轰六K完全是一架全新的中远程轰炸机
日期:2015-03-01 23:22:08|2015-03-01 23:22:08 来源:军事动态 作者:刀口谈兵
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国产WS20发动机试飞工作完成 将用于运20等大飞机
2015年02月26日 07:59
来源:泉州晚报 作者:怀秋
本周,《查理周刊》恐怖袭击案的余波尚未平息,更多的治安案件让欧洲陷入了高度紧张。比利时警方击毙了预谋袭击的枪手,巴黎则又一次被人质劫持惊吓。但在人们的注意力徘徊于中东、乌克兰和西欧之间时,太平洋西岸中日两国的军备发展却更值得关注。一方面,中国空军有一款大飞机用发动机开始了试飞,标志着中国在国产大飞机最关键的“中国心”上的有一道保险正在形成;另一方面,日本政府通过了号称史上最大的军费预算,本次预算是日本自卫队正式扩军以后的第一笔年度预算,自卫队又要添置什么武器呢?这需要好好地研读它们的预算。
大飞机的三保险
本周,一条上周末中航工业成发发布的消息引起了各方注意。消息中,中航工业成发声称,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。新闻随后配上了祝贺试飞成功的现场照片,照片上,在参试人员身后停放着一架隶属中国试飞院的伊尔-76大型运输机。
由于在2013年召开的沈阳中国航空航天推进技术高峰论坛上,曾近公布中航工业成发正基于俄制D-30KP-2(也就是伊尔-76所用发动机)研制一款名为WS-18A的大涵道比涡扇发动机,因此媒体纷纷猜测,此次试飞的发动机,正是中航成发的WS-18A发动机。
媒体的这一猜测的确八九不离十,但要证实这一猜测,则需要对现场照片进行更多的分析。从官方公布照片背景的伊尔-76看,该机并不是中国试飞院常年用作专用发动机试车平台的760号伊尔76运输机,而是试飞院原本作为空警-2000预警机原型机的762号伊尔-76,由于在该发动机上机试飞以前,安装某型大涵道比涡扇发动机(疑似是WS-20)的760号伊尔-76已经进行了数月的试飞,加上研制单位不符,这台发动机最大的可能就是中航成发的WS-18A。
而一张从另一角度拍摄的762号伊尔-76运输机试飞照片则说明了涡扇-18的真正身世:这张照片上,已经拆除雷达罩,只留下雷达罩支柱的762号机的左侧面一览无余,通过比对该照与官方照片后发现,该机翼下的4台发动的吊舱外形一致。这说明装机试飞的WS-18A发动机明显与D-30KP-2高度相似,或者可以说,WS-18A就是基于D-30KP-2的国产化型号。
D-30KP-2发动机作为伊尔-76的动力被引入我国至今已有20多年,距离该机在苏联时代定型投产更是超过30年,在技术上早已不算先进,其涵道比甚至够不上当代“大涵道比涡扇发动机”的定义,工艺水平要求更是算不得高精尖,仿制该型发动机对于当代中国航空工业而言虽不算轻松,但也不存在不可逾越的困难。但是在WS-20都已经投入试飞的情况下,仿制一款技术水平和性能都更差的的发动机的意义何在,这还得从中国大型飞机的研制和使用说起。
目前中国正在制造的大型喷气式军机共有两款,2007年首飞的轰-6K和2012年首飞的运-20,他们目前使用的都是俄制D-30KP-2发动机。这些引擎都是中国从俄罗斯采购,其中55台于2009年前购买,2011年后又陆续购买了184台,总计239台。
目前中国装备轰-6系列的3个空军轰炸机师和2个海军轰炸机团中,已经有2个轰炸机团开始批量换装轰-6K,达到满编共需要40架轰炸机,80台发动机,如果补充第三个团则又需要40台发动机;运-20已经制造了3架原型机,使用12台发动机,若以C-17的6架原型机作为标准,则运-20系列的研制至少需要24台发动机;空军现有21架伊尔-76、3架伊尔-78和4架空警-2000,翻修更换发动机又要占去超过100台,如此算来,如果只用采购发动机,中国目前的库存发动机只能制造不到10架量产运-20,这还不算轰-6K和运-20日后翻修需要换引擎的数量。很显然对于中国庞大的机群而言,200多台寿命有限的D-30KP-2数量不足,继续外购则存在不确定性。至少3种事关国家安全的装备的核心设备一直依赖进口,这显然不是大国应该做的选择。无论是出于增加轰-6K产量还是为运-20提供动力考虑,仿制D-30KP-2都是最为直接、经济、低风险的举措。
