D30kp2版运20载重不止50吨!涡扇20或催生2款运20衍生型号

科技解析站 2022-02-06 12:17:05

朝鲜战争“水门桥战役”告诉我们,打仗就是打后勤!如果美国没有派出C-119运输机空头8个钢桥组件,在志愿军眼皮底下快速修补水门桥,美军王牌部队陆战一师根本不可能顺利撤退,很可能会全军覆没!

从这件事可以看出,运输机对于军队的意义有多大,紧急情况下甚至可以决定生死存亡!

然而,想要造出运输机,首先就要造出发动机。

最近,随着越来越多安装4台大涵道比涡扇发动机的运20改进型被曝光,制约运20继续改进完善的发动机问题终于得到根本上解决。预计这种大涵道比涡扇发动机就是涡扇20。根据2013年珠海航展上的涡扇20简介来看,这款发动机的推力达到13吨~16吨。

珠海航展上曝光涡扇20模型和简介

根据卫星图测算,假设安装4台涡扇20的运20改进型翼展仍然是45米,那么涡扇20的外径就是为2.4~2.5米左右。这个尺寸和C17运输机采用的F117-PW-100的外径基本相当,或者略小。这意味着涡扇20的推力将介于16吨~17.3吨之间,并且有潜力将推力继续提升至18.3吨左右。

因此,按照像素点最保守估计,涡扇20的推力都能达到16吨!相比推力仅12.5吨的D30kp2或者推力为13吨的涡扇18来说已经大了至少3吨,而且得益于涵道比更大,其耗油率更低!虽然这个推力指标仍然无法和美国同行相提并论,但对我国来说意义十分重大,这标志着我国已经彻底掌握了大涵道比涡扇发动机的研制方法,今后开发出推力更大的涡扇发动机也只是时间问题。

按照像素标记运20和涡扇20的尺寸

那么,涡扇20对运20来说意味着什么呢?

2016年10月,据俄罗斯政务公开网发布的俄“土星”发动机公司2016年签署的招投标合同,该公司与中华人民共和国军委装备部签署了两份合同,合同内容包括共计224台D-30KP2发动机,计划在2020年前交付完毕。合同中标明这两笔合同按照2010年美元汇率价格合计约6.57亿美元,平均每台发动机300万美元。自此之后,我国再也没有从俄罗斯进口D-30KP2发动机。

预计这批D-30KP2发动机可用于生产50架运20,其中24台作为备份发动机。运20是一款最大起飞重量达到220吨,最大载重为66吨的战略/战术运输机,其整体定位类似于美国的C17运输机。因此,50架根本无法满足我国的需求,想要满足国内需求,只能立足于自行解决动力难题。

2015年1月9日,中航工业成都发动机(集团)有限公司官网刊登了一篇名为《公司某型号发动机研制试飞圆满完成》文章,描述了该公司在2014年12月6日成功试飞某型发动机的消息。许多媒体纷纷猜测这很有可能是涡扇-18(WS-18)发动机试飞成功的消息。这种发动机被认为是俄制D-30KP2发动机的国产化仿制小改型号,推力从原来的12.5吨提升至13吨。

然而涡扇18性能仍然十分平庸,只是解决了运20的动力国产化问题,远远谈不上好用。在推力方面,涡扇18仍然略显不足,而且由于涵道比仅达到2.42:1,相比美国的C17运输机采用的F117-PW-100来说,油耗仍然大很多。这严重制约着运20的短距起降性能提升和航程。

虽然推力不足,然而,俄制D-30KP2发动机就足以让运20达到66吨运力!

需要强调的一点是,运输机的最大载重并不是用发动机总推力决定的,而是由飞机自身的承力结构强度决定的。为了兼顾载重和航程,通常其最大载重的设计值是最大起飞重量的30%左右。

研究资料显示,对于军用运输机来说,最大起飞重量的推重比达到0.2就够用了。如果不强调短距起降能力,220吨的最大起飞重量仅需4台推力为11吨的发动机就能够满足要求,此时其最大载重达到66吨完全是可以做到的。因此,“采用D-30KP2/涡扇18的运20A最大载重仅50吨”的这种说法显然是错误的。

