運20引擎性能如何?


目前會用d30-kp2和國產化版本ws18。這個發動機技術比較老,涵道比明顯小於現在的類似發動機,推力和油耗都不理想。

將來會用ws20,使用ws10的核心機發展的大涵道比發動機。據說進度還算順利,畢竟熱端部件很多坑已經被ws10趟過了,而且運輸機發動機的工況不用像戰鬥機那麼劇烈。


知乎上HKC不少。。而且高贊答案有錯誤(將2015年里某學術論文里提出的數學模型數據作為現階段性能論據,這期貨HKC太早了點)。

首先上一個國內公開論文里對於我國軍用大涵道比發動機的概述:

WS20的原型機 CFM56各個型號都沒那麼高推力(超過16噸的推力?呵呵,高贊答案真能YY),以我鱉小步快跑的風格來看,國內自己的第一台高涵道比的發動機不可能冒險做那麼高的推力數值。而且這類發動機看重的是高可靠性而不是高推力數值。國內的技術水平如果能實現CFM56原型機水平推力的前提下達到其發動機1萬小時以上的翻修間隔時間TBO那就很不錯了(CFM56能達到1.5萬小時以上)。俄國的同類型大涵道比發動機的翻修間隔周期也才6000--10000小時(俄國伊爾96-300客機的PS90A 直到2007年翻修間隔時間才達到8800小時,1998年的時候才6000小時,更早時期的壽命時間低的可憐。2011年開始批產的PS-90A2版的官方翻修間隔時間TBO達到10000小時。AVI Obtained Appendix to Type Certificate for PS-90A2 Engine )(D30KP這種中等涵道比的俄國70年代水平的原版發動機大修壽命周期才3000多小時,我鱉如果改進一下,樂觀HKC的估計,也許能翻倍能達到6000多小時的水平)。

從CFM56的參數可看出,我鱉的WS20應該會以CFM56-5系列作為對標參考,慢慢來。從5A的性能開始慢慢來(5A的性能參數也和當初網路上流傳的WS10-118或所謂WS-118型號名含義類似),然後會達到5B的水平。5C的性能最好,但風扇直徑最大,涵道比也最大,估計我鱉不會那麼快嘗試,風險較大。另外,參考已有的CFM56發動機,對於我鱉的後勤保障也是有幫助的。

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20170223 插入一下更新:CFM56具體型號的譜系

從具體型號來看,WS20可能還是模仿-5B系列的子型號比較好。5A的涵道比還是偏大了一些。5B的涵道比在5.5-5.7的水平比較符合我鱉的技術能力。5B1,5B2,5B4,5B7都是比較理想的參照型號。
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這篇07年論文里提到最後那行字說明我國發展的思路是循序漸進的。

國內論文對於- 典型渦扇發動機的發展歷程和循環參數圖表介紹

也就是說,如果渦扇20能弄成,我國的水平就從WS18的那種60-70年代水平提升到國外80年代末到90年代初的水平. 而更大推力和更大涵道比的發動機並不能著急。就算有預研的可能也是遠期期貨。

犧牲高可靠性壽命去提升推力的事情也就YY黨會想出來的事情,一口吃個胖子的大躍進。我鱉的Y20作為替代伊爾76的產品,最重要的是先數量上堆量替代提升我國原先只有幾十架的伊爾76的飛行運輸能力先,然後才是所謂的高性能。

最重要的是:國內早期論文(如上圖所示)里對於太行核心機的衍生大涵道比發動機的推力範圍早有介紹,論文規劃里就是10噸到12噸的範疇,也就是替代D30KP-2的水平。基於CFM56的性能,不可能做超過目前階段太行核心機性能極限的事情(超過16噸的推力水平?高點贊的16.噸的論據出處我已經找到了)。

而且我國直到2010年才開始在四川綿陽建設適合適合大飛機的大進氣流量的高空模擬試車台,按計劃得到2020年才全部建設完成(新聞鏈接:我國最大航空發動機試驗基地綿陽開建 10年建成--四川新聞,到2013年都還沒投入使用:綿陽高空試車台即將交付 不懼地震洪水性能一流,2015年才開始部分投入使用綿陽航空發動機試驗基地世界一流 研大飛機動力

