四台粗短发动机暴力推进!Y-20B惊现某地试飞:WS-20换装成功?

博学多才的菲菲育儿 2023-01-18 17:17:25

1月16日,微博军事巨佬“捣蛋就捣蛋”发布了一个视频,一架极度疑似Y-20“胖妞”的黄皮运输机从空中掠过,让人比较怀疑的是,这架疑似Y-20的机翼下换装的是粗短发动机,疑似WS-20发动机已成功换装!

Y-20很粗很大暴力版:真是WS-20发动机?这个视频只有远景,很难看出飞行地所处的位置,不过“捣蛋爱捣蛋”大佬的推文表示这是在某边境城市极寒测试的Y-20B,估计就是漠河了,目前这里的温度差不多在-30℃~-40℃之间,确实比较符合极寒测试。

画面中的这架Y-20B在天空中快速掠过,显然最扎眼的就是机翼下挂的那四台发动机,与此前入役的机型相比,这四台发动机粗了很多,有朋友留言称,Y-20B换装WS-20发动机已经成功。

粗短型和细长型发动机,到底有啥区别?

Y-20是我国西飞集团研发的重型远程战略运输机,也是我国目前最大的军用飞机,此前我国战略投送力量主要是从俄罗斯进口的28架伊尔-76,数量无法满足我国在训练演习及抢险救灾中高强度使用,而且在俄罗斯采购二手伊尔-76还被放了鸽子,Y-20加入中国空军后在提高后勤保障有着相当重大意义。

运-20不仅能承揽中国国内急难运输,还可以进行跨洲际的战略、救援物资投送,2022年4月9日,6架Y-20浩浩荡荡的机队从中国起飞,经过阿塞拜疆、土耳其和保加利亚领空抵达塞尔维亚,据说此次远程运输是向塞尔维亚交付HQ-22导弹的出口版FK3。

土耳其网友拍摄了其路过博斯普鲁斯海峡上空高飞身影,此后国内外社交媒体上都是Y-20的照片,国外是炒作Y-20的远程投送能力与中国威胁论,而国内网友则是激动的互相转发,看到这一幕,相信很多网友已经模糊了双眼。

Y-20的基本数据:

翼展:45米

高度:15米

机翼面积:330平方米

空重:100吨

载重:66吨

货舱容积20×4×4米

最大起飞重量:220吨

Y-20的指标相当不俗,技术相当超前,特别是滑退式三开缝襟翼与超临界机翼设计,而且中央翼盒完全高于货舱,比伊尔-76要优秀得多,其襟翼与机翼效率,还有货舱等甚至都要优于美军的C-17运输机。

虽然其66吨的最大运输能力要比C-17的77.5吨要小一些,也仅比伊尔-76的变体IL-76MD-90A的60吨多了6吨,但伊尔-76的问题在于其机舱长度更长,对于运输机来说,加长机舱相对比较容易,但要是不够宽要加宽机身,这事儿就大了,得重新设计机体,难度不亚于重新设计一架运输机。

伊尔-76的舱体尺寸为20×3.4×3.4米,Y-20比它宽了0.6米,可千万别小看这0.6米,因为我国的ZTZ-99式主战坦克的宽度就是3.5米,总质量53~55吨,按重量算,伊尔-76是能装下的,但宽度却不行,Y-20的货舱宽度4米却刚刚好。远程投送能力上,Y-20要比伊尔-76的装备适应能力要高一个数量级。

最大载重指标:是新发动机的指数

很多朋友在介绍Y-20的参数时最大运输能力往往直接引用了百度和WIKI的数据66吨,但事实上目前的最大载重仅有50吨左右,原因就是此前的发动机为D-30KP-2,伊尔-76的发动机也是这款:

D-30KP-2的直径为1455毫米,涵道比2.42,最大推力为125千牛,与C-17等主流运输机的F117-PW-100(普惠PW2000)170~194千牛相比,差距实在差得有点大!

要想达到最大载荷66吨,还得换装国产的专门为Y-20设计的WS-20才可以,这台发动机的最大推力为140KN至160KN,虽然比美军的C-17运输机发动机PW2000的指标要低一些,但比D-30KP-2要好多了,而且最关键的是单位推力的油耗要大大低于D-30KP-2。

粗短还是细长:关键是结构与涵道比

与D-30KP-2的细长相比,WS-20最大的特征就是更“粗短”,造成两者外观上最大的差别是涵道比,D-30KP-2的涵道比仅为2.42,而WS-20的涵道据网传达到了6,这个指数到底是什么意义?

喷气式发动机有两种,一种是涡喷发动机从前到后一根管子,另一种是涡扇发动机,一个大管子套一根小管子,中间这根小管子有从低压压气级到高压压气级,再到燃烧室和高温涡轮以及尾喷管等。

涡轮喷气发动机

而外面那根管子则有一个涡轮风扇,它的主要用途就是将中间发动机多余的功率输出给这个大风扇,它高速旋转会带来强劲的气流,这些气流在通过发动机外围时不仅可以散热,还能带来额外的推力。

涡轮风扇发动机

外面的管子就是外涵道,里面的管子就是内涵道,外内相比就是涵道比,在民用的大涵道比喷气式发动机中,外涵道为发动机带来的推力可以高至70%以上,当然外涵道也不是都是优势,比如在需要超音速的发动机中,外涵道过大就会成为阻力,因此涵道比比较小,基本都小于1,需要高音速环境的甚至会小于0.3。

