换装涡扇20后,运20改进型能否追上美国的C17运输机呢?

科技解析站 2022-01-17 20:09:23

大型运输机的重要性不言而喻,不论是军用还是民用,它都能发挥出其他运输工具难以取代的优势。因此,大型运输机是军事强国的标志。

运输机性能好坏很大程度上由其发动机决定,有什么样的发动机才能造什么样的运输机。

D-30KP-2涡扇发动机

此前由于我国还没研制出推力超过14吨的涡扇发动机,国内自主研制的最大运输机只有最大起飞重量不超过70吨的运8系列中型运输机。后来,为了给国产大型运输机运20配套发动机,我国不得不仿制诞生于上世纪70年代的D-30KP-2中等涵道比涡扇发动机,推力仅12~13吨。虽然这款发动机勉强解决了运20无国产发动机可用的窘境,但也导致运20综合性能始终难以达到最初的设计指标。如今,随着国产大涵道比涡扇发动机的问世,这个问题终于迎刃而解!

最近多架安装4台大涵道比涡扇发动机的运20改进型被卫星拍到。联想到去年涡扇20生产厂家半年度报告首次透露已经建成首条大涵道比涡扇发动机生产线的消息来看,预计这种发动机就是涡扇20!

涡扇20生产厂家半年度报告截图

相比俄制D-30KP-2已经我国的国产化仿制型号涡扇18来说,涡扇20推力更大,油耗更低,推力提升潜力也更大!

那么安装4台涡扇20的运20综合性能能否赶上美国的C17运输机呢?

在回答这个问题之前,我们要先了解我国的运20性能和美国的C17性能。

1、运20大型运输机性能简介。

运-20是我国自主研制的大型运输机,采用常规布局,悬臂式上单翼、前缘后掠、无翼梢小翼,于2013年1月26日首飞,2016年6月15日交付部队使用。

安装4台涡扇20的运20正在飞行

根据官方给出的数据,目前状态的运20A翼展45米,机长47米,机高15米,最大起飞重量为220吨,最大载重66吨,满载最大飞行速度约750公里/小时,满载最大航程约4400公里。最大时速≥800千米,航程大于7800千米,实用升限约13000米。

2、美国C17大型运输机性能简介。

C17“环球霸王III”运输机身长53.04米,机高16.79米,翼展51.81米,最大起飞重量285吨,最大载重78吨。它可在915米长的简易跑道上着陆(使用反推力装置)。

C17满载不空中加油的航程为4,630公里,空载转场航程8,700公里,空中加油后的最大航程11,600公里。

美国C17运输机

对比发现,运20的主要参数均略低于美国C17运输机。这主要是因为运20A采用的涡扇18推力仅13吨。远不如C17运输机采用的F117-PW-100的17.3吨推力。

决定运20载重上限的主要因素是涡扇20的最大推力。为平衡航程、起降性能,运输机的最大起飞重量推重比不宜过大也不能太小,通常在0.22~0.24期间。因此,想要知道换装涡扇20后,运20改进型的最大起飞重量能够达到多少,那就要搞清楚涡扇20的最大推力究竟是多少?

关于涡扇20的推力,目前有3种说法。

1、最大推力16吨。

早在2013年的珠海航展上,生产厂家就简单介绍了涡扇20:涡扇20发动机是我国以“太行”发动机为基础,自行研制的大涵道比涡扇发动机。该发动机将主要用于运20大型运输机。未来,还可作为大型客机、新型双发中型运输机、第二代远程反潜巡逻机的主要动力。发动机推力范围是13吨~16吨。

珠海航展上涡扇20的性能简介

据了解,美俄的大型运输机最大起飞重量的推重比大约是0.22~0.24之间。按照4台推力为13吨的涡扇18(国产仿制微改型号,推力比俄制D30-KP2略大)可反推运20的最大起飞重量约220吨。刚好与运20总师唐长红“最大起飞重量220吨,载重66吨”的说法一致!

如果涡扇20最大推力是16吨,那么按照原有推重比推算,可以算出运20的最大起飞重量将从220吨提升至270吨左右,最大载重将从66吨提升至81吨!

2、推力介于16吨与18.3吨之间。

按照像素标记运20和涡扇20的尺寸

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。

按照这个推力测算,采用4台涡扇20的运20改进型最大起飞重量将提升至285吨左右,最大载重将提升至87吨左右!