(從國內論文資料分析,應該是2014年開始部分投入使用了

)。而發動機型號的研製流程時間是挺長的。所以想等超過15噸推力的大推力大涵道比的發動機,等2020年以後再說吧)。之前已有的SB101高空模擬台進氣量有局限(因為戰鬥機的發動機涵道比小,進氣流量低),而新建的高空台也同樣沒完成全部建設,能力也一樣有限制。雖然後來有上伊爾76為載機的空中飛行試車台(俄國同類空中飛行試車台可以測試最大23噸推力的發動機產品),但顯然我國不會那麼倉促的去測試超過15噸的發動機。就算有計劃,也得等到2020年以後才可能實質性進展的成果。

另外,WS18也就是D30KP的推力區間也就是10-12噸的水平。作為後補的WS20沒必要,短期也沒技術能力將推力水平提升到16噸,WS20就算保持WS18的推力水平,其性能大修壽命周期和耗油率,可維護性也大大優於WS18這種上世紀俄國屬於70年代水平(西方技術標準屬於60年代水平)的發動機。你讓一個一直使用60-70年代技術水平發動機的用戶,一下子大躍進的提供性能指標那麼大推力(超過16噸的推力)而且還不一定成熟可靠的產品,可能嗎?就算太行系列核心機具備衍生出提升超過12噸水平的發動機,國內論文里也提到是小涵道比的加力推力的軍用戰鬥機發動機,而且推力上限在論文里提到也就14噸左右。說到底在目前的基礎水平上, 太行核心機衍生的產品目前也就10-14噸多範疇里玩了(你直接參考老美的對標發動機F110家族和CFM56家族發展情況就行),而且這個區間也有CFM56-5B/5C系作為原准機為參考,沒必要大躍進冒險一開始就做16噸的水平。而且發動機除了推力外,還有耗油率,大修周期等可靠性其他數據指標需要關注。

能夠將大涵道比發動機提升到15噸以上的國產發動機,只能等WS15的核心機這種大流量平台去衍生。而不是太行的核心機:國內公開的早期論文里WS15核心機衍生的規劃是這樣的:

其大涵道比發動機可以達到18.7噸的推力水平。
(就算材料技術等相關配套國內達到超越CFM56原型機在90年代技術水準的條件,你用太行的核心機去開發超越原本小推力等級的中等推力等級的高涵道比發動機,你也得等具備測試條件的高空台建設完成後再說,至少得等到2020年以後才能有成績進展,現在談所謂超過16噸的推力能力都是 像小米期貨營銷一樣的分析。)

至於說WS20不如伊爾476 PS90A-76的推力,那也是很正常的,核心機的性能級別不是一個級別而已。PS90A系列對標的競爭對手是西方的中等推力等級的高涵道比發動機,如:PW2037(其軍用型號就是C17的F117-PW-100)和RB211-535E4 這類170-200千牛推力區間的中等推力發動機。而不是100-150千牛區間的小推力等級高涵道比的CFM56或V2500發動機。

畢竟我鱉才開始發展高涵道比航空發動機,從小推力等級高涵道比發動機開始研發是穩紮穩打的做法。俄國人依靠前蘇聯時期研製的D18T也才停留在大推力等級23--26噸的水平上。沒有進一步發展下去。而是另起爐灶開始研製PD14系列發動機,而這款發動機類似歐美LEAP系發動機的定位,也類似我國CJ1000A商用發動機的性能,用於與C919同等級的MS21客機。俄國人之後據說打算在此基礎上研製PD-18R進一步發展擴展性能範圍,代替前蘇聯時期技術遺留在烏克蘭的D18T系列大推力發動機。但也都是未來的期貨了。

高點贊的16噸論據出處已經找到了:源自2015年的學術期刊 航空發動機的這篇論文:航空發動機低壓渦輪軸結構參數建模與分析。裡面的模型A狀態。

中文摘要:

為研究成熟核心機的衍生髮展能力,基於流體力學原理及強度理論,提出了1種低壓渦輪軸結構參數的建模方法。

根據渦扇發動機基本原理,建立了風扇葉尖直徑、風扇角速度和低壓渦輪軸輸出扭矩的數學模型,並根據扭轉強度、破壞扭矩和扭轉穩定性等強度理論,建立了1種低壓渦輪軸結構參數的數學模型。

運用該模型討論了某型核心機的衍生髮展能力,分析了涵道比、低壓渦輪軸壁厚與其外徑及質量間的影響規律。結果表明:當涵道比一定時,低壓渦輪軸外徑與壁厚成反比,質量與壁厚成正比;當壁厚一定時,低壓渦輪軸外徑和質量均與涵道比成正比。