推力略显不足的代价就是起飞滑跑距离较长,例如安225最大起飞重量时的推重比仅0.219,导致它最大起飞重量的起飞滑跑距离达到3505米。相比之下,得益于0.276的推重比,美国C17运输机最大起飞重量的起飞滑跑距离仅2320米。

如今,随着涡扇20的量产,运20的综合性能将发生质变,主要是两方面:

1、涡扇20原位替换运20A上寿命到期的D-30KP2/涡扇18,变成比肩美国C17短的距起降专用型号。

对于大型运输机来说,通常机体设计寿命高达20000h以上,是D-30KP2寿命的6.6倍以上!待运20A发动机寿命到期后,运20A机体本身仍然处于寿命期早期,直接退役显然是巨大的浪费。因此,直接用涡扇20原位替换便是最佳选择。

运20A

虽然受制于机体初始设计,运20A的最大载重仍然只有66吨,最大起飞重量也还是220吨,但得益于推力提升23%以上,换装涡扇20后运20A的短距起降能力将得到极大提升,耗油率也将大大降低,航程可大幅度提升!

换装涡扇20后,这批运20A最大起飞重量时的推重比将从原来的0.227/0.236提升至0.29,甚至比美国C17的0.276还要好!这意味着,换装涡扇20后,这批运20A的短距起降能力很可能将超越C17!从载重角度来看,这么做有点浪费推力,但作为短距起降专用型运输机却恰到好处,毕竟我国最重的99A坦克战斗全重也没有超过66吨,战时用于在野战机场运输重型装备还是很合适的。运力够用的前提下,当然是推重比越大越好,可尽可能降低起降距离,方便用于前线简易机场快速运输。

2、作为运20B的专用发动机,大幅度提升运力和最大航程,甚至可能对标美国C17。

疑似采用4台涡扇20的运20改进型被拍到

对于运输机来说,加大机身截面所需的改动工作量很大,但加大翼展和加长机身则很容易,仅需简单改进并重新配平就够了。因此,我国完全可以在运20A的基础上加强机身结构强度,提升最大载重,加大翼展,加长机身,快速衍生出最大起飞重量达到270吨、最大载重达到81吨的运20B。这种运20B战时可一次性运输2辆防护加强型15式主战坦克(预计全重为40吨)。并且,由于燃油的大幅度增加,运20B的航程还将进一步提升,很可能将达到美国C17的水平!

当然,有人说总推力更大的C17运输机最大载重也只有78吨,运20怎么可能达到81吨呢?

其实这是误解。以前苏联研制的最大起飞重量达到640吨的安225巨型运输机为例,其动力是6台推力为229千牛(约23.367吨)的D-18涡扇发动机,总推力仅140.2吨,推重比仅0.219,载荷系数却高达0.39。即便运20B能达到270吨最大起飞重量和81吨载重,其对应的推重比也达到0.237,而此时载荷系数为0.3,并不过分。

今后换装涡扇20的运20A主打短距起降,而运20B则主打重装运输,两者互补可最大限度满足军用、民用需求。

除此之外,由于涡扇20是我国自主研制成功的第一款大涵道比涡扇发动机,它的顺利量产相当于为后来者“趟雷”,也为我国后续研制更大推力的大涵道比涡扇发动机奠定了坚实基础,有助于加速CJ1000、CJ2000的研制进度,帮助我国尽快解决国产C919和C929两款客机动力,避免受制于人!

2021年珠海航展上CJ1000A的1:1模型

结论:涡扇20可极大提升运20的综合性能,它的顺利量产标志着我国已经掌握了大涵道比涡扇发动机技术。有了它,今后我国将更容易依托涡扇20研制过程中建立的一整套工业体系来研制更大推力、更先进的大涵道比涡扇发动机。

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评论列表
  • 2022-02-06 13:09

    期待咱们中国版的安-124,早日翱翔于祖国蓝天。加油![点赞]

  • 2022-02-06 15:21

    谨慎乐观为好,小编好多推论值得商榷,不要为了吹而吹

  • 2022-02-06 14:31

    [点赞][点赞][点赞]继续加油💪

  • 2022-02-06 14:32

    跟C17比还差点,C5就更不在一个级别上了

  • 2022-02-07 08:00

    谢天谢地你来啦大油桶,我们只要有了就可以后续改进的事了,改到二十吨左右没问题。

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