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轟-20用什麼型號航空發動機?
送交者: 中國海軍 2020年11月21日21:53:56 於 [軍事天地] 發送悄悄話

轟-20用什麼型號航空發動機?

轟-20用什麼型號航空發動機?


轟-20

我國的大型隱身戰略平台轟-20,應該是在研的國產大推力大涵道比渦扇發動機,類似渦扇20的隱身改型,是非加力渦扇發動機,正常推力達到13000至16000公斤。而美國B-1B超音速戰略轟炸機發動機加力推力不過13608公斤。轟-20推力已經趕上美國B-1B的加力推力了,飛機再造大一點,裝滿油,軍方的兩個硬指標:洲際航程,載彈量都達標了。但同時也感受到我國轟20研製的無奈,拿得出的適用發動機只能是渦扇20改型。

轟-20用什麼型號航空發動機?


餘下就只剩下隱身技術了。我國雷達隱身技術經過前期四代隱形戰鬥機的大會戰攻關,真可謂是碩果纍纍。隱形技術,準確的術語應該是'低可探測技術'(low observable technology)。隱形技術包括:雷達隱形、紅外隱形、磁隱形、聲隱形和可見光隱形等,有的隱形武器已投入戰場使用,在戰爭中顯示出巨大威力。隱形飛機主要通過降低雷達截面和減小自身的紅外輻射實現隱形。我國的雷達隱形技術已經完全過關了,隱身效果世界一流。轟20的隱身主要解決紅外隱身所遇到的難題。上世紀90年代服役的美國B2轟炸機在紅外隱身方面就做得不錯。所以我們的轟-20像B2轟炸機就不以為怪。

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美國B2轟炸機

轟20未來可衍生出多種隱形飛機,目前正小步快跑研製,但是難度很大。因此出現了犧牲隱身性能獲得航程增加的翼尖小翼改動小設計。

轟-20用什麼型號航空發動機?


翼尖小翼擾流效果圖

轟20隱身技術離子隱身裝置

從各方面的資料顯示,中國轟20未來極有可能使用這種隱身技術。在西飛首次披露了轟20某項目S彎排氣管尾段樣件順利交付一飛院!”,由於結構複雜、體形碩大、內膽內腔的成型要求高,帶來了非常大的挑戰,該項目實現了激光焊接工藝技術在公司的首次工程化應用。”

另外,轟20成本因素也是一個非常重要的指標,特別對於研製生產方指標。因此轟20的研製生產應該是保證成本控制,估計30-40億人民幣一架(生產量決定)。

轟-20用什麼型號航空發動機?


轟20具有較強的隱身能力,基本性能類似美軍的B2和B21轟炸機。一個激光增材製造的飛機鈦合金超大型整體承力框,據稱該承力框的面積達16平方米,有分析人士認為,這是用於轟20身上的一個重要部件。承力框上的兩個圓孔,明顯是為了發動機穿過而預留的結構。

轟-20用什麼型號航空發動機?


轟20的鈦合金超大型整體承力框

轟20究竟採用怎樣的發動機

一般認為,轟20將採用渦扇10太行發動機,或者更加先進的渦扇15發動機,因為這是我國自行研製的第三代和第四代戰鬥機的標配動力,推力大,技術性能先進,而且已經接近成熟,安裝到轟20身上是水到渠成的事情。

轟-20用什麼型號航空發動機?


在測量鈦合金超大型整體承力框的兩個圓孔時發現,它們的直徑達到1.5米,遠遠大於渦扇10太行發動機1.16米,正好是俄羅斯D30發動機的尺寸。這意味着轟20有可能會採用D30發動機,或者國產型號渦扇19,而不是此前呼聲最高的渦扇10太行。

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兩個圓孔的直徑達1.5米,超過渦扇10發動機的尺寸

在轟20立項的時候,渦扇10太行尚未成熟,任何一個國家研製新裝備,都不會以未成熟的發動機為基礎,因此當時唯一的選擇就是D30或者AL31系列。從另外一個方面來說,無論是運20,還是轟6K都採用D30發動機,或者其國產型號渦扇18,使用它們未嘗不可。空軍使用發動機,一向是力求可靠和保守的。相比渦扇10,D30和渦扇18顯然更加可靠,而且耗油率更低,採用D30或者渦扇18後,推力更大,能夠研製出體型更為巨大的遠轟。

轟-20用什麼型號航空發動機?


