小飞猪:运-20与国产涡扇-20大涵道比涡扇发动机

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/24 00:50:47
http://www.dsjunshi.net/forum.php?mod=viewthread&tid=771121&mobile=yes
   
近日,网上出现了我国伊尔-76发动机空中试验车的图片,从中可能清楚的看到它翼下有一部发动机的直径明显要大于其他发动机,有消息指它就是国产涡扇-20高涵道比涡扇发动机。
对于涡扇发动机来说,直径越大,意味着涵道比越大,同时也意味着推进效率也越高。因此可以确定国产涡扇-20的性能要优于运-20目前使用的发动机,如果换装将会有效的提高运-20的性能。
       所谓涵道比即涡扇发动机外涵道与内涵道空气流量的比值。内涵道的空气将流入燃烧室与燃料混合,燃烧做功,外涵道的空气不进入燃烧室,而是与内涵道流出的燃气相混合后排出。外涵道的空气只通过风扇,流速较慢,且是低温,内涵道排出的是高温燃气,两种气体混合后降低了流速与温度,能够降低噪声,增加推力。因此对于涡扇发动机来说,涵道比越大,不开加力推进效率越高,耗油率越低,另外由于外涵道的存在,对发动机燃烧室、涡轮形成隔热作用,也不利于在飞机上面的安装。

涡扇发动机涵道比越大,效率也越高,但是阻力也比较大

不过涵道比越大,也有自己的缺点,涵道比越大,风扇越大,相应的发动机迎风面积就越大,飞行阻力就越大,不加力条件下速度特性不如涡喷发动机,特别是涵道比越大的时候,随着飞行速度大,推力下降较大,所以飞机速度越快,发动机涵道比越低,目前一般将涵道比在4以上的涡扇发动机称为大涵道比涡扇发动机,涵道比越大,发动机的直径越大,飞行包线越窄,所以相应只能适应速度较低的运输机。
目前国产运-20配备的俄罗斯D-30KP-2涡扇发动机,未来可能会换装国产型号涡扇-18,我们可以看到D-30KP-2涡扇发动机的直径较小,因此就可以确定它并不是大涵道比涡扇发动机,根据世界发动机手册,D-30KP-2的涵道比大约在2.4左右,距离大涵道比的4KP-2还是有一定的差距,所以发动机手册将其称为前苏联第一型中等涵道比涡扇发动机。
由于涵道比,那么D-30KP-2的效率也要低于西方大涵道比涡扇发动机,根据发动机手册的数据,D-30KP-2的巡航耗油率大约在0.72公斤左右,而西方推力与之相近的CFM-56涡扇发动机,它的涵道比大约在5以上,巡航耗油率大约在0.6公斤左右,显然后者的效率要高的多。


发动机油耗的增加,直接影响飞机的航程,根据航程布列盖公式,飞机航程大约等于巡航升阻比*飞行器速度/发动机油耗*(飞机起飞重量/燃料用尽时重量的对数),由此可以看到飞机的航程与发动机油耗呈现反比,也就是发动机油耗越大,航程越小,也就是说即使飞机其他性能不变,仅仅将伊尔-76发动机更换成CFM-56涡扇发动机,就可以将大致将航程提高1.2倍左右。
前苏联在研制D-30KP-2的时候,主要因为当时材料与工艺有限,所以才会将涵道比选择的较小,这样风扇较小,对于材料及工艺要求较低,80年代根据新一代运输机发展的需要,前苏联研制了PS-90A涡扇发动机,它的涵道比在5左右,巡航耗油率降低到0.6.其性能比D-30KP-2要好的多,该发动机也发展出了PS-90A-76涡扇发动机,用于伊尔-76的升级。
我国在发展运-20发动机的时候,由于航空发动机工业基础比较薄弱,所以采取了比较稳妥的发展方针,既先仿制D-30KP-2涡扇发动机,前面说过由于它是中等涵道比涡扇发动机,风扇直径相对较小,对于材料及工艺要求较小,所以比较适合我国当时的情况,虽然发动机相同,但是运-20采用了比较先进的气动布局,例如它采用了超临界翼,因此它的巡航升阻比要高于伊尔-76,所以它的航程还是要优于伊尔-76。


