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两成 国发 推力 量产 油耗

总推力超50吨,油耗降两成!运20已换国发量产?俄发库存不够用

jnlyseo998998 jnlyseo998998 发表于2023-03-07 09:32:04 浏览33 评论0

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各路官微总是喜欢用一些富有悬念趣味的方式公开重大装备进展情况,比如航空工业集团之前的“THE NEXT……”现在已经被海陆空等多条战线用烂了,2月21日,航空工业又发了一条耐人寻味的官微:

在这条官微中Y-20的正面视角颇具冲击力,远处也停放着几架完成生产任务等待试飞的新机,画面中最为抢眼的是这架飞机的绿皮发动机。不过,官微下面的评论大多显得比较失望:为啥不是粗短暴力推进的WS-20,这太细了。

虽然比较细,但这其实也是国产发动机。

众所周知,在大飞机产线上我们长期依赖俄制D-30KP-2型涡扇发动机,查询俄相关官网显示,自2006年至2020年间我们进口了总计463台该型发动机,先后分三个阶段引进:2006年至2011年,55台;2011年至2015年,184台;2016年至2020年,224台。

不过,自2020年以后就再没有任何进口D-30KP-2发动机的消息,库存也消耗殆尽,但是,2020年之后恰好又是该型发动机的大批量应用阶段,H-6K系列轰炸机与Y-20运输机都急需此种动力,批产需求又是如何解决的呢?

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H-6K大象漫步

据美军网《1945》文章披露,H-6系列轰炸机保有数量已经高达231架,占全球轰炸机总量的将近一半,其中配装D-30发动机的轰-6K及其衍生型号总计150架左右,这就要消耗300台发动机,再加上备份替换用,以及持续量产需求,至少需要400台以上,即便将进口的D30发动机全用上,也只够H-6K系列机型所需,更何况还有一架机就要消耗4台发动机的Y-20。

一个显而易见的事实是,单纯依靠过去进口的D-30发动机,已经完全不能满足我们旺盛的批产需求。

凡事预则立不预则废,引进D30发动机不仅仅是为了满足生产需求,更是为多型国产发动机争取发展成熟的时间。早在决定引进D-30的年份,我们就已经确立了有序换装梯次迭代的可持续发展的装备技术路线。

D-30系列发动机

就在第二批D-30发动机完成交付的2015年,中航成发就发文表示,某型号发动机自9月16日成功交付试飞单位以来,历时80天,在完成了地面装机、测试改装和科研试飞等工作后,圆满完成了整个试飞工作。文章还配上了祝贺试飞成功的现场照片,画面中在参试人员身后停放着一架隶属试飞院专门用于动力飞行测试的伊尔-76运输机,该机翼下挂载着标有“CFTE”字样的新型发动机。

现在我们知道这台发动机就是WS-18,该型发动机是D-30KP-2的逆向仿制型号,虽为仿制型号,但由于新工艺新技术的应用,使得WS-18相较于进口型号重量降低了0.3吨,推力反而提高约0.5吨至13.2吨,推重比提高5.5%,油耗也下降了两成,这些数据的提升对于提升载机性能尤为关键。

WS-18发动机完成80天综合测试至今已经过去了8年时间,这个周期对于一款新型号发动机的试飞周期而言可以说是绰绰有余,可以确信的是国发WS-18已经进入量产应用的新阶段。

一般而言,我们讲Y-20是一款起飞重量220吨的4发大型运输机,但实际上在很长一段时间内Y-20都达不到这一指标。根据2019年长春航空开放日活动中公布的数据可知:Y-20A最大起飞重量为179吨、最大载重55吨、最大航程7500公里。

即便如此Y-20相较于进口的伊尔76机型也有明显优势,后者最大载重无法超过50吨,同时货舱宽度尺寸也明显小于Y-20,航程数据也是不及。

换装WS-18后的Y-20总推力超50吨,其它各项数据也有提升,但较之目标性能(最大起飞重量220吨,最大载重超60吨。)仍然还有一定的差距,WS-18的意义在于实现了大型运输机生产能力完全掌握在自己手中,不受制于任何外界因素,同时也为涵道比更大推力更大的WS-20的研制赢得了时间。

