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帖子主题:国产新型涡扇20发动机将助力运20

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国产新型涡扇20发动机将助力运20

国产新型涡扇20发动机将助力运20

国产首款大型运输机运20即将交付中国空军,它的列装将会有力提高中国空军的空运能力,增强人民解放军的战略/战役投送能力。

不过从相关图片来看,运20目前配备还是俄制D-30KP-2(或是国产化的涡扇18)涡扇发动机,这款发动机的性能只能说差强人意,未能将运20优秀的设计发挥出来。不过中国相关单位已经在研制新型涡扇发动机,将会弥补运20的动力短板。

一、运20从一开始就有装备国产涡扇20发动机的考虑

1.D-30KP-2发动机源于伊尔76,性能已很落后

D-30KP-2是前苏联在上世纪70年代研制的一型中等涵道比涡扇发动机,所以我们看到它的直径比较纤细,不象大涵道比发动机那么短粗。对于安装在亚音速飞机上的涡扇发动机来说,风扇直径越大,涵道比越大,效率越高,推力越大,油耗越低,噪声越小。

油耗是一个关键指标,它直接决定着运输机/客机航程、载荷等方面的性能。从这个角度来讲,D-30KP-2/涡扇18只解决了有无问题,运20还需要更加先进的发动机。

国产新型涡扇20发动机将助力运20

图:目前运-20配备的是D-30KP-2涡扇发动机,它是伊尔76运输机的发动机。

根据海外资料,中国研制的太行FWS-10小涵道比涡扇发动机是在引进的CFM-56大涵道比涡扇发动机的基础上研制,两者核心机相同,因此可以在太行的基础上研制国产新型大涵道比涡扇发动机。

有消息说中国正在研制的新一代大涵道比涡扇发动机就采取了这样的办法,它的编号是涡扇20,它采用了改进的FWS-10核心机,加上国内自行研制的大涵道比风扇,同时对高压涡轮、低压涡轮、风扇/增压级进行了优化设计,另外还采用了全权限数字式电子控制系统(FADEC),进一步提高了发动机的性能和可靠性。一般预测,涡扇20的综合性能够达到CFM-56的水平,明显优于D-30KP-2发动机。

2.运20换装涡扇20后性能会有大提升

根据CFM-56的指标,涡扇20与D-30KP/涡扇18相比,重量和发动机巡航油耗都下降,发动机巡航油耗方面,CFM-56是0.57,而D-30KP-2/涡扇18超过0.7。因此对于运20来说,换装涡扇20之后,由于发动机性能提高,其航程和载荷可以得到有效的提高,尤其需要指出的是CFM-56较新型号的最大起飞推力可以达到15吨,这个指标已经接近C-17配备的F117-PW-100涡扇发动机,后者的起飞推力大约在17吨左右,因此涡扇20可以按照这个标准进行了升级,从而为运20进行升级提供动力储备。

实际上当年前苏联为伊尔76换装PS-90A大涵道比涡扇发动机的时候,就曾经对伊尔76进行加长,这就是伊尔76MF运输机,它的机长由伊尔76的47米增加到53米。最大起飞重量相应增加,载荷/航程性能也得到提高,如在航程4000公里的情况下,载荷由40吨提高到60吨。因此运20配备增加推力的涡扇20发动机之后,其性能也会得到进一步的提高,由于运20的气动布局要优于伊尔76,因此运20未来的改进型号在战术技术指标上应该还要好于伊尔76MF。

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图:CFM56大涵道比涡扇发动机性能优秀、可靠性好,广泛装备于波音737、空客A320客机。

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图:换装PS-90A发动机、增长机身的伊尔76MF运输机。

二、除了涡扇20,国内还有另外单位研制先进发动机

1.以商用为出发点的CJ1000A发动机

除了涡扇20,中国还在研制更加先进的大涵道比涡扇发动机,从发动机推力来看,12-15吨级发动机正好是150-200座级中短程客机的动力,中航商飞正在研制这个级别的C919客机。

目前C919客机采用的是赛峰公司LEAP-X1C涡扇发动机,为了避免受制于人,中航工业商发已经启动了针对C919飞机的国产发动机研制工作,这就是国产CJ1000A大涵道比涡扇发动机。目前CJ1000A已完成验证机全部设计工作,正在开展零部件试制和试验工作,预计将会在2020年以后投入使用。

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图:国产C919客机总装下线,它采用了目前国际最先进的LEAP-X1发动机。

根据中航商发的资料,CJ1000A发动机是一型双轴大涵道比直驱涡扇发动机,由1级风扇、3级增压级、10级高压压气机、单环形燃烧室、2级高压涡轮及7级低压涡轮组成。

CJ1000A采用全三维气动设计、贫油预混燃烧、主动间隙控制等先进技术,以及宽弦空心风扇叶片、整体叶盘、新一代单晶、粉末冶金等先进材料工艺,具有高效率、低燃油消耗,低排放、低噪音,高可靠性、长使用寿命,低维护成本、良好的维修性等产品特性,整体技术指标达到或者接近LEAP-X1C的水平,优于现在使用的CMF-56涡扇发动机,也要优于涡扇20发动机。

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图:国内新一代CJ1000A涡扇发动机模型已公开展出。

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图:CJ1000A涡扇发动机的结构图

2.优秀发动机的意义

空客新一代A320NEO客机的主要改进之一,就是使用LEAP-X1发动机替换CFM-56发动机。在推力相当的情况下,LEAP-X1的巡航油耗比CFM-56系列要低于10%以上。这样对于飞机来说,如果换装新型发动机,航程和油耗肯定会有较大的改善,再加上在气动方面的改进,A320NEO的油耗比A320下降了15%以上。

对于民航客机来说,就意味着在同样条件下,载荷航程性能得到增加,经济性和运营成本降低,所以A320NEO在民航市场上获得较好的效果,成为目前最畅销的中短程客机。

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图:CJ1000A相当于国外的LEAP-X1发动机

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图:配备LEAP-X1发动机的A320NEO

因此未来运20不但可以使用涡扇20来取代D-30KP-2发动机,还可以用更新一代的CJ1000A大涵道比涡扇发动机替代涡扇20,或者用前者的技术对后者进行改进。

这样既可以提高运20的性能,尤其是关键的载荷航程等方面的性能。另外一方面也可以对国产新一代大涵道比涡扇发动机进行了实际运用验证,为国产大涵道比涡扇发动机商用打下基础,积累经验,这对于实力还显薄弱的中国航空发动机工业来说,也是非常必要的。

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      2016/7/23 0:01:43

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      C-17现在用的发动机推力已经达到18.9吨了,你说那个17吨只是刚出场时的动力配置。。还有,我们在研的CJ-1000发动机跟A-320目前配备的发动机属于同一个推力等级,都是接近十吨左右。。如果装上运-20。推力根本不够。。

      该帖子发自铁血军事iPhone手机客户端[请参与手机体验]
      2016/7/23 15:01:15

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