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近日,网上出现了我国伊尔-76航空发动机高空试验飞机的照片,网友发现它的一个发动机与其他三部发动机不同,更加短粗,笔者认为这个发动机可能就是传说中的涡扇-20大涵道比涡扇发动机。

发动机短粗实际上涉及到一个指标那就是涵道比,因为涵道比越大,相应的风扇直径越大,则发动机的直径也相应的变大,因此外观上就显得比较短粗。

那么涡扇-20为什么要加大涵道比,从图中可能看出,涡扇-20的直径明显要大于伊尔-76的D-30KP-2发动机,因此可以确定它的涵道比要大于后者,人们为了改善航空发动机的推进效率,将涡轮发动机的空气分为两路同,也就是所谓的外涵道与内涵道,涵道比就是两路空气流量的比值。内涵道的空气将流入燃烧室与燃料混合,燃烧做功,外涵道的空气不进入燃烧室,而是与内涵道流出的燃气相混合后排出。外涵道的空气只通过风扇,流速较慢,且是低温,内涵道排出的是高温燃气,两种气体混合后降低了流速与温度,能够降低噪声,增加推力。

因此我们就可以知道,涵道比越高,燃气用于风扇做功的能量越多,发动机热效率越高,就越省油。不过它的缺点就是风扇越大,发动机重量越大,则加速性不好,同时大直径风扇的迎风面也比较大,空气阻力较大,所以大涵道比发动机适合民用运输机,不适合做为战斗机的动力系统。

我国运-20目前正在试飞,它配备的发动机就是伊尔-76的D-30KP-2,未来可能换成后者的国产化型号涡扇-18,D-30KP-2是前苏联第一代大涵道比涡扇发动机,考虑到降低技术难度,它的涵道比取的较低,只有2.42,而现代大涵道涡扇发动机最高的已经超过了8,涵道比低,意味着发动机的效率较低,因此D-30KP-2的推进效率不够理想,其巡航状态下的耗油率达到0.7公斤/千克力.小时左右,西方同类型发动机可以达到0.6甚至更低,这样就意味着配备同样的燃料,涵道比高的发动机,由于推进效率高,油耗低,因此可以飞的更远,载荷也更大。

我国涡扇-20的核心机来源于美国和法国联合研制的CFM-56发动机,这种发动机的推力覆盖范围较广,覆盖10-15吨,涵道比在4-6左右,巡航状态下的油耗可以达到0.6甚至更低,因此对于运-20来说,如果换装涡扇-20可以有效的提高它的战术技术指标,首先涡扇-20的推力如果能够达到15吨的话,那么飞机的起飞推力可以增加到60吨,而现在的D-30KP-2的推力只有12.5吨,飞机的起飞推力为50吨,这样就可以大大提高飞机的最大起飞重量,从而提高飞机的载重。另外由于发动机油耗的降低,可以在载油不变的情况下,增加飞机的航程、载荷等性能,从而提高运-20的战略、战术空运能力。

更重要的是通过为运-20换装国产大涵道比涡扇发动机,通过军用,对发动机进行完善和发展,这样就可以为我国发展民用客机打下坚实的基础,避免现在大型客机依赖于人的局面。


本文内容于 2014/1/16 17:01:16 被小编Q编辑

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