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我国产涡扇20发动机研制获大突破:运20或已装机测试

7月11日,媒体一张运-20飞机疑似换装新型发动机图片再次引起媒体的高度关注,据悉,涡扇-20大涵道比发动机作为我国运-20飞机的配套项目,目前已经在伊尔-76飞行试验台上挂飞四年有余,按照发动机试验的客观规律,距离运-20挂涡扇-20发动机试飞已经箭在弦上,如果挂飞属实,将是我国国产发动机的里程碑事件,军事专家告诉记者,为了降低技术难度和风险,国外新一代大涵道比发动机往往强调继承性,采用缩放技术,系列化发展。大涵道比涡扇发动机的研制和发展强调“继承”,在充分利用已有经验基础上逐渐创新,同时通过发动机整机或核心机缩放快速获得不同推力级的发动机产品,以实现降低研制费用,缩短周期,降低技术风险的目标,国际上著名的CFM-56发动机就是基于F-101军用小涵道比发动机的核心机技术基础而研制的,军事专家告诉记者,特别是军用大涵道比航空发动机,使用在研和已经研制完成的军用发动机,进行核心机及其派生发动机的研究,是一件事半功倍的办法。

我国产涡扇20发动机研制获大突破:运20或已装机测试

鸣谢PLAAF2017供图。

实际上,我国的涡扇-20同样来自于“太行”发动机的系列化发展,虽然我们拥有涡扇-10发动机研制成功的大量经验,但是在大涵道比发动机领悟我们还没有成熟的新产品,一些都在摸索。为了在核心机基础上进行发动机的派生发展提供了技术储备,我国自在“八五”期间,我国自行研制的中等推力发动机的核心机完成了地面和高空性能试验,并达到了设计指标。

我国产涡扇20发动机研制获大突破:运20或已装机测试

“九五”期间完成了中等推力发动机验证机的设计; “十五”期间对中等推力发动机的风扇和低压涡轮进行了改进设计,“十一五和十二五”期间开战了型号项目研制,按照一个核心机,可以发展出不同类型动力设备的指导思想,我国在“太行”发动机和涡扇-15发动机核心机研制上,一开始就进行了技术贮备和预留,目前在研制的“黄山”发动机、AEF100涡扇发动机等项目都得益于之前的技术储备。

我国产涡扇20发动机研制获大突破:运20或已装机测试

此外,为了保障涡扇-20发动机在研制遇到困难时,运-20飞机拥有国产发动机型号保障,并为了实现国产发动机双保险,相关研制单位开展了以俄制D-30KP2系列大涵道比涡扇发动机的基础上,研制涡扇-118发动机(涡扇-18),作为我军轰-6K飞机的应急动力(2015年以来我国订购了约300台套D-30KP2发动机)以及下一代轰炸机的试飞动力。与此同时,我国还在2005年以来开展了性能更高的发动机核心机预先研究,目前已完成部件关键技术的试验验证。

我国产涡扇20发动机研制获大突破:运20或已装机测试

红色箭头处的白色发动机明显比三个黑灰色俄制D-30KP2发动机更大。

军事专家告诉记者,虽然中国已经开展了长江-1000A、涡扇-20和涡扇-118三个大涵道比涡扇发动机的研制,并取得了一些成果,但与国际先进水平相比还存在技术基础薄弱,部分关键技术尚未掌握等差距,目前使用的D-30-KP2发动机技术来自上世纪70年代,尽管进行了改进,但其各项指标都远远落后,俄罗斯在近期改进伊尔76飞机,使用了自行研制的PS-90发动机,但总体上并不如涡扇-20的技术先进,这是因为涡扇-20一开始设定的各项指标确实比较高,造成研制的难度也相应加大。

我国产涡扇20发动机研制获大突破:运20或已装机测试

总体上来说,虽然在核心机上可以“弯道超车”,但与军用小涵道比涡扇发动机相比,除在技术原理、理论基础等方面有一定的通用性之外,在涵道比的大小、使用要求和侧重点等方面存在不同,从而带来了关键技术上的差异,这些都是我国研制涡扇-20发动机遭遇到的很多难题之一,比如高性能大尺寸风扇转子叶片三维弯掠设计技术、宽弦空心 / 复合材料风扇叶片设计及制造技术、复合材料风扇机匣及包容环包容技术、风扇机匣及其降噪结构设计及制造技术等等,很多都是在最近5年内完成的技术攻关,涡扇-20登上运-20正是这些点点滴滴凝结成的硕果。

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