創作內容
知識補充1-國內現有動力系統對應海陸空三軍的替換方案| 空中載具 | |||||||||||||||||||||||||
| 漢翔 F124/125發動機 |
技術上: 簡單來說漢翔很早就掌握風扇、壓縮段、齒輪組件的冷段與燃燒室、高/低壓渦輪組件、後燃器的冷段的整體零件加工能力，唯獨FADEC漢威聯合一直不給漢翔代工(不過漢翔一直有F124/125這方面的數據，所以單存要複製F124/125用的FADEC難度不高)，而這基本就印證了訪間流傳「必要時我們可以100%自製」的傳言(這還是2009年台北航太展上漢翔的工作人員親口說的)。另外從2013年開始GE就將Leap系列發動機包含燃燒室、高/低壓渦輪在內的核心段與壓縮段丟給漢翔代工，且2022年又開始代工RR的Pearl 700 系列發動機的壓縮段與核心段也可印證漢翔確實是有「熱段」的加工技術且被國際一線大廠信任。 材料上: 另外在發動機材料上台灣近幾年也有所突破，從2018年台大材料研究所展出的高熵超合金、2019年國防展上科科院展出的耐高溫合金、2022年國防展上展出的自製1,300度耐高溫高壓F124/125發動機渦輪轉子、2023年科科院被立院諮詢織女星專案時說明取得12項熱段材料的加工技術了…等可證台灣在材料上也是有突破的，另外根據2020年漢翔總經理馬萬鈞的簡報來看在當時漢翔已經建立完整個冷段自製鏈，而到2023年將進度建立完燃燒室、高/低壓渦輪組件的熱段自製鏈，而去年(2022)國防展上科科院也表示展示的自製耐高溫高壓合金已下放給民間，那這也吻合馬萬鈞說了2023年建成核心熱段自製鏈。 總結: 根據以上台灣是有能力從材料到成品自製出F124發動機的，但F125(F124+後燃器)因該是無法，他所需要的材料溫度要求至少是1,700度起跳，這顆顆院因該是無法度(畢竟科科院研究1,300度等級的從阿扁任內就有傳出但直到這1、2年才有成果)，另外發動機也可利用降載的方式降低熱段溫度已延長操作壽命。
懶人包: FADEC是建立在ECU與MFC之上，負責讀取飛行參數與引擎上各種感知器的數值去控制ECU這具引擎該噴油量、進氣量、點火頻率、尾噴管張合度...等始發動機效率最大化。而1990年代前的發動機(F100、F110、F404)並無FADEC，只靠ECU與MFC共同控制，一旦ECU掛了MFC就會立刻頂替前者的工作，原先TFE-1042-70也並無規劃使用FADEC，只是因為它的MFC在ECU掛掉時無法有效接手所以才導入FADEC，主要是要FADEC的複數ECU架構，好讓主ECU掛了能立刻換備份的ECU接手，而MFC乖乖幹MFC的事情，至於發動機效率最優化、推力小提升那都只是附加產物(WIKI中那些3位數的推力變動多半可透過調整FADEC參數實現)，換句話說沒了FADEC的TFE-1042-70也不是不能用，就只是安全係數降低跟推力些微降低。 |
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| 織女星專案 我知道對此可能有部分讀者會以「你說我們可以自製F124，那為何織女星一直放出不好的消息，這不就代表我們做不出來發動機嗎?」反駁上述觀點，但我們先就以最初織女星的計畫是為了下一代自製戰機ADF做出兩具軍推合計20,000磅的中型發動機(科科院將F-18用的F404、F414歸為中型，F-16用的F100、F110歸類為大型)，並且跟具先前科科院放出的VEGA剖面圖來看更本就是以F404為藍本搞的台灣版，從下表就可知F124在F404面前只能去玩沙，光透過進氣量、壓縮比、旁通比...等就能得知F404燃燒室內的壓力至少比F124高出59%，光這點就足夠讓科科院回頭再蹲個十年了，更何況其燃燒溫度還比F124高出100多度。
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| 參考資料: http://www.acewings.com/cobrachen/forum/topic.asp?whichpage=0.76&TOPIC_ID=11752 https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=637&t=6790592&p=2 https://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=637&t=6399143&p=2 https://www.ptt.cc/bbs/Military/M.1685277936.A.E86.html |
