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鲲鹏翼下生旋风:谈涡扇20版运20的成功首飞

1/21 近日,网络上曝出中国第5架运-20运输机(编号785号)成功首飞,并完全使用了国产涡扇20发动机。那么,安装涡扇20的运-20有什么样的技术特点呢?是否意味着运-20将要量产呢?对比国际上的同类型机型,运-20又有什么优势和不足呢?本期出鞘,小编将和您聊聊这些话题。

2/21 在此前,运-20原型机使用的是俄制D-30KP-2涡扇发动机和国产的涡扇-18发动机试飞,D-30KP-2的起飞推力比较低,只有12.5吨,这影响了运20的最大起飞重量,相应的就降低飞机的载荷。而涡扇-18作为D-30KP-2的国产仿制版,延续了原型上世纪60、70年代技术,性能指标已非常落后。

3/21 众所周知,中国在军用航空技术发展上长期受国外封锁,不仅早期与美国合作进行的歼-8II战斗机改进项目八二工程(和平典范)最终流产,在研制武直10时也曾因加拿大在美国的嗖使下停止了普惠PT6C发动机的供应,导致被迫以并非为武直10设计的涡轴-9替代,导致项目发展延误。

4/21 因此,运-20在发展过程中尽可能秉持了独立自主原则,除了动力系统方面仍使用俄制D-30KP-2发动机之外,其余所有的子系统基本均立足于国内。当然,无论从技术上还是政治上的角度来说,我们显然不能指望俄制发动机和涡扇18这种只是解决有无问题的设计与性能落后的发动机。

5/21 早在运-20 首飞后不久,中国空军少将乔良便透露,中国正为运-20研制国产发动机,且已经接近尾声,未来运-20的载重量还能再提升10吨左右。如果乔良少将所言属实的话,那运-20将从现在最大载重66吨一部跳跃到76吨,超越俄罗斯的伊尔-76,基本和C-17相当。

6/21 与此同时在网络上出现了一张伊尔-76飞机挂载神秘大涵道比发动机的照片。该照片左侧发动机明显不同于右侧的俄制D-30kp-2,具有现代大涵道比发动机的典型特征,直径明显加大,而且长度更短,有中国空军实验型号的典型黄色涂装。据信这就是为运-20配套的大涵道比发动机涡扇-20。

7/21 从目前所知的资料来看,涡扇20和法国施奈克玛与美国通用公司合作的CFM56系列发动机很像,在基本结构和原理上一致。我国民航大量波音、空客飞机都采用CFM-56发动机,多年使用、维护经验使得我国技术人员对CFM-56发动机非常熟悉,这也是选其作为设计参考的原因之一。

8/21 涡扇20和太行(涡扇10)发动机之间有很大的血缘和继承关系。我国在研制太行发动机时,很多基本设计都参考自CFM56系列发动机;因为它虽然是给大飞机用的发动机,但核心设计源于美国的F101军用发动机。F101发动机有个非常著名的衍生型号,就是用在F15和F16上的F110发动机。

9/21 涡扇20的基础型号与CFM56-7差不多,它的推力将与涡扇18/D-30KP-2的11吨相同。但它的长度只有2.5米左右,涡扇18则达到5.7米;重量方面,涡扇20大约只有2.3吨,涡扇18达到2.7吨;推重比涡扇20为5左右,而涡扇18只有4.3。

10/21 举个例子,如果我国空军的伊尔76换装涡扇20,4部发动机可以节省近2吨的重量,加上涡扇20耗油率方面的优势,可以显著提升伊尔76运输机的航程。这方面俄罗斯人已开始用新的PS-90发动机替换D-30KP-2,换发后的伊尔76TD航程由原来的3600公里,大幅提升至4300公里。

11/21 对运-20来说,涡扇20的价值不仅是提高航程,还可以通过增大风扇直径、提高涵道比等措施,将推力提高至15吨。按起飞推重比0.25来计算,运20现在使用D-30KP-2发动机,总推力50吨,最大起飞重量200吨。换装涡扇20后,总推力达到60吨,运20最大起飞重量至少可提至240吨。

12/21 当然,涡扇20也并非完美。由于核心机的限制,它的最大推力只能放大至15吨,让运20与同类型飞机比起来推力仍然偏低。如美国C-17运输机所用的F117-PW-100发动机推力接近20吨,所以它在最大起飞重量达到260吨的同时,还有优异的短距起飞能力,运20使用涡扇20则很难做到。

13/21 不过国发运-20仍将解决中国目前对大型运输机救援和执行远程兵力投送任务的所需。在救援任务方面,随着我国对外投资的增加,面临海外突发战乱影响的危害增大。如在2011年利比亚战争中,我军只能出动几架伊尔-76运输机进行撤侨。大部分人员还是通过陆路和海路运输才离开利比亚。

14/21 大型军用运输机是军队远程快速部署的主要工具,它的出现对我国打造战略空军大有裨益。运-20可在突发性战争和地区危机爆发时快速空运部队,此外,军队日常调动、战备训练和国家抢险救灾等活动也需要其提供支援。另外,大型运输机也是中国空军最急需的装备转场行动的必要装备。

15/21 从长期看,解放军要达成全球部署的目标,空运能力的学习标杆理所当然是美国空军。假设我军以达到美军40%的空运能力为目标,那起码应装备200架运-20,产量不低于20架/年。这还是不考虑运-20会被改装为加油机、预警机、反潜巡逻机、电子战飞机等空中平台的情况下。

16/21 在未来可能发生的台海战争中,运-20运输机可以空投伞兵和装甲部队,实现立体登陆,打乱敌军防御体系,从而为大部队登陆创造良好条件。苏联解体后, 我空降兵15军学习苏军空降部队的战法,发展出ZBD-03型伞兵战车,并掌握了大型运输机3车连续空投技术。

17/21 西南高原地区是青藏高原海拔高,多山多积雪,地形复杂,地面交通不便,特别是冬季大雪封山,地面运力会严重降低,因此我军在西南高原地区的作战行动尤其是青藏高原地区的作战行动会受到影响,中国空军在多年前在西藏机场布置作战飞机,一到冬天就撤走,就有这方面的原因。

18/21 后来青藏铁路通车之后,问题有所解决,但是铁路速度较低,支援作战飞机快速机动作战方面有所欠缺,另外铁路也覆盖西藏全境,在许多地区还需要运输机来支援,所以运-20大量部队以后,这样就可以让中国空军作战飞机在西藏快速、持续布署,改善目前中印边境战略态势。

19/21 我国的国家利益在新世纪不断扩张,和美军一样有全球部署需求,因此希望运输机越大越好,最好接近或达到C-17运输机265吨的水平。未来我军兵力投送重点路线包括新疆-瓜达尔港-东部非洲、海南-西太诸岛-澳大利亚等,国发版运-20在载荷与航程大幅进步的情况下,完全可以满足需求。

20/21 此外,军迷朋友可能对美军提出的“快速猛禽”计划印象颇为深刻。根据此计划,美国空军将使用1架C-17运输机将F-22战斗机所需的全部油料、弹药和维护设备伴随4架F-22前往前方基地。当C-17运输机和F-22战斗机抵达前方基地时,各类设施维也已维修完毕,能立即投入战斗。

21/21 而展望未来,当中国空军歼-20与运-20都已量产服役以后,解放军也可以依照“快速猛禽”模式复制出一套“快速歼-20”模式,以实现自身空中力量的全球部署与打击能力,小编认为,这也是解放军空军向战略空军转变的一个重要方向。本期的出鞘就到这里,我们明天再见。

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