重大发现!官方照片证实涡扇20性能超预期,运20B关键性能或超C17

科技解析站 2022-12-13 10:01:02

从官方公布的数据来看,运20三围尺寸确实都略小于美国C17运输机,货舱尺寸也小于C17运输机。最为关键的发动机就更落后了,运20A采用的D30kp2/涡扇20不仅推力更小,耗油率也更大,总体技术指标落后C17采用的F117-PW-100至少一代!

C17(上)和运20A(下)对比

然而,在换装涡扇20后,运20B的关键性能却可能反超C17运输机!

一、涡扇20外径堪比美国C17的发动机,推力或达到180千牛级别。

在涡扇20尺寸参数没有正式公布之前,仅有2013年珠海航展上官方公布的一张简介照片,推力是13~16吨。

然而,最近一张官方照片却推翻了这个参数!

今年9月,中国飞行试验研究院曾发布一张D30kp2/涡扇18版运20和涡扇20版运20的高清对比照片,并赋诗一首。

标题为:运20B

九天鲲鹏,已成长空女王

未来已来,龙头即成何方

鹰眼万里,冲上九天云霄!

中国飞行试验研究院发布的照片

乍一看,似乎运20B尺寸比运20A大点。然而,用CAD软件测量这张照片中的运20A(上)和运20B(下)的机身直径却发现它们并不一致。

这就不对了,对于飞机来说,加长很容易,但通常是不会随意改变机身截面的,而只会延长,否则改动量太大,几乎相当于重新设计。这说明这张照片中的运20A和运20B并非等比例图片。

为了精准测量它的外形尺寸,通过裁剪照片,重新调整至运20A和运20B的窗户尺寸相当时发现两机长度竟然是一致的,此时两机其他部位的尺寸参数刚好吻合。这说明两机的最大变化在于发动机型号不一样。

将比例调整至一样后的运20A和运20B对比照片

此时,再通过CAD测量工具测出涡扇20的最大外径约为D30kp2/涡扇18的1.52倍。资料显示,D30kp2/涡扇18的风扇直径为1.455米,最大外径约1.56米。依此类推,涡扇20的风扇直径可达2.21米以上,最大外径约为2.37米以上。如果按照机匣厚度相同来计算,图中涡扇20的风扇直径可达2.26米以上。有兴趣的网友也可以自行测量比对。

资料显示,美国的C17大型运输机采用4台推力为185千牛的F117-PW-100大涵道比涡扇发动机,而这款发动机的风扇直径也只有2.154米,涵道比6。

由此可见,理论上涡扇20的推力至少是F117-PW-100级别的!基于这一点,我们推测:涡扇20的涵道比很可能达到8级别。

很早就有一种说法,涡扇20和涡扇10一样,核心机都源自CFM56的核心机逆向仿制并结合自己的技术改进而来。如果这个说法没错,那么我们可以认为涡扇20和涡扇10的核心机与CFM56系列是一样的。据了解,CFM56系列中风扇直径最大的型号是推力达151.42千牛、涵道比为6.6的CFM56-5C,但它的直径也只能达到1.852米。如果涡扇20的风扇直径大于它,那么它的推力和涵道比也都会大于CFM56-5C。

正好有一篇研究论文曾经仿真计算过大涵道比涡扇发动机的推力,其中有一个型号涵道比为8:1,风扇直径为2.3米,推力却达到18421kgf(约180KN)。这个型号的风扇直径正好与上文提到的涡扇20的尺寸基本相当。

某论文仿真计算给出的数据

另外一篇论文也提到了涵道比8:1的涡扇发动机,正好也可以互相印证。

2014年,某期刊的一篇文章曾经曝光了一款涵道比达到8:1的涡扇发动机,由于国内已知两款涵道比5:1以上的涡扇发动机仅有2款,分别涡扇20和CJ1000,其中,官方曾曝光CJ1000的涵道比达到9:1,因此,这款大涵道比涡扇发动机基本可以确定是涡扇20。

某期刊论文摘要

多方消息均可以互相印证,这说明涡扇20的推力很可能真的是180KN(约18.37吨),涵道比达到8:1。

如此一来,涡扇20的涵道比将高于F117-PW-100,理论上油耗将进一步降低,我们也可以认为它是省油版F117-PW-100。

二、换装涡扇20后,运20B关键性能有望超越美国C17运输机。

对于运输机来说,最为关键的参数是运力、航程和短距起降性能。

在对比运20和C17运输机时,多数人第一反应就是运20的货舱尺寸远小于C17运输机,这是劣势。然而美国人却不这么认为。长期使用过程中,美国人发现,实际上C17运输机的货舱尺寸太大了,导致这款飞机机身迎风面积太大,油耗太大,而货舱减小至运20级别仍然能满足几乎所有运输需求,而且还能大幅度降低油耗,增加航程。于是,美国人提出了C17FE型号。波音公司C17运输机业务发展副总裁称,为了实现节能目标,C-17FE机身会较其前身窄4英尺,发动机推力提高13%,燃油效率提高15%,可在1500英尺的跑道上起飞。

C17FE(上)与C17正面对比

据了解,C17运输机的货舱宽度为5.5米,减少4英尺宽度就相当于减少1.2192米宽度,因此C17FE的宽度大约只有4.2808米,仅比运20的宽度大0.2808米而已。可见,在美国人眼里,将机身尺寸降低至运20级别,但推力继续增加,反而有利于提升燃油效率并降低起飞滑跑距离,提升战场适应性。其实也很好理解,更小的机身截面有利于降低机身结构重量,同时更小的截面也有利于降低气动阻力,因此可大大节省燃油。

如果涡扇20的推力真的可以达到F117-PW-100级别,那么运20B不就相当于美国人曾经计划研制的C17FE方案吗?

刚好上文提到的诗文内容提到“鹰眼万里”,似乎也在暗示,运20B的航程突破1万公里。按照官方公布的数据,运20A的航程为7800公里,这意味着运20B在换装涡扇20后,其航程提升幅度达到28.2%左右。换算过来就是涡扇20的巡航耗油率降低22%左右,相当于0.5538kg/(daN*h),低于涵道比达6.6的CFM56-5C(耗油率约0.57kg/(daN*h))!这个参数正好十分接近涵道比达9的长江1000A发动机的巡航耗油率(0.53~0.54kg/(daN*h))!这也再次印证本文推测的合理性。

运20B试飞照片

综上所述,涡扇20很有可能远超多数人的预期,推力达到F117-PW-100级别,但凭借更大的涵道比,耗油率进一步降低,按照涡扇20的运20B基本相当于美国曾计划研制的C17FE运输机,在运力相当的前提下,凭借更低的油耗,航程将更远。更小的结构重量也有利于提升运力系数,提升起降性能。

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评论列表
  • 2022-12-13 12:04

    有数据的分析,算比较靠谱的文章,不过有个前提,小编的数据要正确[笑着哭]

  • 2022-12-13 19:20

    唉!自从超大解散以后,很少能看到这样的文章了[汗]

  • 2022-12-13 19:38

    靠谱!好文章!

  • 2022-12-14 06:47

    能加长前机身就好了 国产飞机好多比例都不好看

  • 2022-12-14 00:22

    性能超预期靠照片,我靠,头一次听说

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