在之前的文章中,作者和大家聊了一系列关于我国发动机发展建设的故事,例如舰艇燃气轮机、战机涡扇发动机等等。今天,我们聊聊我国运输机、大型客机使用的大推力涡扇发动机。随着涡扇20的定型,我国运20运输机的运输能力大大提升。但是,与欧美第一梯队的各种发动机相比,我国涡扇20发动机,到底属于什么水平呢?
当年,中国以进口伊尔76运输机为主
首先,我们聊聊我国发动机领域的老问题。由于受国外长期技术封锁,再加上国内的经验严重不足。在八九十年代,我国设计的一系列战机、舰艇、装甲车辆都面临动力系统的问题。例如21世纪初期,我国发展的052C型驱逐舰,曾经面临燃气轮机缺乏的问题。同时期,我国发展的歼10A、歼11A、歼11B等战机,也面临缺乏合适发动机的问题。
不得已的情况下,我国2010年之前生产的一系列战机,基本上以俄罗斯AL31F系列发动机为主。我国在大型运输机方面曾经非常匮乏,从90年代末期到2015年之前,为了解决解放军部队运输能力不足、投送能力有限的问题,我国陆续几批次从俄罗斯进口伊尔76系列运输机。
伊尔76运输机是苏联七八十年代的产品,设计理念已经滞后,而且机体内舱空间有限,很多大型车辆无法运输。我国进口伊尔76运输机的同时,也在努力发展自己的大运运输机。2016年,国产运20运输机定型,开始批量交付部队,我国终于突破了缺乏国产大型运输机的瓶颈。
但是,由于缺乏合适的大推力涡扇发动机,运20运输机的初期型号,使用了与俄罗斯伊尔76相同的D-30KP2发动机,D-30KP2最大推力只有12.5吨。由于推力有限,直接限制了运输机的最大运输能力。虽然我国在D-30KP2的基础上,仿制、改进而来了涡扇18系列发动机,最大推力提升到了13.2吨。
运20的出现,大大提高了解放军的投送能力
仍然是治标不治本,毕竟推力提升有限。发动机推力不足,限制了运20运输机的最大潜力。按照报道,运20前期型号的最大运输能力只有50多吨。与伊尔76相比,有所提高,但提升并不明显。由此可见,缺乏高性能大涵道比涡扇发动机,已经直接影响了运20运输机的发展。其实,不仅仅是中国,俄罗斯的伊尔76运输机也存在运力不足的问题。
2015年以来,俄罗斯推出了最新的伊尔IL-76MD-90A运输机,使用PS-90发动机替换了D-30KP2系列发动机。消耗减少了12%,飞行航程增加了18%,同时,最大运载能力提升到了60吨左右。由此可见,大推力发动机对于提高运输机的运载能力,起到了非常重要的作用。
中国运20B大型运输机
2020年以来,随着我国新一代涡扇20发动机的定型,运20运输机开始安装涡扇20,进行各方面的测试工作。2022年之后,换装涡扇20发动机的运20B运输机,开始批量生产。不得不说,换装涡扇20之后,运20运输机的运载能力大大提升。按照公开报道,涡扇20发动机最大推力超过了16吨,远远超过了之前的涡扇18、D-30KP2发动机。
安装4台涡扇20之后,运20B运输机的最大运载能力,达到了66吨左右,这是非常大的技术进步。按照报道,涡扇20在油耗方面比涡扇18低了10%左右,航程进一步提高。换装涡扇20之后的运20系列运输机,能够执行一系列的远程高强度运输任务。很多人认为,我国完全能够以运20运输机为载体平台,发展新一代的大型空中预警机。
大型运输机,能够运输各种装甲车辆
当然,我国在航空发动机领域,取得了一系列进一步,但与欧美第一梯队相比,还有一定的差距。我们以美国C17大型运输机为例,安装了4台普惠F117-PW-100涡扇发动机,最大推力达到了18.3吨。依靠4台大推力发动机的支持,美国C17运输机的最大运输能力,达到了77吨左右,这是非常不错的水平。
当然,我国涡扇20发动机刚刚定型,肯定会陆续出现各种升级改进型。按照国外媒体的报道,涡扇20发动机已经出现了各种改进型,例如17.5吨版本、18.4吨版本。不过,涡扇20的一系列改进型,仍在测试、完善中,并没有定型。除了涡扇20系列发动机、运20大型运输机之外,我国还缺乏自己的战略运输机、超大推力涡扇发动机。
美国C17大型运输机
美国C5系列战略运输机,最大起飞重量379吨,最大运载能力达到120吨,最大航程超过12000公里。安装了4台CF6系列超大推力发动机,推力强劲。俄罗斯安124战略运输机,最大起飞重量405吨,最大运载能力150吨,最大航程超过14000公里。安装了4台D18T-S3发动机,最大推力23.4吨。由此可见,我国在战略运输机、超大推力发动机领域,需要继续努力。
其实,不仅仅是军用运输机,我国在民航客机领域也取得了一系列的发展。我国C919大型客机在研发、测试的过程中,采用了美国、法国联合研发的CFM LEAP-1C发动机。不过,使用欧美发动机仅仅是暂时性的过渡需要,我国一直在研发自己的发动机。2023年3月,我国长江1000A型发动机,开始安装在试飞机型上,进行试飞测试。
美国C130、C17、C5运输机同框
长江1000A发动机是我国第一个具有完全自主知识产权,严格按照民航适航要求研制的大涵道比涡扇发动机,也是国产大型客机C919的唯一国产动力装置,设计起飞推力不小于14000kgf。长江1000A发动机的首飞测试,意味着我国C919客机采用国产发动机的时间,越来越近。
除了长江1000A之外,我国还在同时研发长江2000发动机,计划与国产C929大型客机搭配使用。按照公开信息,长江2000系列发动机,设计最大推力超过了35吨。当然,长江2000发动机发展进度,目前并没有公开。涡扇发动机技术,一通百通。当然,航空技术发展急不得,需要一步步推进,不能操之过急。
中国C919客机
如果长江2000系列发动机、C929大型客机项目能够先后定型,那么,国产军用超大推力涡扇发动机、国产战略运输机等一系列项目,肯定会大踏步进展。目前,我国在航空发动机领域,与欧美第一梯队水平,仍然还有很大的差距。但是,从目前的情况来看,我国与欧美技术之间的距离,正在一步步缩小。
中国客机项目发展
关于我国发动机领域发展建设的一系列故事,还有很多,作者在以后的文章中,和大家慢慢聊。
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