央视播出的《军事报道》节目,视频显示一架运-20B在地面装载了货物后,飞行到空投区域后成功地利用降落伞投放,我们可以很明显看到,运20B由此前细长的D-30PK2和涡扇-18发动机短舱,改成了又粗又短推力又大的涡扇-20发动机短舱。这是官方媒体首次证实运-20B服役的信息,4发涡扇20发动机暴力推进的运20B,是全球现役最强的运输机。
美国《战区》网站专门发表文章,分析了运-20B服役的意义。《战区》指出,涡扇-20发动机的重要意义有两点:一是消除对外国发动机供应商的依赖,尤其是俄罗斯目前可能因为俄乌冲突被西方国家制裁,在发动机供应方面可能会出现问题;二是能够充分发挥运-20运输机的巨大潜力,在美国波音公司的C-17运输机生产线关闭之后,其他国家生产的运输机没有比运-20更大的,因此可以说,运-20运输机就是目前以及在未来很长一段时间内,世界上唯一正在量产的最大型军用运输机。
大涵道比大推力发动机的难度
我们来聊聊涡扇20这款大涵道比大推力发动机,所谓涵道比就是发动机外涵道与内涵道之比,涵道比越大,也即外涵道的空气流量越大,涡扇发动机的优势也就越明显。但是,与此同时,也带来了一个问题,这就是随着外涵道空气流量的增大,其迎风面积也随之增大,发动机阻力随之增大。综合权衡,大涵道比发动机具有高效率、高寿命、高可靠性、低油耗、低排放、低噪音、低维护成本、维修性佳等优点,适合用于装备客机及运输机。大涵道比涡轮风扇发动机可以说是是现代运输类飞机使用最普遍的动力形式,在亚音速范围内它能够兼顾燃油经济性与单位推力性能。而小涵道比发动机以高油耗为代价,可以获得更大的推力,适用于对推力特性敏感的战斗机、轰炸机等战斗机型。
大涵道比大推力发动机的技术难度非常高,飞机发动机的特点是“高温、高压、高转速、高负荷”。一般喷气发动机内部某些部位的温度在1600℃左右,而发动机风扇后的压气机进口空气和出口空气的压强都要比大气压强要高得多。罗尔斯·罗伊斯公司为A380生产的发动机内部的最高温度达到了太阳表面的一半,发动机内部的压力达到了50个大气压,涡轮叶片叶尖的运动速度达到2000公里/小时,而它的叶片有3米多长
此外,材料和工艺难题也是不能忽略的,要保持燃油火焰在以每秒100多米高速流动的高压气流中稳定燃烧,这与在狂风中保证手中火炬不灭一样困难;同时要保护燃烧室火焰筒壁不被高温燃气烧蚀,不仅需要耐高温材料和耐热涂层,还要通过燃烧室结构设计,采取冷却手段,降低燃烧室筒壁温度。在中国掌握之前,只有美国、俄罗斯和英国掌握大涵道比大推力发动机技术。
运20B服役的意义
涡扇20具有一级涡扇-3级低压压气机,七级高压压气机,3级增压压气机,短环形燃烧室,一级高压涡轮,三级低压涡扇涡轮简单收敛喷管以及等组成。均属国际领先水平。该发动机完全实现了国产数字化控制系统-----全权限数字控制(FADEC)系统。推力可以达到14-16吨左右。
使用了涡扇20发动机的运20B,四发暴力推进,即便航程增加30%也可以达到1万公里。完全具备了洲际投送能力。可以说,中国能够直接让战略装备直接投送到美国本土,最大载重量也将达到66吨,飞机重装空投能力得到大幅度提高,单件重装空投能力或突破20吨,这样就为国产空降战车升级换代铺平了道路,目前中国的空降战车重量只有8吨,而运20B服役之后,中国空降战车将可以升级到20吨,达到全球一流梯队水平,由于重装空投能力增强,运-20B还可以进一步实现空投物品集装箱化,一次连投多个集装箱,提高空投效率,减少出动架次,部队接收空投物资之后能够迅速收拢投入战斗。在目前美国停产C-17运输机的情况下,中国运20B的确是现役量产的最强运输机。
运20B服役的意义,除了让中国空军拥有了跨洲投送的能力,中国运20B可以直飞塞尔维亚,中途不需要再中转,在运20B服役之后,中国可以在运20B的基础上发展出新一代的各型特种作战飞机。运输机是改装成其他特种作战飞机的最佳平台。
俄罗斯将伊尔-76军用运输机改装成A-50预警机,伊尔-78加油机;欧洲空客公司将A400M运输机改装成加油机;美国波音公司将波音707客机改装成E-3系列预警机,将C-130运输机改装成新型KC-130J"超级大力神"加油/运输机,EC-130J电子战飞机,将波音737喷气式客机改装成波音737-700预警机,P-8A"海神"最新一代多用途反潜巡逻机。
目前,中国已经在运20的基础上发展出来了运20加油机、运20通用试飞平台,而空警3000也已经在路上,这是中国乃至全球最强的预警机。
总结
除了涡扇20之外,中国还有一款大涵道比大推力发动机已经成功研制,那就是CJ-1000A,CJ-1000A采用了许多创新技术,如复合材料叶片、环形燃烧室、低排放燃烧技术等。这些技术的应用,不仅提高了发动机的性能,同时也增强了其可靠性和安全性。CJ-1000A将率先用在C919大飞机上,后续将用在中国其他军用机型上。
可以说,运20B的服役,已经向西方证明,中国空军的“心脏”,已经脱胎换骨!
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