3、最大推力18.3吨以上。

疑似涡扇20的装配图

2020年底,“e网西航”微信公众号发布的一篇名为《灯火阑珊 你是最美的那颗星》的文章曝光了疑似涡扇20装配图,通过对比发现其内径高达2.3米以上!这个数值正好和上文根据最近网友爆出的图片测出的数值一致!相比之下,推力为15.45吨的CFM-5C4风扇直径仅1.8364米。美国C17配备的PW2040发动机内径也只有2.18米,推力却达到18.3吨。由此可见,涡扇20的推力不大可能低于18.3吨。

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180.5KN)。

某论文仿真计算给出的数据

如果涡扇20能够达到18.3吨的推力,这意味着运20的最大起飞重量将从220吨提升至300吨左右,最大载重更是将提升至92吨左右!

当然上述三种可能的推算结果仅是理论计算结果,实际最大起飞重量和最大载重主要由运20的结构设计决定。如果运20的结构设计最大载重量仅80吨,无论涡扇20推力有多大,运20的最大载重都不可能超过80吨,否则有散架的风险!

根据上述分析我们发现,涡扇20最大推力至少达到16吨,鉴于其衍生自涡扇10的核心机,和CFM-56核心机基本一样。推力达到16吨意味着涵道比要达到6:1以上,远超涡扇18的2.42:1,耗油率将降低至少20%!这意味着换装涡扇20后,运20改进型的综合性能相比运20A将有质的飞跃,提升至和美国C17基本相当的水平!

最后要补充说明的一点是,为何运20仅靠4台推力为13吨的涡扇18,最大载重就能达到66吨?

据了解,美国C17初始版本最大起飞重量仅265吨,后来换装推力更大的F117-PW-100的推力提升版本后其最大起飞重量才提升至285吨。然而,美军觉得最大载重78吨已经能够满足要求,因此并未大动干戈继续提升最大载重。

那么我们可以算出C17初始版本的载荷系数约0.294(78/265),与运20的载荷系数0.3(66/220)基本相当!

作为一款更晚35年服役的大型军用运输机,运20运用了大量C17没有应用的先进技术,包括超临界翼、滑退式三开缝襟翼,达到减阻增升的目的。因此,66吨的载荷是完全没有问题的,否则只能说明设计师水平太低。

很多网友对运20没有采用C17那种翼梢小翼设计颇有微词。然而,事实上这种设计并没有多难,放眼全世界,除了美国C17运输机,其它几种大型运输机均没有采用,说明这种设计也不是万金油。至于为什么不采用,主要还是因为这种设计也是有缺点的,有兴趣可自行了解。总之,不要质疑运20总师唐长红的水平,他可是歼20天才总师的舍友,专业设计能力一定是远超普通人的。

安装4台涡扇20的运20倍卫星拍到

结论:换装涡扇20以后,运20的综合性能将得到极大提升,总体性能很可能将和C17相当。仅在货仓尺寸、容积方面略有不如。这主要是综合气动阻力、装载能力、起降性能等多方面权衡的结果。只要大批量生产,那就说明已经达到设计指标,符合我军的实际需求!

38 阅读:18990
评论列表
  • 598 23
    2022-01-17 20:44

    不可能超过C17,外形都没它大![吃瓜]

    漆园门下 回复:
    就是,还不如某些慕洋犬,认个厉害的干爸爸就把问题解决了 直接骄傲的来一句“不如我干爸爸40年前造的发动机”就满满的自豪感。 是吧? [笑着哭][笑着哭][笑着哭]
    雄纠纠气昂昂 回复:
    你咋知道设计指标是13的
  • 2022-01-17 20:52

    怎么可能超过

  • 2022-01-17 22:22

    你是准备用运20去撞C17吗?如战争都像你这样对比,美国根本就不应该造C17,全用C5不香吗?

  • 2022-01-17 21:15

    美国的C17运输机,最大运载量.油耗.航程等,啥时候能追上已经解体三十多年生产的,上世纪七十年代就停产的安22呢?美国吹嘘上天的最大运输机C5,啥时候能摆脱最长跑道的依赖,啥时候能有野战机场起降能力,啥时候能赶上安124呢?