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| 科科院 小型渦輪扇引擎(SW渦扇引擎、鯤鵬引擎) |
這是外傳雄二E與萬劍彈所使用的鯤鵬引擎，它並非是雄二的Sorek 4引擎仿製品或改良品，Sorek 4引擎是渦噴發動機，零旁通比、單軸、單級壓縮、單級渦輪，而SW引擎是渦扇發動機，低旁通比、雙軸、兩級風扇、兩級軸流中壓縮扇、一級離心高壓扇、一級高壓渦輪、兩級低壓渦輪，只不過目前只能查出其尺寸與重量等表面資訊，而核心的推力與油耗率則未公布，不過這可從同類的BGM-109戰斧巡弋大致推敲出其性能，戰斧採用F107-WR-402其整體結構與SW引擎一樣都採低旁通比、雙軸、兩級風扇、兩級軸流中壓縮扇、一級離心高壓扇、一級高壓渦輪、兩級低壓渦輪設計，尺寸也與SW引擎相差不遠，而重量上反而是SW引擎被屌打，而就戰斧的推重比(0.263)反推與600~800公里級的雄二E推重比大致相當，雄二E本體不含助推火箭的重量約在1,300公斤(戰斧不含助推火箭1,200公斤)，但其巡航速度卻是0.75馬赫，比戰斧的0.74馬赫還高，在兩者升阻比差距不大的前提下推重比越高那其速度就越快，另外依據EN版WIKI的推測SW的推力大致是800 lbf，這樣換算也算是符合0.75馬赫所需的推重比，另外新版1,200公里級的雄二E在相同重量下其速度上升至0.85馬赫，透過這些資料回推所需的推力約在1,000 lbf，考慮到SW引擎從2014年正式公布到現在也過了9年多，推力從800升級到1,000也算合理，畢竟F107系列就透過使用更好的材料使其推力從400型的610 lbf提升到402型的700 lbf到最終的103型的1,000 lbf。 F107-WR-402: 長126公分、直徑30公分、重量66.2公斤、推力700磅、油耗0.683磅/每小時磅力 F107-WR-402: 長110公分、直徑34公分、重量110公斤、推力800磅、油耗???磅/每小時磅力 另外飛彈用的發動機可應用於其他領域也不算少見(透過更換材料延長其使用壽命)，例如BGM-109的F107就有應用在X-61無人機上、AGM-129的F112也有應用在X-36與X-50無人機上、AGM-84的J402也有應用於MQM-107靶機上，最有名的就屬ADM-20的J85最後用到F-5戰鬥機、T-2與T-38教練機。而科科院有說它除了作為飛彈動力外還可可應用於靶機、無人機、微渦輪發電機，關鍵是在於最後的「微渦輪發電機」，就這點可推測科科院應該是有將它做成燃氣渦輪機，若以F404衍生的LM1600或是TFE-1042-70衍生的AS1042、ASE120來預估，那它的燃氣渦輪機組的輸出動力約莫是1,200~1,520 shp，抓中間值1,360 shp那大致是可與UH-1H、AH-1G的T53-L-13分庭抗禮(1,400 shp)，但與AH-1W、AH-64E、UH-60M、S-70C使用的T700系列還是有段差距(1,800 shp)，不過可透過並聯成COGAG的方式來解決動力問題，乾脆1對1硬換但會有動力不足的問題，另外這還可以提供初教機/輕攻擊機使用。 |
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| 參考資料: https://www.ncsist.org.tw/csistdup/products/product.aspx?product_id=279&catalog=41 https://en.wikipedia.org/wiki/Hsiung_Feng_IIE |
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| 地面載具 | |
| 科科院 微渦輪發電機組 東元 動公車/貨車馬達 |