涵道比小于0.3的F119-100

从WS-18的国产化到WS-20。

D-30KP-2是一台1960年代技术下研制的中等涵道比涡扇发动机,当时连单晶叶片技术都没有,我国用更先进的高强度耐高温材料替换后造出来的WS-18重量为2吨,其总重量比D-30KP-2的2300千克居然少了300千克,而推力则增加到了132千牛,并且油耗比大大降低。

但WS-18显然不可能满足中国军方对大推力运输机发动机的渴求,WS-20的指标才能勉强过关,据目前网传的消息,WS-20的涵道比可达6以上,而根据网传的图片测算,其涵道比甚至可能高达8,当然这个数据来源不太可靠,我们仍然沿用涵道比为6的数据。

WS-20使用了一级涡扇-3级低压压气机,七级高压压气机,3级增压压气机,短环形燃烧室,一级高压涡轮,三级低压涡扇的WS-20发动机,其推力可能达到180千牛~200千牛左右(另一说是在160~180千牛),要是真的话,装载了这台发动机的Y-20载重性能将大大高于WIKI的66吨数据。

据网友推测,Y-20的可能会加长机体,彻底释放出WS-20发动机带来的红利,不过据目前试飞的机型来看并没有加长机身,估计推力很有可能在160千牛以上,但和WS-10一样,WS-20也会不断迭代,未来将会发展出推力更大的大推力民用发动机。

换装WS-20,下次能直飞欧洲塞尔维亚?

2020年4月份给塞尔维亚运送防空导弹的这次行动实在是太霸气了,很多网友的标题都是从直飞欧洲塞尔维亚,看起来似乎是没啥毛病,但事实上Y-20却是在中间友好国家机场降落加油多次才抵达塞尔维亚。

中间经过的国家包括阿塞拜疆、土耳其和保加利亚以及塞尔维亚!2022年12月底时塞尔维亚总统武契奇曾在TV Prva电视台的“早安”节目中抱怨称,塞尔维亚从中国进口武器的运输方面存在障碍,要送往塞尔维亚的2套FK-3防空导弹系统在年底交付存在困难,北约国家保加利亚不允许中国的运-20运输机通过其空域将武器运往塞尔维亚。

那么问题来了,换装了WS-20的运输机,是否能一口气中间不经停直飞塞尔维亚呢?Y-20装备D-30KP-2发动机的航程大约是7800千米,换装WS-20后坊间估计航程可达增加月30%左右,大约能达到1万千米以上,成为真正具有洲际投送能力的战略轰炸机,与之相比C-17运输机的最大航程也就在10400千米左右,完全不相上下。

那么1万千米能直达欧洲塞尔维亚?答案是否定的,因为最大航程往往是在轻载甚至空载下达到的,满载航程一般都不到1/3甚至1/3,这是运输机的普遍现象,当然还有另一个非常严重的问题塞尔维亚是一个欧洲内陆小国,周围被克罗地亚、波黑、黑山、阿尔巴尼亚、北马其顿和保加利亚以及罗马尼亚和匈牙利包围。

从我国前往塞尔维亚,一般取道中亚经过里海,然后抵达黑海到土耳其,然后经过保加利亚进入塞尔维亚,罗马尼亚也可以经过,但一般而言,我国与保加利亚的关系相当不错,去年4月份保加利亚就顶住了北约的压力开放领空为塞尔维亚运送了导弹。

而按目前的形势,保加利亚迫于北约压力而拒绝开放领空,那么事情将会变得非常麻烦,因为塞尔维亚是个内陆国,无论怎么走都必须经过他国领土或者领空,如果北约有意阻挠,那么就目前的影响力而言,塞尔维亚想要拿到余下导弹的难度就很大了。

延伸阅读:大涵道比民用发动机的意义,不再受制于人

塞尔维亚的烦恼这是一个难解的谜题,但这是塞尔维亚的事情,我们还是继续讨论大涵道比民用发动机对于我国的意义,据目前公开的数据,作为大型客机C919动力的CJ1000A进展比较顺利,而且其先进程度还高于WS-20,我国在民用大涵道比发动机上接连突破,其意义相当重大。

在C919立项之初(2009年)定下的国产化率指标据称只有10%,一大原因是国内航空制造业薄弱,连最为基础的铆钉都要到2013年才获得适航认证!到了2017年时C919的国产化率已经达到了30%左右;而在2022年时C919的国产化率已经达到了50%以上。

但这个50%仍然远远不能满足要求,比如俄罗斯的苏霍伊超级喷气机100,俄罗斯国内国产化率已经达到了80%,但在俄乌冲突发生后仍然被制裁以至于到了趴窝的程度,而我国的C919客机的发动机还是CFM的LEAP-1C,还有航电等也是来自美国罗克韦尔柯林斯的,要是美国联手西方国家制裁,估计C919就有大麻烦了。

未来在C919换装国产的CJ1000A后,航电系统等逐步搞好国产备胎,以后美国想要制裁就难了,大飞机的重中之重就是发动机,这个突破了之后,未来把C919改成各种军用型号完全不是什么问题,就像美国的各种波音改型军用飞机一样。

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  • 2023-01-20 16:38

    喜欢叫它大酒桶

博学多才的菲菲育儿

简介:爱孩子就和他一起成长吧