展现状、竞争格局、市场规模等。国内外微型航空发动机市场未来发展。 趋势等趋势进行了深入研究，对微型航空发动机研制单位具有重要的参考价值。
国内外微型航空发动机发展现状分析
国外微型航空发动机的主要研制单位有：赛峰集团公司、荷兰AMT BV公司、捷克PBS Velká Bíte公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚公司、美国公司等。在此领域研发，产品众多，技术实力雄厚。 尤其是该公司、ROTAX公司、AMT BV公司，以及该公司拥有众多明星级产品，在该领域享有国际声誉，其产品极具竞争力。 强大的。
美国在微型航空发动机领域拥有雄厚的技术实力。 普惠公司、洛克菲勒马丁公司、诺斯罗普格鲁曼公司等都在该领域拥有较强的研发能力。
俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了不少成果。 俄罗斯的TBД-10涡轮螺旋桨发动机是20世纪70年代的产品。 俄罗斯将其作为基准发动机。 经过改进和修改，已开发出6种不同功率的发动机。 针对不同用途的发动机，该系列产品有TB、L1-10E、TBД-20。 用于运输机的 PZL-IOW、BCY-10 和燃气涡轮发动机，以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。 俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强大的研发能力和技术开发能力。 其研制的巡航导弹在世界上具有较强的影响力，其动力装置研发能力也在世界上名列前茅。
法国赛峰集团是微型航空发动机领域的领导者之一。 该公司是世界上最大的微型航空发动机公司之一。 拥有多种型号的微型航空发动机供各单位选择。 2014年，中法航空制造巨头宣布成立新合资企业，为全球市场打造世界一流的民用涡轮螺旋桨发动机零部件供应商。
德国在微型航空发动机领域也拥有雄厚实力。 其企业开发了多种具有代表性的微型航空发动机，在该领域具有一定的行业地位。 此外，加拿大庞巴迪公司旗下的奥地利ROTAX公司在微型航空发动机领域拥有非常强的技术研发能力和市场份额。 该公司研发的ROTAX系列微型航空发动机被美国、中国等国家的先进无人机所采用。 。
我国微型航空发动机研制单位众多，包括中科院系统、中航系统、航天集团、大专院校等。
国内微型航空发动机研制单位中，比较突出的研究单位有：中国科学院工程热物理研究所、中航工业航空动力机械研究所（608所）、中国科学院第三研究所第三十一研究所等。中国航天科工集团公司. 中国燃气轮机研究院等
国内外主要技术差距分析
一、我国无人机发展仍受制于动力
总体来看，我国航空发动机产业还比较薄弱，具体体现在产品性能指标较低，产品系列不够完善，存在不少差距。 因此无法为车型的发展提供足够的动力支持和储备，以至于导致很多车型依赖国外发动机，或者性能受到限制。 因此，对于我们国家来说船舶物资，不仅仅是无人机，整个航空工业能否进一步发展，很大程度上取决于我们的航天发动机能否跟上进步的步伐。 。
值得一提的是，我国的航天发动机产业也在不断进步。 目前，我国已完成无人机用涡轮增压活塞发动机的研制美国飞机发动机寿命，提高了国产无人机的高原性能，初步解决了国产无人机的难题。 关于人机之间的动力问题，国产400KW/620马力涡桨发动机的研发也取得了进展，可以为我国轻型运输机和大型无人机提供动力支持。
在2014年无人机展上，我国公开展出了CH-4大型无人机，这是我国继翼龙、AH-3之后的又一款侦察/打击无人机。
不过，翼龙的发动机来自奥地利活塞发动机。 它是一款水平对置4缸废气增压发动机，排量1.2L，输出功率110马力，重量64公斤。 需要指出的是，其搭载的是美国MQ-1“捕食者”无人机。 该型发动机也是翼龙能够在战术技术上与MQ-1抗衡的关键。 与目前国内可用的航空活塞发动机相比，还存在一定的差距。 从珠海航展来看，我国的HS-133活塞发动机只有82马力，重量为80公斤，所以装备翼龙无人机会大幅降低其性能。
从这里可以看出，由于发动机的差距美国飞机发动机寿命，我国无人机的战术技术指标一下子就被国外无人机拉开了。 这种差距并非来自于飞机本身，而是由飞机发动机性能的差距造成的。 这也从一个方面体现了发动机对于航空工业的重要性。