首先先說說這顆科科院的微渦輪發電機組，這顆並不是前面那顆小型渦輪扇引擎的微渦輪發電機版，而是科科院自己弄得微型燃氣渦輪，它的直徑只有約莫35公分，長度更是只有60公分(含前端發電機部分)，產出200KW電力，壽命10,000小時。再來換說說東元的電動車馬達，截至目前2023年最大功率到272KW(約365HP)，另外有在開發350KW(約469HP)等級的給予大型貨車或聯結車用的馬達。 就目前的科科院的微渦輪發電機組加東元電動車馬達或是將微渦輪發電機組拔掉前端的發電機再套上降速齒輪組這兩套方式都能解決大多數的地面車輛的動力系統問題。就輕戰輪車、悍馬車、中戰卡車、M926救濟車、CM-21系列裝甲車、V-150系列裝甲車…等的動力系統都只需要一具微渦輪發電機組跟一具200KW馬達即可，而CM-32系列裝甲車與M109A2/5自走砲則需要使用兩具微渦輪發電機組跟一具350KW馬達或是兩具200KW馬達作並聯輸出，至於國軍最重型的M60A3、CM-11戰車與M88A1救濟車則需要使用到四具微渦輪發電機組跟兩具350KW馬達作並聯輸出，或是乾脆用SW渦輪扇改的燃氣渦輪機套減降速齒輪組直接讓動力從750HP飆到跟K1同級的1,200shp，直接解決M60A3的動力不足問題。 另外說到M60A3或CM-21這類履車動力傳動架構個人比較偏好是通用動力在去年推出的AbramsX升級方案中的【燃氣渦輪發電機->電動馬達->履帶】的架構，這樣可以節省龐大笨重又複雜的傳動+轉向+前後檔架構，另外從【燃氣渦輪發電機->雙電動馬達並聯輸出->複雜的傳動系統->履帶】替換成【燃氣渦輪發電機->電動馬達->履帶】對目前最大功率只有350KW的車用電動馬達是有動力提升的，畢竟使用聯合輸出架構其輸出的有效功率並不是1+1=2而是1+1=1.6~1.9，有近5~20%的動力損失，而我這是用1+1=1.6最悲觀的狀態去算讓兩顆350KW馬達可以輸出750HP，若使用AbramsX的電動馬達直接帶動驅動輪那就可以讓總輸出達到1+1=2的930HP了，但這必須對車體後部內部結構大改才行，就不知道陸軍有無那決心讓209廠去改。 |
| 參考資料: https://www.ncsist.org.tw/csistdup/products/product.aspx?product_Id=132&catalog=34 https://money.udn.com/money/story/5612/7263560 https://www.teco.com.tw/products/electric-vehicle https://www.chinatimes.com/realtimenews/20210201005605-260410?chdtv |
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| 水面載具 | |
| 漢翔 AS1024燃氣渦輪主機 ASE120燃氣渦輪主機 東元 大型馬達 |
在1990年代中後期漢翔有意進入燃氣渦輪市場將TFE-1042-70改成輸出功率約12,000HP(約莫9MW)的AS1024燃氣渦輪主機，之後又推出性能小幅升級至13,000HP(約莫10MW)的ASE120，結果暴死以至於現在完全沒消沒息，這結果豪不易外，畢竟連F404改的LM1600都暴死那更何況功率只有他55%的TFE-1042-70燃氣渦輪主機。另外根據東元官網所述，它們可做的馬達功率最大到60,000HP(大約44,741KW)。 結合漢翔的燃氣渦輪主機使用柴電車原理，以成功級的動力包(LM2500*2的COGAG)圍範本，兩具LM2500進行並聯輸出其最大功率為41,000HP，要達到同級功率需用到三具漢翔的ASE120燃氣渦輪主機跟三具發電機以及一具東元39,000HP的大型馬達，不過若是以空間考量的話單台LM2500所需佔用的空間(7.16x2.74x3.05公尺)已經夠放置4~7台ASE120了(2.59x0.96 x1.07公尺)。 另外航速與動力是成立方的關係，例如航速提升至兩倍所需的動力需提升至8倍(2^3)，同理航速降低1/2只需原來的1/8(0.5^3)的動力，也就是若海軍可接受成功級急速由29節降至24節，那其所需的動力可降至23,800HP，此時僅需兩具ASE120燃氣渦輪主機跟兩具發電機以及一具東元23,800HP的大型馬達。 |
| 參考資料: https://en.wikipedia.org/wiki/Honeywell/ITEC_F124 https://www.nsenergybusiness.com/features/featureallied-signal-develops-ase-range/ https://www.thefreelibrary.com/New+Gas+Turbine+Combustor+Is+Environmentally+Friendly-a054273246 http://www.dondai.com.tw/page/product/show.aspx?num=63 |
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