這篇文章提出的數學模型距離實際工程化還早呢。屬於預研階段的某種設想。2025年前不太可能看到裝機測試的狀態。其模型A的風扇直徑2.1米比最強推力的CFM56-5C的1.836米還大。總進氣口換算流量也是非常大,達到600kg/s的水平。涵道比也是從6開始,後面涵道比大的都很誇張。需要的巨型高空模擬台在2020年完工前沒辦法測試。雖然通過增加風扇葉片尺寸,提高進氣量,提高涵道比,提高總增壓比,提高渦輪進口溫度,提升效率 進而提升推力都是之前國內論文里提到的高涵道比航空發動機增推手段(補充:07年的論文:

),但顯然是在基礎型定型成功後才可能有進一步成果的事情。相信我鱉的WS20未來幾年一旦定型成功,官方媒體肯定會宣傳報道,到時候再看定型的基礎型WS20發動機性能指標是像高贊答案里那樣吹的高性能.還是像國內論文里提到那樣類似CFM56已有型號的性能水準。另外,從使用角度來說,地方上已有的成熟CFM56的民航系統的後勤保障維修體系可以直接對接WS20去使用
(CFM56國內有多個大修廠:
01 CFM與中國航空業合作持續升級_財經_中國網 :1996年,由CFM、中國民航局、斯奈克瑪、GE、中航材、中國民航飛行學院聯合成立了航空發動機維修培訓中心;2006年,CFM在上海成立了全天候的客戶支援中心;2010年,CFM和國航在成都聯合成立了四川國際航空發動機維修有限公司等。
02,普惠上海發動機中心交付第300台CFM56大修發動機_軍事頻道_鳳凰網 2013年,上海發動機中心提升了產能,為CFM56 -3、CFM56-5B和CFM56 -7發動機提供包括真空爐、熱處理和釺焊、
TIG焊接系統、噴漆設施、橡膠粘接能力等在內的相關服務。
03:MTU全球完成第1000台CFM56發動機維修任務 珠海摩天宇航空發動機維修有限公司(珠海摩天宇是MTU和中國南方航空集團各出資50%成立的合資企業)宣布完成了MTU維修業務集團第1000台由美國通用公司生產的CFM56發動機的大修任務。 )。
如果運20未來裝備WS20去國內外的任務都有成熟的CFM56發動機後勤維護體系支持。只有這樣,WS-20才能最大程度的降低使用成本提高使用效率,這樣可能就類似10年前國產汽車行業里,奇瑞風雲和大眾捷達的關係,不少維護零部件可以通用。

從2015年的論文來看,我國如果在未來能讓WS20實現了性能定型,可能下一步基於這套核心機去開發風扇直徑大於2米類似PW4000推力等級的中等推力高涵道比發動機(但也可能只是作為技術驗證去研發,未來用WS15的核心機去衍生可能更好一些)。那樣可以讓Y20未來改進型實現C17的性能水準並且也可以實現C929的國產發動機的技術裝備。但這種推力的發動機應該不會是最近幾年短期能夠量產的型號。還是屬於中期期貨,估計得是2025-2030年左右才能看到裝機測試應用。各種新的探索都需要技術積累。)

總之,在知乎上裝逼前,先溫習一下公開的論文庫各類資料再說,別將未實現工程化狀態的數學模型作為已經成型的參數在那HKC。

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(20161130 更新一則2013年的公開論文:

這篇論文更詳細的說明了07年論文里的內容 ,也就是軍用WS20的技術難度要求是低於CJ1000A的。)

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20170712 知乎那個700多贊的HKC回答怎麼沒了?

好在 搜索引擎快照還在;

怎麼這個HKC回答給弄沒了?它消失了,我這個回答就很尷尬了。補上一下,否則我的回答沒了針對性。


看了目前的高票回答,貌似就@Xi Yang

的回答還算貼切。

老規矩,先下結論,目前的Y-20,包括在生產的,絕大多數都是使用基於D-30KP-2仿製的WS-18,不久的將來會全面換裝WS-20。

裝備WS-18的Y-20

提到仿製,大多數人對此嗤之以鼻,但事實上,WS-18在性能上相較D30提升不少。

WS-18則基於俄D-30發展出來,可能很多人不理解,同時上馬WS-18和WS-20二個型號,只是為了保證Y-20的進度,加雙保險。WS-18發動機主要基於俄D-30KP-2發動機研製。

D30重量達到了2300公斤,最大推力為12.5噸,涵道比2.42:1,翻修壽命3000小時。它是前蘇聯時期研製的第一種大涵道比高性能渦輪風扇發動機,特點是:推力大、耗油率低、性能可靠。目前,中國空軍伊爾-76運輸機和轟-6K型轟炸機裝備的均採用該發動機。