当然,诞生于上世纪70年代的D-30KP-2的性能无疑是落后的,它的推力仅为12.5吨,不仅小于美国C-17发动机的18吨,也小于俄罗斯新一代PS-90A发动机的17.4吨。虽然轰-6K因为总体布局的原因只能使用D-30KP-2发动机,但运-20的翼吊式布局可以方便地换用更大推力的发动机,在这种情况下,满足于仿制的旧式发动机虽然难度低,却不是明智的进取态度。中国也早已认识到了这一点,在未来的大飞机发动机规划中,WS-18A只是其中最低配置的国产型号。
目前已知的国产大涵道比发动机,除了WS-18A以外还有两款:WS-118和WS-20,其中前者以国产“太行”发动机的核心机为基础,按照参照型号CFM56系列的发展,该型发动机可以取得最多15吨的推力,油耗则远远低于WS-18A和D-30KP-2;WS-20发动机则很可能使用下一代国产大推力发动机WS-15的核心机,性能将比WS-118提升更多。对于运-20来说,使用的发动机越先进,飞机的综合性能就越好,而三款发动机互相“垫底”的状况看似重复投资,却最大限度的避免了风险,防止出现歼-10早期研制中出现的发动机影响整体设计的困难再度出现。
值得一提的是,WS-118和WS-20在研制之初还考虑了为国产大飞机C-919换发的需求。尽管按照我国目前的技术,这两款发动机在经济性、可靠性、舒适性上全面超越Leap-X发动机还有相当的困难,但一旦C-919的衍生机型被用于军事用途,如改造预警机、反潜巡逻机时,使用性能达标的国产发动机替代进口产品是必要条件。在未来的C-919发展中,这两款发动机也将起双保险的作用。
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刀口:这篇文章总的来说还是不错的,介绍了中国正在发展的三型大函道比发动机,特别是进口的240台D-30KP-2如何分配的问题讲的很清楚,同时也讲了成飞发动机公司仿制D-30KP-2成为涡扇18A的意义。
在这里特别应该注意的是,我们现在被称为战神的轰六K其实上已经与早年的轰六H\M\D南辕北辙,完全是一架新的轰炸机。主要表现在不但换了D-30KP-2,整机的尺寸几乎加大了一号,机身加长,机翼面积加大,可以说已经是一架中远程轰炸机,而不再是中程轰炸机,这个一定要清楚,否则对战神的理解就没有到位。
我们说回原题。
这篇文章提到的中国正在发展的三型大函道比发动机,其中一型比较陌生,就是该文提到的涡扇118,并说涡扇118是涡扇10的核心机演变而来的,而涡扇10的核心机来自CFM56。
咱们不能说这是一本烂帐,却是一本乱帐,传说了多少年了,根本说不清楚。
该文提到的涡扇20与我们传说的是涡扇10的核心机演变而来的又不一样,该文说是涡扇15的核心机演变而来的,这又是一本乱帐。
其实大部分官泄资料都显示,涡扇20来自涡扇10,不可能是涡扇15.
该文的理解错误,或者说误导主要是基于对大函道比发动机理解偏差所致。
该文的逻辑关系是大函道比发动机推力越大,核心机的涡轮前温度就应该更高,比如涡扇20应该是涡扇15的核心机演变而来的,就因为涡扇15发动机涡轮前温度更高,所以推力就超过涡扇18A和涡扇118(该文理解的从涡扇10核心机演变的发动机机型)。
这就是误区了。
我们知道世界上推力最大的大函道比发动机是GE90,有45吨的推力,但是许多人或者说绝大部分军迷不知道的是,GE90的核心机来自F110-GE-129,F110-GE-129是美国两种战斗机F15和F16的发动机,最大推力不过是12吨到14吨。
形象地说,GE90发动机的直径超过了波音737,真是非常的大了。波音737机身直径是3米4,GE90的直径是3米43!