2、现有发动机谱系不能满足需求。
我国作为幅员辽阔的大国，面临着复杂的国际环境。 现代国防对无人机的发展有着非常强烈的需求。 尤其是随着人们对未来战争的观念、作战形式、任务要求的改变，无人机研发的发展受到了一些关注。 由于我国幅员辽阔，海陆空覆盖范围广，无人机正朝着高、中、低空、远、中、近程、低速、高速相结合的无人机使用方向发展。 - 高速无人机。
未来的空战将是无人机之间的空战。 为了满足战争需要，我国需要从近程到远程、从低空到高空、从轻型到重型、从侦察到作战，涵盖各种射程、各种用途。 系列无人机。 我国现有的无人机型号远远不能满足未来战争的需要。 为了满足国防发展的需要，更好地发挥无人机作为有效军事武器的潜力，有必要发展以下类型的无人机：特种作战侦察用微型无人机； 短程战术侦察或战斗所需的无人机； 使用涡轮轴发动机的旋翼无人机； 中空和远程无人机； 超高空、超高速无人机。
3、新发动机技术研究滞后
我国在转子发动机等新型微型航空发动机的研究方面落后，远远落后于美国、德国、日本等。为了更好地发挥无人机作为有效军事武器的作用，发挥无人机的潜力，平台上，我们应该高度重视无人机。 人机动力学研究与开发。 美国在《无人机系统路线图（2005-2030）》中指出：“推进技术和处理器技术是无人机的两项关键技术”。 可见，动力技术的发展对无人机系统的发展起着重要的作用。 发挥着尤为关键的作用。
我国无人机强国发展应立足我国各军种无人机发展需求，重点发展无人作战飞机、高空长航时无人机、和高超音速空中无人机。 该平台兼顾其他无人机需求，以核心机与涡轮冲压组合发动机为主线，遵循“加强预研、自主创新、统筹规划、系列化开发、填补空白、占据领先地位”的发展原则。 “高端”突破无人机系统电源以器件关键技术为基础，通过现有电源系列的全新研发，开发出满足国内军用、民用无人机系统发展需求的各类电源器件。
国内外微型航空发动机发展趋势分析
1、高性能大涵道比涡扇发动机是重中之重
大涵道比涡扇发动机是指涵道比为4及以上的涡扇发动机。 由于大涵道比涡扇发动机油耗低、噪声低，被广泛应用于大型民用和军用运输机以及加油机、预警机、反潜机等其他大型亚音速飞机。11月12日2013年，在第九届中国国际航展飞机发动机展区，中航工业展出了国产大涵道比涡扇发动机的金属比例模型。
从目前民用和军用飞机的发展现状来看，迫切需要高性能大涵道比涡扇发动机。 毫无疑问，这是我国近期诉求的重点，也是难点之一。 目前，国外高端无人机动力的发展趋势主要是涡扇发动机。 涡扇发动机油耗相对较低，具有寿命长、成本低、易于系列化等优点，非常适合未来无人机平台的动力需求。 从国外无人机的现状和发展趋势来看，目前正在研制和即将研制的高端无人机基本采用涡扇发动机提供动力。 例如，欧洲的“神经元”验证机采用“阿杜尔”涡扇发动机。 美国“联合空战系统计划”（J-UCAS）研制的X-45A/B和X-47无人战斗机的验证原型机选择了现有的涡扇发动机。 因此，涡扇发动机将是未来发展的重点方向。
2、未来发展重点是冲压发动机
冲压发动机主要用于超音速巡航导弹。 冲压发动机是一种用于高速飞行的新型尖端航空科技。 它的发展日新月异。 在这一领域，存在着各种各样的复杂问题需要研究和解决。
随着飞行速度的增加，需要设计和制造更高效的部件——扩散器、燃烧室和尾喷嘴。 一些国家正计划将冲压喷气发动机的飞行速度提高到音速的5-7倍，甚至更高（约5300-7400公里/小时）。 这就需要解决一系列新问题。 例如，第一个要求是解决热障问题。 当M=5飞行时，发动机壁与空气摩擦后温度可达1000℃左右。 燃烧室受热后，温度将达到2500-2800℃左右，这就需要材料具有更高的耐温性能。 其次，为了将燃烧室加热到更高的温度，目前使用的燃料（煤油）是不够的，需要高能燃料。
当今已进入原子能时代。 因此，原子能在冲压喷气发动机中的应用吸引了许多科学家并促使他们进行不懈的研究。 这个理想将在不久的将来成为现实。
在地球大气层的上层，由于太阳和宇宙射线的作用，部分空气分解成离子。 当这些离子重新结合成分子时，会释放大量的能量。 因此，可以将少量的催化剂注入发动机中，使离子再结合成分子并释放能量来推动飞机，从而根本不需要携带燃料。 这种离子冲压发动机的射程可以认为是无限的。
3、涡轮/冲压发动机和火箭/冲压发动机组合发动机是重要方向之一