    用户17xxx84 回复:
    实际上,现在的运输机轰炸机进步有限
    精神之源 回复:
    苏联的垃圾 有个鸟用
  • 2022-01-18 21:08

    为什么我们每次光设计飞机而飞机都造出来了才开始想着发动机的事[得瑟]

    漆园门下 回复:
    咱们的飞机都是和发动机一起进行的,你一张嘴就错了。 美帝和苏修都是发动机是发动机,飞机是飞机,各做各的。 发动机是一货架,飞机直接从货架上选一个就行。
  • 2022-01-17 22:54

    赶紧大批量生产

  • 2022-01-17 21:17

    网传唐长红还是轰20的总师,那可比歼20还牛。

  • 2022-01-17 22:19

    说实话、不能、差距还有不小

    精准头条 回复:
    你就只能空嚷嚷了吗?你咋还不赶紧给咱造一个赶英超美的发动机?差距不小凭你在这叭叭两句有啥用?你也配说差距?你做了什么?
  • 2022-01-17 20:52

    不知道,并没有,别瞎说!

  • 2022-01-17 23:01

    最大载重不是根据发动机反推的,而是设计时就已经定好了,再好的发动机如果运输机结构承受不了也没有用[笑着哭]

  • 2022-01-17 20:48

    大涵道比有一个最大的好,耗油率远远低于d30kp2(ws18跟这个本质上一回事),航程一下子就能起来。后面可以再做加长版

    岁月无声 回复:
    ws18可以给轰6各种改型用,毕竟轰6机群的规模很大。而轰6的结构设计根本没法使用ws20这样的发动机,因为发动机直径太大。
  • 2022-01-17 21:38

    大量生产

  • 2022-01-17 21:56

    现有水平,差距还是挺大的,Ws20发动机和C17的发动机还是有差距,需要时间追赶……

    零陵精神病院主任医师 回复:
    有啥差距?c17上也是老款发动机了,三四十年前设计的。
  • 2022-01-18 00:03

    不要说超越c17了,就是要达到它的层次除了发动机推力外还需要反推技术和吹气襟翼技术

  • 2022-01-17 21:56

    胡说八道

  • 2022-01-17 23:02

    30%的设计冗余,也就是说在不大改机舱承重设计的基础上,66*20%十66=79.2吨,推力大于16吨即可。运20最大只需改进到此,再就是设计载重120吨以上的大运了。

  • 2022-01-17 21:06

    我听过这种发动机的声音,很有威慑力[点赞][点赞][点赞]

  • 2022-01-17 21:00

    中国国产大涵道比涡扇喷气式飞机发动机发展线路图如下:CJ-500-CJ-600-WS-18-WS-20-CJ-1000-CJ-1300-CJ-1500-CJ-2000

  • 2022-01-18 00:25

    以前的报道说换国发后才能到66吨,那也是运20的目标状态。运20比C17小一圈的,空间不足你给它勉强到80吨沒意义[吃瓜]

  • 2022-01-21 10:54

    服了真是,设计运力66吨,货仓尺寸甲板都是按运力来设计的,不是说发动机推力大了,载重就能无限提高。。

    细说科技 回复:
    文章没看完吧?[得瑟]
  • 2022-01-21 08:05

    运20B看着就帅,棒极了!加油中国

  • 2022-01-17 21:31

    换装大推力涡扇20后,肯定机身加长,但要赶上C17,还有一定差距

  • 2022-01-17 21:59

    野战跑道起降的能力很重要!不知道20咋样?

  • 2022-01-18 19:00

    好消息,够用就好,这十几年中国的军事装备先进起来了,好事。[呲牙笑][点赞]

  • 2022-01-20 18:42

    我们的目标机是安—124. C--5银河那样的洲际战略运输机

  • 2022-01-23 10:47

    8

  • 2022-01-17 22:24

    涡扇20的技术水平和性能能勉强赶上CFM56就已经烧高香了。别不切实际的臆测。

  • Bob 1
    2022-01-18 00:21

    换发后会有放大型号,肯定超c17。

  • 2022-01-18 00:54

    运20再怎么换发动机,最多也就到70左右吧,最多航程和速度增加一点。结构没办法大改。再大可以重新开发一款载重一百顿以上的了。

  • 2022-01-21 21:32

    超临界翼确定C17没有?写文章可不能糊弄吃瓜群众啊

  • 2022-01-24 11:39

    中国的航发启动晚,相信总有一天会追平圣至超越也有可能[点赞][点赞][点赞]

  • 2022-01-18 02:57

    不是说现在的运20还未达到设计的指标吗?恐怕有了新的发动机,也只能达到17的性能

  • 2022-01-21 02:20

    我只想知道推力达到23吨的什么时候可以用,毕竟赶紧让隐轰首飞才是重中之重

  • 2022-01-21 13:28

    发动机超不过,载量也超不过

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