按照该文的逻辑,GE90怎么也应该来自F135或者是F136,后者涡轮前温度更高,还是四代发动机。
GE90如此推力巨大的发动机居然来自一台80年代的三代发动机的核心机,其实这才不是问题的关键,技术关键是GE90的风扇,还有低压涡轮的水平和风扇的减速齿轮技术,风扇的叶形技术(全复合材料),风扇直径越大推力就越大。
说到这里我们就应该知道了,其实涡扇20根本用不着涡扇15的核心机,涡扇20的技术来自涡扇10核心机和加大的大函道比,说白了就是风扇和风扇的减速齿轮技术,另外就是大函道比发动机的短舱技术,别看就是个罩子,技术上要求也非常高。我们知道大涵道比发动机都是军民通用的,大运和大客的发动机都没有加力燃烧室的概念,没有必要粗暴操作,所以它的核心机要求相对较低,甚至核心机的叶片也不需要昂贵的高品质的复合材料。大涵道比发动机的技术主要是风扇和低压涡轮还有减速齿轮以及发动机短舱。问题是,上述技术绝对是核心机密,各大发动机厂家绝不互相传授。我们要搞,也只能是自己从实践中摸索和累积经验和技术。
简单说到这里,深挖的话,里面乐趣实在是太大了,但是一句话两句话是说不清楚的,别看军坛无数,懂行的很少。
我说了半天,不是说中国没有利用涡扇15的核心机发展大涵道比发动机,而是从GE-90这个世界上风扇最大,推力最大的发动机是怎么演变而来的,再阐述涡扇10发展成大涵道比涡扇20说的通的逻辑关系。其实按有的军迷的说法,涡扇10的技术借鉴了CFM-56。
可CFM-56的技术来自F101,而F101后来发展成F110-GE-129,F110-GE-129再逐步发展成GE-90哦!
这样说,涡扇10早晚也能发展成中国的GE-90,根本用不着什么涡扇15。
涡扇15的志向是发展推比15和20的六代机发动机,那才是涡扇15的方向。
发展中国的大涵道比发动机,涡扇10就足够了。
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| 伊尔76确实是在挂飞涡扇18A(与D30外观一样),奇怪的是伊尔76机背上原来背着大盘子的盘子没了,只剩下盘子的两片架子,这说明挂飞涡扇18A后,这架伊尔76还打算背一个新盘子,留着两片架子是这个目的,不是试飞院太懒,懒得连雷达架子都不拆 |
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其实F110-GE-129发动机与太行涡扇10是一个级别的,F16\F15战斗机现在还在用F110-GE-129发动机的发展型F110-GE-229,最大加力推力发展到现在也不过是14点5吨。
日前珠海航展上官泄的涡扇10太行发动机早已经妥妥的是14吨,已经远远超过俄罗斯的AL31F的12点7吨,AL31三姨夫就没上过13吨这个级别。
涡扇18的最大推力是13点2吨,大致是132000牛,也就是132千牛,大致是13点2吨,如果是不加力的推力,这已经很不小了。
太行涡扇10的加力推力是14吨至14点5吨,军用推力大致是9吨左右,所以,涡扇18的13点2吨的推力不算小,主要是风扇直径大,涵道比大,推力也就大。
涡扇18的最大直径是1.56米(不是风扇直径),这个看点就来了,图上的涡扇20直径看上去要比D30大近三分之一,大致是2米1左右,推力也可能大三分之一,大致可以达到17-18吨左右。
虽然涡扇20的最大直径是2米1左右,但是风扇直径不会那么大,如果有CFM-56的1米8左右就可以了。
涡扇20虽然不是仿制的CFM-56,但是与CFM-56性能和结构相同,包括外形和外观。
刀口 :注意第一张图上的运二十模型已经换上国产大涵道比发动机涡扇20
反推力装置(又称反推器)是现代客机必备的设备。顾名思义,它是产生与飞机飞行方向相反推力的设备,其作用与发动机正常工作时的作用正好相反。
发动机工作时,大量的气体(高温燃气或空气)以高速度向后喷出,产生与飞机飞行方向一致的推力,推动飞机克服空气给他的阻力而向前飞行。反推力装置则是将喷出的发动机气体折向发动机前方,使气体向发动机前方喷出,产生与飞机飞行方向相反的力,即反推力。在飞机上很难做到,将排出发动机的气流折转180度与飞机运动方向完全一致,一般采用折流板挡住排气流,使气流斜着向前喷出,如图所示。一般折流板与飞机轴线呈45度的夹角。因此,当打开反推力装置时,其产生的反推力仅相当于发动机正推力的40%左右。
图示反推力装置为靶式
还有阻流门式如下图。
图中红色为内涵气流,蓝色为外涵气流。上图为正常飞行时,所有气体向后排放。当着陆时,阻流门打开,外涵气体偏转方向,产生向前的推力,帮助飞机更快的减速。同时,它可以在正推力和反推力间快速转换,为飞机在特殊情况下紧急停止滑跑起飞或着陆不成功时迅速复飞提供了保障。
反推装置大涵道比的大运和大客级的发动机一般都有,战斗机目前只有瑞典的雷式和欧洲的狂风。雷式有瑞典地域狭窄的特殊需求。
反推力装置分为三类,分别为:
1、瓣式转动折流门反推力器;
2、抓斗式折流板反推力器;
3、折流栅反推力器。
最后说明,折流栅反推力器是最高大上的。
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