涡轮/冲压发动机和火箭/冲压发动机联合发动机主要用于高超音速巡航导弹和攻击机。 涡轮/冲压发动机和火箭/冲压发动机联合发动机是一个重要方向。 两种组合发动机的结构相似。 一个重要的区别是它们提供自己的氧气用于燃烧。 这种发动机具有多级涡轮驱动的低压压气机，驱动涡轮的动力是通过在火箭式燃烧室中燃烧燃料和液氧产生的。 由于气体温度可高达3500度，因此在气体进入涡轮之前需要向燃烧室注入额外的燃料进行冷却。 然后，这种浓混合物（气体）被来自压缩机的空气稀释，剩余的燃料在传统的加力燃烧器系统中燃烧。 尽管这种发动机比涡轮/冲压喷气发动机更小、更轻，但它消耗更多的燃料。 这种趋势使其更适合拦截器或航天器发射载体。 这些飞机需要高空和高速性能，往往需要高加速性能而不需要长续航时间。
4、超燃冲压发动机发展前景广阔
超燃冲压发动机主要用于高超音速巡航导弹，其飞行速度可以达到8马赫以上。人们从20世纪50年代就开始研究超燃冲压发动机。 最初的应用目标是单级轨道飞行器、远程高速飞行器和远程高超音速导弹。 从 20 世纪 90 年代开始，重点转向了用于巡航导弹的超燃冲压发动机的开发。 目前，美国、法国、俄罗斯、加拿大、德国、印度、意大利等国正在研制M号4～8及射程以上巡航导弹的超燃冲压发动机。 使用碳氢燃料和M号3至8的双模超燃冲压发动机已完成地面试验验证并进行飞行试验。 到2025年，由超燃冲压发动机驱动的高超音速空天飞机可能会投入使用。
5、脉冲爆震发动机潜力巨大
脉冲爆震发动机是一种利用脉冲爆震波产生推力的新概念发动机。 是当前航空推进领域的发展热点之一。 可使发动机效率提高24%，生产成本降低25%，油耗降低25%。 ，单位推力增加45%。 它是未来无人机和巡航导弹具有巨大潜力的动力器件。
国内微型航空发动机市场发展前景预测分析
2014年下半年，中国可能召开低空空域改革研讨会。 这次会议或将为低空空域改革定下基调。 低空空域改革一旦实施，对我国通用航空产业发展将是一大利好，将带动整个通用航空产业加速发展。 当前，国家各方面都在推进改革。 深化改革已成为领导层的共识。 在这样的大环境下船用物资，低空空域改革势必会加速推进。 这样，国产微型航空发动机将随着无人机需求的增加而快速发展。
巡航导弹作为重要武器装备，市场需求相对稳定。 目前国内有一定量的巡航导弹出口。 但总体来看，目前出口量还不算太大。 未来，国内设备需求和国外进口需求将保持稳定增长，但最大的增长空间可能是无人机发动机。 尤其是小型涡喷、小型涡扇发动机在军用和民用无人机的助推下将有明显的增长空间。
不过，国产无人机发动机也可能会遇到一些问题。 一是整体无人机市场发展受阻，二是国内厂商无法满足国内市场需求，相关市场将继续被国外企业占领。
图：2014-2020年中国微型航空发动机市场规模预测（单位：亿元）
据研究分析，2014年国内微型航空发动机市场规模或将达到46.3亿元，后期在低空空域改革等政策刺激下，无人机用微型航空发动机的需求将大幅增加。 到2020年，整体市场规模将达到167.5亿元。
目前国内微型航空发动机企业的主要产品线集中在中低端微型航空发动机领域，缺乏面向高端无人机的发动机产品。 一些厂家，如三院第31研究所已经取得了一些进展，总参第60研究所在微型航空发动机方面也取得了一些进展。 该领域也取得了很多进展。 未来，随着国内市场的发展，国内厂商将进一步投入更多的精力开发有竞争力的产品，在市场的刺激下与国外厂商竞争。 行业主要竞争厂商和市场份额将向国内厂商转移。 制造商。 未来2014年至2020年，行业主要竞争对手及市场份额预测如下：
总体来说，赛峰集团、ROTAX、AMT BV等国外企业还是会具有较强的竞争力。 国内厂家如中国科学院工程热物理研究所、中国航空工业集团公司航空动力机械研究所（608所）、中国航天科工集团第三研究院第三十一研究所（北京动力机械研究院）、中国燃气轮机研究院、中航南方航空工业（集团）有限公司、中国人民解放军第60总参谋部受国内市场刺激，研究市场占有率研究所和其他研究机构将会增加。 未来市场份额的争夺将主要集中在无人机，特别是民用无人机领域。 国内厂商需要推出适合民用无人机的针对性发动机产品。 谱系、打造品牌、占领市场。
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