不过如果能够换装更先进的发动机,那么运-20的性能可以更上一层楼,众所周知,我国FWS-10涡扇发动机的核心机与CFM-56相同,因此利用它的核心机可以发展出一型与后者性能相同的大涵道比涡扇发动机,这样就以有效的提高运-20的性能,首先是发动机推力增加,这样以同样起飞推重比条件下,就可以增加运-20的最大起飞重量,从而增加飞机的载荷,相应的飞机的载油也可以增加,从而增加飞机的载油系数,增加发动机的航程,另外发动机的油耗降低,可以进一步增加飞机的航程,这样就可以有效的增强运-20的性能,更加充分的发挥出运-20在气动、材料及结构方面的优势。
另外我国也在发展C-919这样的民用客机,目前它使用的是国外发动机,因此未来也需要国产大涵道比发动机来降低对国外发动机的依赖,通过运-20可以积累国产大涵道比涡扇发动机运用经营,为国产民用客机动力系统国产化打下坚实的基础。http://www.dsjunshi.net/forum.php?mod=viewthread&tid=771121&mobile=yes
   
近日,网上出现了我国伊尔-76发动机空中试验车的图片,从中可能清楚的看到它翼下有一部发动机的直径明显要大于其他发动机,有消息指它就是国产涡扇-20高涵道比涡扇发动机。
对于涡扇发动机来说,直径越大,意味着涵道比越大,同时也意味着推进效率也越高。因此可以确定国产涡扇-20的性能要优于运-20目前使用的发动机,如果换装将会有效的提高运-20的性能。
       所谓涵道比即涡扇发动机外涵道与内涵道空气流量的比值。内涵道的空气将流入燃烧室与燃料混合,燃烧做功,外涵道的空气不进入燃烧室,而是与内涵道流出的燃气相混合后排出。外涵道的空气只通过风扇,流速较慢,且是低温,内涵道排出的是高温燃气,两种气体混合后降低了流速与温度,能够降低噪声,增加推力。因此对于涡扇发动机来说,涵道比越大,不开加力推进效率越高,耗油率越低,另外由于外涵道的存在,对发动机燃烧室、涡轮形成隔热作用,也不利于在飞机上面的安装。

涡扇发动机涵道比越大,效率也越高,但是阻力也比较大

不过涵道比越大,也有自己的缺点,涵道比越大,风扇越大,相应的发动机迎风面积就越大,飞行阻力就越大,不加力条件下速度特性不如涡喷发动机,特别是涵道比越大的时候,随着飞行速度大,推力下降较大,所以飞机速度越快,发动机涵道比越低,目前一般将涵道比在4以上的涡扇发动机称为大涵道比涡扇发动机,涵道比越大,发动机的直径越大,飞行包线越窄,所以相应只能适应速度较低的运输机。
目前国产运-20配备的俄罗斯D-30KP-2涡扇发动机,未来可能会换装国产型号涡扇-18,我们可以看到D-30KP-2涡扇发动机的直径较小,因此就可以确定它并不是大涵道比涡扇发动机,根据世界发动机手册,D-30KP-2的涵道比大约在2.4左右,距离大涵道比的4KP-2还是有一定的差距,所以发动机手册将其称为前苏联第一型中等涵道比涡扇发动机。
由于涵道比,那么D-30KP-2的效率也要低于西方大涵道比涡扇发动机,根据发动机手册的数据,D-30KP-2的巡航耗油率大约在0.72公斤左右,而西方推力与之相近的CFM-56涡扇发动机,它的涵道比大约在5以上,巡航耗油率大约在0.6公斤左右,显然后者的效率要高的多。


发动机油耗的增加,直接影响飞机的航程,根据航程布列盖公式,飞机航程大约等于巡航升阻比*飞行器速度/发动机油耗*(飞机起飞重量/燃料用尽时重量的对数),由此可以看到飞机的航程与发动机油耗呈现反比,也就是发动机油耗越大,航程越小,也就是说即使飞机其他性能不变,仅仅将伊尔-76发动机更换成CFM-56涡扇发动机,就可以将大致将航程提高1.2倍左右。
前苏联在研制D-30KP-2的时候,主要因为当时材料与工艺有限,所以才会将涵道比选择的较小,这样风扇较小,对于材料及工艺要求较低,80年代根据新一代运输机发展的需要,前苏联研制了PS-90A涡扇发动机,它的涵道比在5左右,巡航耗油率降低到0.6.其性能比D-30KP-2要好的多,该发动机也发展出了PS-90A-76涡扇发动机,用于伊尔-76的升级。
我国在发展运-20发动机的时候,由于航空发动机工业基础比较薄弱,所以采取了比较稳妥的发展方针,既先仿制D-30KP-2涡扇发动机,前面说过由于它是中等涵道比涡扇发动机,风扇直径相对较小,对于材料及工艺要求较小,所以比较适合我国当时的情况,虽然发动机相同,但是运-20采用了比较先进的气动布局,例如它采用了超临界翼,因此它的巡航升阻比要高于伊尔-76,所以它的航程还是要优于伊尔-76。