目前Y-20的航迹已经遍布世界四大洲,就在近日,该型机再次飞出国门进入欧洲腹地——抵达奥地利因斯布鲁克机场,承担运送参加“2023-雪绒花突击山地步兵竞赛”的参赛人员。

Y-20的出现对于战略投送能力的提升效果是非常显著的,目前已经形成整建制、多任务、常态化的应用能力,在其众多能力中重载运输能力格外抢眼。比如,在高加索-2020演习中Y-20就承担了一系列重型装备的跨国运输任务,这些重型装备中包括04A步战车、07式122自行榴弹炮、陕汽2190平台通讯车等。

04A步战车与07式122自行榴弹炮的重量均达到20吨级,这意味着Y-20在承运这些重型装备的同时还能同时搭载弹药与人员,实现完整作战能力的战略投送。

不过目前尚未看到Y-20承运99A主战坦克的画面,该型坦克全重58吨,超过了目前Y-20最高载重55吨的运力限制,但若用于运输40吨级的96A主战坦克或30吨级15式轻型坦克就游刃有余。

15轻坦

96A

99A

若想看到承运99A进行战略投送的画面就得等完全体Y-20B,该机换装的WS-20是一款涵道比更大的发动机,推力在14吨至15吨区间。

Y-20B(图源:燃烧的哈尔科夫)

WS-20 (图源:燃烧的哈尔科夫)

尺寸更加粗短的WS-20相较于WS-18、D-30KP-2两型发动机的气动外形有明显变化,意味着整机气动布局也有变化,因此需要经历一系列完整研制试飞与鉴定试飞任务才能最终实现批产列装。据网络公开画面可知,目前Y-20B已经在进行高寒飞行测试。

WS-18与WS-20两型发动机皆为大涵道比发动机,只不过后者的涵道比更大,话说为什么大型飞机动力都追求大涵道比呢?

长江-1000AX

所谓涵道比是指是指涡扇发动机外进气口和内进气口之间的空气流量比。飞行过程中空气分别进入内涵道与外涵道,进入内涵道的空气流入燃烧室与燃料混合燃烧做功,进入外涵道的空气不进入燃烧室,与从内涵道流出的气体混合,外涵道流出空气温度低速度慢,与内涵道流出气体混合后流速降低,同时较低的外涵道气流温度可以提高热效率,使得涡扇发动机可以获得比涡喷发动机更大的推力。

而用于大型飞机的大涵道比涡扇发动机,外涵道流出空气不与内涵道空气混合,在亚音速条件下可以获得相较于小涵道比涡扇发动机更高的推进效率。

根据《大国鲲鹏》纪录片披露的试飞流程可知,在进行高寒测试后,接下来就是高原试飞、侧风试飞、积水跑道高速滑行起降及雨中飞行测试、夜间滑行及飞行试验、溅水试验,以及空速校准、飞行性能、操稳特性、失速特性、颤振特性、模拟冰型、空中开舱门、航电系统、发动机和APU空中启动、空中应急放油等系统鉴定试飞,整个试飞周期约两年时间。

Y-20B毕竟是继承自Y-20A,部分试飞科目可以简化,以目前进度估算,预计到明年我们就可以看到完全体Y-20B正式进入装备序列。

目前已知大涵道比涡扇发动机有WS-18、WS-20、CJ-1000A、CJ-2000AX、WS-118、SF-A、WS-12C、CJ500,战术飞机使用的有WS-10系列、WS-15、WS-17、WS-19等型号,放眼全球能够有如此配套齐全动力体系的国家满打满算不会超过三家,可以说我们的动力自由时代即将来临。

当我们满足自给自足的需求后,这庞大的产能也将向全球市场释放,届时全球航空市场也将烙上深深的中国印记。