D30推力更大,更省油,飛機航程更遠

實際上,D30和渦扇18是一種推力非常大的渦扇發動機, 其單台推力117.6千牛 差不多12000公斤,超過渦扇10A 的8637公斤,同時也超過美國B2轟炸機使用的F118-110非加力渦扇發動機,後者最大推力只有7847公斤,也有說8618公斤的。

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中國空軍多種大飛機都採用D30或者渦扇18發動機

如果轟20採用D30或者渦扇18發動機,其航程將超過20000公里。美國當年選中F118-110作為B2的發動機,是因為那個時候美國的各項隱形技術還不成熟,加之美國有眾多的前沿軍事基地,不需要那麼長的航程。但中國則不同,如果沒有這麼長的航程,就起不到應有的作用。

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從中國的角度來說,如果研製的遠轟不能威脅到美國本土,那麼其使用價值,就至少減少了一半。如果遠轟能夠攜帶3噸炸彈,直接攻擊美國的本土比如:紐約,那麼這才是真正的戰略轟炸機。那時候,中國的遠轟翅膀扇動一下,美國的股指就要跌掉一半。

轟-20用什麼型號航空發動機?


現在國外媒體更關心的是轟20用什麼樣的發動機完成首飛,而最終定型又會採取哪種發動機。很多人認為,既然轟20是一種達到世界先進水平的隱形戰略轟炸機,就該採取全新研發的新型發動機。

B2A在中央機身兩側的發動機艙內,安裝了4台GE公司的F118非加力渦扇發動機,單台最大推力8618公斤,發動機重量為1452千克,推重比5.9。F118發動機,其實就是在F110(用於F14、F15、F16等美國主力戰機)渦扇發動機的非加力版,增加了風扇壓比和空氣流量。4台F118相加,最大推力可以達到34.5噸,在B2滿載170噸時,仍然可以到達20%的最小推重比,讓B2安全飛行。那麼我方是否會改造和F110基本相當的太行改發動機,或者乾脆用推力更大的渦扇15,去掉後燃器當做轟20的首飛發動機或以後的定型發動機呢?經過論證就會發現,太行改去掉後燃器,最大的推力僅僅8000公斤級別。如此一來,轟20的體量就會比B2還要小,而我們既沒有美軍那樣的全球化分布的大批基地,更要突破多重島鏈的包圍圈,轟20基本上不可能獲得B2的那種多次空中加油的機會。因此轟20需要定位在一次加滿油,航程必須不小於B2的標準。這就要求轟20的整體體量不會小於B2,因此首飛推力也必須大於B2!

轟-20用什麼型號航空發動機?


國內現有的合適發動機,只有D-30KP-2和改進的國產版本渦扇18,這也是目前的運20和轟六K的主力發動機。4台D-30KP-2發動機的最大推力可達到46噸以上,完全可以滿足200噸左右大飛機的飛行。因此D-30KP-2發動機自身比F118超重840公斤的問題也可以平衡掉。那麼有沒有可能,先用目前的發動機首飛,將來再改用渦扇15的變形版呢?個人認為概率不大,因為渦扇15畢竟是為戰鬥機設計,其直徑和進氣量都比太行改增大的有限;這兩者距離渦扇18這類直徑1.5米的發動機還是差別很大。與其將來用渦扇15放大直徑,還不如在現有的渦扇18的基礎上進行更深層次的升級。

渦扇15這類高性能發動機的渦輪前溫度已經高達1700K以上,而渦扇18卻只有1100K左右。渦扇18現在接近12噸的最大推力,裝4台在轟20上,甚至還比B2的最大推力大出接近45%,完全夠用。

轟-20用什麼型號航空發動機?


而真正的問題,是如何提高燃油效率,提高發動機在長時間連續工作時可靠性方面努力。主要的改進措施,是讓渦扇18全權數字化,增加全發動機壽命到幾萬小時,減小壓氣機氣隙及轉動阻力,減少磨損增加效率,3D打印組合,減少零件數,減少維護工作量。若能實現全部升級目標,不但我們的轟20會在航程和載彈量方面全面超越B2,而且轟六機群也會受益,因為他們可以和轟20共用同一種發動機。


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