定于2024年11月12日正式开幕的珠海航展还未开展,一件重量级展品就率先在中国航发展区亮相——AEF1200型发动机,据悉,这是该型发动机首次亮相,也是首次参加珠海航展,它是我国自主研制的第一型大涵道比双转子涡轮风扇发动机,填补了我国航空动力领域的空白,将为我国大型飞机提供动力。
由于现场展品采用了1:1的等比例模型,AEF1200发动机尺寸显得十分庞大,也成为中国航发在本届航展上展出的最大展品。在AEF1200独有的展台上,采用窄弦带阻尼凸肩设计的发动机进气风扇叶片清晰可见,数了一数,共有32片扇叶,与其同门兄弟WS20的风扇叶片数量完全一致。据业界人士分析,AEF1200实际上就是WS20的民用版本。
尽管主办方目前并未放出AEF1200发动机的几何尺寸和详细的性能参数,但从其AEF1200这个型号名,发动机短舱边缘的锯齿,以及官宣的大涵道比双转子涡轮风扇发动机等要素,还是可以判断出这款发动机的推力大致在12吨到13吨之间,并且是噪音抑制水平较高,燃油经济性较好的一款涡轮风扇发动机。
那么,什么是双转子涡轮风扇发动机呢?
双转子涡轮风扇发动机由两个主要部分组成:风扇和高压/低压涡轮。这两个部分通过两组独立的转子系统连接,因此称为“双转子”。如果发动机的结构采用大涵道比,则就是大涵道比双转子涡轮风扇发动机。
其工作原理是:当飞机前进时,发动机前端的巨型风扇开始工作,它吸入大量空气并将其分为两部分:一部分空气通过风扇加速后直接排出,产生推力;另一部分则进入内涵道,在这里,空气被高压压气机压缩,随后被送入燃烧室。在燃烧室内,喷射的燃料与高温高压的空气混合并燃烧,释放出巨大的热能,这些热能将空气加热并膨胀,推动高压涡轮旋转。
高压涡轮与高压压气机相连,维持着压缩过程的连续进行。燃烧后的高温气体接着流经低压涡轮,其转动风扇以产生更多的推力。最终,这些气体经过尾喷管排出,尾喷管的设计确保了气体以最适宜的速度和方向喷出,最大化了推力输出。同时,未参与燃烧的外涵道气流与排气气流混合,共同作用,使得双转子涡轮风扇发动机能够以高效、环保的方式为飞机提供强大的前进动力。
驱动双转子涡轮风扇发动机运转的关键之处在于它的两个转子系统:高压转子和低压转子。高压转子负责驱动高压压气机和高压涡轮,而低压转子负责驱动风扇和低压涡轮。这种分离的设计使得风扇和涡轮可以独立运行,以最优化各自的性能,从而提高整体发动机的效率和性能。
由于大涵道比双转子涡轮风扇发动机能够较为高效地转换燃料能量为推力,同时优化空气流动路径,具有高推力、低噪音、低排放等优点,实现了高效、环保的动力输出,从而成为一种高效、节能、可靠的发动机类型,被广泛应用于商飞机上。
如广泛应用于波音737经典系列、空客A320系列等飞机的CFM56系列;用于波音747、波音767、麦道MD-11等大型客机的普惠PW4000系列;波音787梦幻客机的GEnx系列;以及应用于空客A330、波音777、波音787等飞机的罗尔斯·罗伊斯Trent系列发动机,都是全球知名的大涵道比双转子涡轮风扇发动机。
包括我们的国产大飞机C919所使用的LEAP-1C发动机,也是一款高性能的大涵道比双转子涡轮风扇发动机,其涵道比约为10.9:1。既然此次官宣AEF1200是我国首款大涵道比双转子涡轮风扇发动机,说明研发中的C919的国产航发cj1Ka并非是双转子,有可能是AEF1200或其衍生型AEF1300成为C919的国产备份航发。
除此之外,能匹配AEF1200型发动机的国产大飞机还有基于运20平台发展出来的民用衍生版本——Y20F-100型货机。根据中航工业发布的宣传片视频,Y20F-100的机长为54米、垂尾高度15米、翼展50米,货舱长度为27米,宽度为4米,高度也是4米。
Y20F-100可采用单层和双层装载模式,双层构型可一次性装载18个LD6集装箱、10个LD9集装箱10个,单层则可装载10个ATAMI集装箱。在特种装载模式下,可运载3辆大型挖掘机、8辆救护车。最大载重量为65吨,最大航程达到8000公里,可全面覆盖“一带一路”区域。
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