裝備D30的轟6K

相比較而言,WS-18的單機重量僅在2000公斤左右,比D30整機要輕上300公斤,而推力已達到了13.2噸水平,提高了0.7噸,油耗也下降了近兩成。其實,我國在發動機領域的單項技術比較成熟,真正的問題在於經驗匱乏,綜合能力較弱,因此WS-18在技術指標上超過D30並不奇怪。

例如我國的成發(成都發動機公司),負責的就是WS-18項目,他們的生產能力其實是很強的,成發現在已經是世界最大的航空發動機和燃氣輪機供應商美國通用電氣(GE)公司最大的葉片提供商了…有點長,讓我喘口氣(*°?°)=3

今年4月份,官媒曝出的單晶葉片技術突破

而未來即將更換的WS-20目前也是進度喜人,這是今6月份曝出的一張衛星皂片:

從圖中可以明顯看到看出伊爾76高空測試平台上安裝的四台發動機比下方運20的WS18粗♂大,應該是WS-20在進行全狀態的4發測試。

一架伊爾76能上4台WS-20,這說明WS-20的可靠性已經有所保證,我們不妨大膽猜測,其離定型生產已經不遠。

此前WS-20雖然也有測試,但大都是單發測試,因為發動機研製初期可靠性不確定,不能貿然進行四發測試。能進行四發測試說明發動機已相當成熟,可靠性能滿足飛行要求。筆者也希望早日看到鯤鵬全面換裝WS-20,讓呆灣無話可說。

↑來自呆灣綠媒的迷之嘲諷⊙..⊙


很欣慰看到我們研製出了自己的尖端發動機,事實證明共和國一直在潛心搞基礎研發補足差距,並不是像某些人認為的一直在照抄別人的。更可能的策略是,同時搞兩套,一套儘可能挖掘他國技術搞山寨,另一套發展自己的體系,適當借鑒山寨的一些成果,不然永遠突破不了美帝針對我們的武器禁運形成的技術壁壘。

這款發動機比毛子提供的類似款發動機更牛逼,美國只有波音有,歐盟空客我不確定有沒有。這樣說,夠牛逼了吧?

人家比你早工業化一個多世紀,就算美帝五十年前同款技術就投入實用了,咱們也已經追趕了一百年的差距了,而且他們至今沒有動用新的技術儲備,你還不知足?

我們不是跑的太慢,只怕不夠紮實。

哦對了,啥是技術儲備?技術儲備就是行業龍頭封存自己的新技術只進行試製和試運行而不對任何外界人公開,實際實用的技術和其他寡頭差不多,最多領先一代到半代。這樣可以保持技術領先,沒辦法被仿製。


目前是俄國購買的D30,也有國內參照D30仿製的WS18,這兩款發動機的性能在國際上的大涵道比發動機裡面也只能算中下,用在運20身上目前只能算夠用,也就是說,目前的運20隻能算戰略戰術運輸機,一隻腳跨進了戰略運輸機的門檻,如果換用WS20,運20才能真的算上真正的戰略運輸機


反正我在CD和FY上都沒找著什麼年初400小時試車的消息,WS-20最近的可靠消息也是14年在IL-76實驗平台上的飛行測試,麻煩高票答案給個鏈接唄……


要怪就怪這保密制度

尤其航發這塊

一清二楚人不說

一知半解的亂猜

一竅不通的瞎說

你要說個具體怎麼樣

有希望 不樂觀 我感覺 我感覺 我感覺


D30KP,後面上WS18(D30KP山寨),WS118(毛子幫助改進D30KP),最後WS20(太行同核心機放大涵道比),就算到了WS20,性能還是不如毛子伊爾476上面的PS90A76(他們現在試車PS90A3),任重道遠


實名發對高票答案

我們需要的是信心和幹勁,不是吹噓。

國內發動機的路還很長,我希望,也有信心中國發動機包括飛機 船舶 坦克的,都能發展起來,但現在,還有很長的路要走,遠遠沒到樂觀的時候。

利益相關,中航人

路漫漫其修遠兮


反正不會像本子那樣四發同時停車

求本子飛行員心理陰影面積


毛子賣飛機,從來都是留一手,當年su27第一批,完全原裝就是不允許部署長江以北,後來買零件在瀋陽裝就不是好玩意了,後來的su30和il76,都是在發動機做文章。一個航母艦載機,一個戰略運輸機,這種武器都是要改變地區格局的武器啊,


運一20飛機—

圖文版


參見伊爾76MD引擎


中國即將進入航空發動機設計製造的自由天堂


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