不过如果能够换装更先进的发动机,那么运-20的性能可以更上一层楼,众所周知,我国FWS-10涡扇发动机的核心机与CFM-56相同,因此利用它的核心机可以发展出一型与后者性能相同的大涵道比涡扇发动机,这样就以有效的提高运-20的性能,首先是发动机推力增加,这样以同样起飞推重比条件下,就可以增加运-20的最大起飞重量,从而增加飞机的载荷,相应的飞机的载油也可以增加,从而增加飞机的载油系数,增加发动机的航程,另外发动机的油耗降低,可以进一步增加飞机的航程,这样就可以有效的增强运-20的性能,更加充分的发挥出运-20在气动、材料及结构方面的优势。
另外我国也在发展C-919这样的民用客机,目前它使用的是国外发动机,因此未来也需要国产大涵道比发动机来降低对国外发动机的依赖,通过运-20可以积累国产大涵道比涡扇发动机运用经营,为国产民用客机动力系统国产化打下坚实的基础。
小飞猪最近产量颇丰呀!
这篇文章看过和没看一样
小肥猪文章就是好,值得一看。
干的越来越少,快成科普文了
楼上的各位。让你们看了也就算了,这好歹也是别人码字码出来的,有必要挖苦么?
还行吧,算是科普文,除了科研人员来发帖,哪里能来干货?
dabaoyu1 发表于 2014-8-9 09:45
这篇文章看过和没看一样
小飞猪写的东西对小白来说是很好的科普文。
但对有较好基础的军迷来说基本上就是一篇没什么大错但也没什么价值的废话文章。
只看到采用了超临界翼型,无视机体变粗,巡航升阻比要高于伊尔-76的说法不可靠。
改土归流,回溯本源
希望那些觉得“这文章看和没看一个样”的高手们, 也多写一些普及好文。别光说不练。
希望那些觉得“这文章看和没看一个样”的高手们, 也多写一些普及好文。别光说不练。
没啥干货 就当重复科普吧 适合小白类的看
小飞猪得出点干货吧,这些虚货填不饱大家啊。
各级别的发动机慢慢补齐,山高路险,TG加油
小飞猪是个军事科普人才吗
既然觉得这样的东西吃起来不爽,你们怎么不写点有料的。
dabaoyu1 发表于 2014-8-9 09:45
这篇文章看过和没看一样
确实,他写的全是这种文章,偏偏菜鸟
没啥干货 就当重复科普吧 适合小白类的看
大白来点干的,俺小白等着欣赏,別干的没有湿的也不行
“就可以将大致将航程提高1.2倍左右。”,应该修改为“提高到1.2倍左右”
老狼正宗 发表于 2014-8-9 10:24
小飞猪写的东西对小白来说是很好的科普文。
但对有较好基础的军迷来说基本上就是一篇没什么大错但也没什 ...
呵呵,有点意思
HCXXXHC 发表于 2014-8-9 11:15
各级别的发动机慢慢补齐,山高路险,TG加油
一步一步来们不要着急~
pylwq 发表于 2014-8-9 11:26
小飞猪是个军事科普人才吗
很有科技馆、航博馆老师的滋味儿
老狼正宗 发表于 2014-8-9 10:24
小飞猪写的东西对小白来说是很好的科普文。
但对有较好基础的军迷来说基本上就是一篇没什么大错但也没什 ...
其实,定期的出现这样的文章实在是一件再好不过的事情。
没觉得每过一阵子,都有一大帮的小白浩浩荡荡的的发小白帖子么?
此文不仅不通顺,还没有什么新意,废话较多
小肥猪文章就是好,值得一看。
干的越来越少,快成科普文了
从来不都是科普文吗?
本身就是垃圾的文章,
采取了比较稳妥的发展方针,既先仿制D-30KP-2涡扇发动机。
运20现在用的发动机是我们自己生产的吗?
彷徨 发表于 2014-8-9 10:03
干的越来越少,快成科普文了
科普文也不错啊。
我就看看。来自: Android客户端
Superbugs 发表于 2014-8-9 13:07
本身就是垃圾的文章,
你写两篇给大家看看,好不?
黑的墙 发表于 2014-8-9 11:33
确实,他写的全是这种文章,偏偏菜鸟
写两篇骗骗不是菜鸟的人的文章给大家看看?
菜鸟不觉得自己是菜鸟。
ps:cfm这下干回本行了该比10靠谱了吧
只看到采用了超临界翼型,无视机体变粗,巡航升阻比要高于伊尔-76的说法不可靠。
我觉得你说的对。毕竟横向宽度增加了很多。同样的载油量,航程基本一样就不错了。
一步一步来们不要着急~
干货不多哎
小飞猪最近产量颇丰呀!
坐等改进过的运20
现在小白太多了来自: Android客户端