近日航空工業(yè)一飛院公眾號透露某飛機實現(xiàn)發(fā)動機啟動,外界推測它有可能是運20加裝WS20大涵道渦扇發(fā)動機。運20終于迎來自己真正的發(fā)動機,空運空投能力得到有力增強。
外界注意到此次發(fā)動機啟動用“發(fā)動機短艙”字眼,采用發(fā)動機短艙基本上是翼吊布局飛機,而翼吊布局飛機又多是客機和運輸機。一飛院是運20研制單位,可以斷定此次應該是運20換裝WS20大涵道渦扇發(fā)動機。還有一個有力證明,在換裝新型發(fā)動機之前,技術人員解決了電磁兼容問題,這表明發(fā)動機采用了全權限數(shù)字式發(fā)動機控制系統(tǒng)(FADEC)。而運20現(xiàn)在配備的D-30KP-2/WS18都采用機械控制系統(tǒng),不需要考慮電磁兼容問題。而FADEC通過傳感器采集發(fā)動機工作狀態(tài),利用微處理器來控制發(fā)動機運行,相應就需要考慮電磁兼容問題。
運20采用了飛行管理系統(tǒng),不過因為D-30KP-2發(fā)動機控制系統(tǒng)落后 ,沒有形成自動推力管理系統(tǒng)。
實際上運20配備WS20并不僅僅需要考慮FADCE的電磁兼容問題,還需要從更高層次上來考慮這個問題。從相關資料來看,運20已經(jīng)將FADEC系統(tǒng)集成到飛行管理系統(tǒng)之中,形成了自動推力管理系統(tǒng)。前面說過D-30KP-S/WS18沒有FADCE系統(tǒng),無法形成自動推力管理系統(tǒng)。所謂自動推力管理系統(tǒng),就是根據(jù)航跡、氣象等條件確定發(fā)動機推力,實現(xiàn)發(fā)動機工作狀態(tài)和參數(shù)最優(yōu)化。由于采用了自動推力管理系統(tǒng),運20飛行油耗更低,更加經(jīng)濟,載荷/航程性能更好,同時發(fā)動機工作狀態(tài)和參數(shù)處于最優(yōu),也有利于提高工作壽命?,F(xiàn)代大涵道渦扇發(fā)動機價格昂貴,LEAP-X1系列單價已經(jīng)接近1500萬美元,如果能夠延長使用期限,那么就可以進一步降低飛機使用成本和費用。這么多電子設備和系統(tǒng)交聯(lián)在一起,對于電磁兼容性能要求更高,所以運20換裝WS20光電磁干擾排查就花了4天3夜。
WS20反推系統(tǒng)正在測試
運20最初設計就是基于WS20大涵道渦扇發(fā)動機,不過WS20研制進度沒有跟上主機,所以先用俄羅斯D-30KP-2中涵道渦扇發(fā)動機,后來又換成D-30KP-2國產(chǎn)型號-WS18。D-30KP-2/WS18性能比WS20大涵道渦扇發(fā)動機有明顯差距,這樣就限制了運20性能。例如現(xiàn)代渦扇發(fā)動機涵道比越大,油耗越低,而油耗越低,飛機載荷/航程性能越好。因此換裝WS20之后,運20性能將會向前邁進一大步。以運輸機標準巡航狀態(tài)(巡航高度1萬米,速度M0.8)計算,WS20每公斤力每小時油耗大約0.61公斤,而D-30KP-2為0.71公斤。兩者巡航推力都在2600公斤左右。這樣1部發(fā)動機每小時可以節(jié)省燃油260公斤,運20有4部發(fā)動機,1個小時下來節(jié)省燃料超過1噸。運20這樣大型運輸機一個航次下來續(xù)航時間大約在8個小時左右,這樣就能夠節(jié)省燃料接近9噸,這個效益還是非常明顯。
許多人認為WS20是CFM56山寨版 ,實際上WS20技術水平要高于后者
WS20還有推力增加型,它對應CFM56-5(用于A340客機)。起飛推力15噸。
WS20是中國相關單位利用CFM56大涵道渦扇發(fā)動機核心機發(fā)展而來的。許多人就認為WS20是后者的山寨版,實際上這個認識是錯誤的,WS20技術水平要高于CFM56渦扇發(fā)動機。WS20采用了高低壓渦輪對轉(zhuǎn)技術,傳統(tǒng)渦扇發(fā)動機高低渦輪同向旋轉(zhuǎn),這樣設計比較簡單,但是缺點就是發(fā)動機軸系加長,重量增加,飛機結(jié)構重量也隨之增加。另外發(fā)動機轉(zhuǎn)子同向旋轉(zhuǎn)會對飛機產(chǎn)生扭矩,影響飛機操縱和機動性能。因此新一代大涵道渦扇發(fā)動機例如LEAP-1、GENX都采用了高低渦輪對轉(zhuǎn)設計,渦輪對轉(zhuǎn)設計可以降低發(fā)動機軸系,降低發(fā)動機重量,進而減少飛機結(jié)構重量。另外渦輪對轉(zhuǎn)也有助于消除發(fā)動機轉(zhuǎn)子對飛機扭矩,提高飛機操縱和機動性能,國內(nèi)外航空發(fā)動機工業(yè)普遍認為渦輪對轉(zhuǎn)應該是未來發(fā)動機發(fā)展方向。
由于技術水平高,系統(tǒng)架構超前,這樣為WS20性能升級打下了堅實的基礎。根據(jù)相關資料,WS20已經(jīng)有計劃發(fā)展增加推力型,將起飛推力增加到15噸以上,這樣運20最大起飛重量能夠進一步提高,載荷/航程性能再向前邁進一大步。
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原文標題:運20或已裝上渦扇20航發(fā) 電磁干擾排查就花了4天3夜
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