
20240411更新一下:涡扇20比预想的保守. 进气风扇依旧是凸肩设计.此前的预估只能说还是乐观了.军用发动机还是更看重可靠性和成熟度. 无凸肩风扇设计只能在民用版涡扇20也就是AEF1300上使用了.参考乎友最新的公开论文信息:https://zhuanlan.zhihu.com/p/691357253
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20210102
挺好,只不过比预期晚了1-2年。估计和运20适配进行新型号定型试飞验证还得1-2年时间。等小批量交付试用估计得是2023年吧?估计2025年才会真正进入批量量产阶段。
其涡扇20发动机技术状态乐观一点估计相当于欧美90年代中后期的水平(CFM56-7B的水平,但推力水平估计可以达到15吨-15.6吨,也就是147kN-153kN,参考了运20A和C17的发动机总推力和最大运载能力的比值,以及官方给出的运20终极66吨的最大运载能力去估算了一下涡扇20的推力范围),如果进气风扇叶片没有凸肩设计,那么其技术状态就比俄国的PS90A要先进半代了。
虽然PS90A的核心机流量等级更高一点。但后者的结构部件的设计其实是西方80年代末90年代初的水平。涡扇20的技术状态应该是比PS90A先进半代的。
可以填补我国大涵道比涡扇发动机的很多空白。
而且也可以影响我国未来中等吨位战术运输机发展的趋势。
因为代替运9的新一代运输机可以有2种发展方向。
一种方向是小一号的A400M设计趋向的4发涡桨动力中型运输机。也就是2014年珠海航展上展示的所谓 “运30”模型(航展现场运30字样在垂尾上以logo黄色字体展现,没有机头新中运的文字醒目)。其动力系统是涡桨10,也是未来给KJ600配备的动力。但最大功率为5000kw的涡桨10是不可能实现A400M的8203千瓦的TP400-D6动力输出水平的。所以他是小一号的A400M。而且涡桨10的成熟时间点可能还不如涡扇20来的早。
另一种发展方向是类似 巴西KC390或者2年后俄国计划首飞的伊尔276运输机。走双发涡扇大涵道比发动机的中型战术运输机路线
这类运输机的最大载重吨位是25-30吨的水平,不同载重的航程不同,看研发国的需求了。动力采用14-15吨推力水平的大涵道比涡扇发动机(巴西采用的是IAE V2500-E5,俄国采用的是PS90A-76或PD14)。
我国此前在2004年珠海航展上也展示过类似的双发 喷气动力的运输机模型。只不过吨位等级小很多,类似代安24/运7 这类最大载重5.5吨,同时最大起飞吨位是20吨级的小型运输机。
当时设计搭载的疑似是中等涵道比涡扇(估计5-6吨推力才比较合适,但我国当时没有何时的动力可以选择)。外观设计上有点像将新舟60换吊挂的涡扇动力,机尾改高平尾(T形尾翼)。外形设计上最接近的是德国的Do328-300/Do 328-JET,后者配发的PW306B小涡扇动力,推力为 26.9 kN(也就是2745kg左右)
之后这个明显像是练手的产品模型就没有后续消息了。
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20230211-0226插入更新补充:
最近网络曝光了去年12月8日的航发推进技术论坛上的演讲视频, 截图了贵发总师PPT
其中WSX6(估计是涡扇16)很可能是大涵道比涡扇的小推,其推重比最低在5,最高达到6.这个推重比的发动机应该不会是加力版和非加力小涵道比的发动机. 而同推力级别的非加力的小涵道比发动机有PPT上的涡扇X2系列(X2,X2A,X2B).所以涡扇16估计大概率是大涵道比涡扇的小推. 从推力级(5吨)和5-6的推重比参数来看还是更像军民两用的大涵道比小推.
此前 10多年前2008年当时中航工业推动涡轮院624所有研制过3.2吨级的小推大涵道比涡扇岷江.对标的是当时美国全球鹰RQ-4无人机所装备的AE3007H涡扇发动机,后者推力是31.4Kn(7,050lbf 正好是3.2吨推力)大涵道比涡扇发动机. 从时间上看应该是配合当时2006年珠海航展上成飞展示的无侦-7/翔龙高空长航时无人机动力需求.
但后续没有新的信息了.估计不是下马了就是调整设计指标了,也许同时对研发单位和方案都做了调整,重新研制新的小推大涵道比涡扇的研发.,毕竟国内军用长航时无人机有现实需求,不能一直靠涡喷7或涡喷13去加力段的老古董去凑合.涡喷7去加力段的军用推力是4.2吨.涡喷13去加力段的推力是4.7-4.9吨.估计无侦7或者翔龙早期试验阶段采用的是涡喷7去加力段,但真正服役的话,应该用的是更先进推力更大同时也更适配国内已有大量用户的涡喷13发动机去加力段,推力级别估计是5吨附近. 这也符合涡扇16在PPT上的设计性能区间.
像624所此前负责的1吨级涡扇动力"九寨"就在2016年中航发成立后出现过研制单位和核心机方案的双重变化,中航发交给608所用AES100涡轴核心机去重新研制1吨级涡扇动力AEF100了. 2019年的四川航展的中航发自己的报道里:https://www.sohu.com/a/344343208_673674 中航发提到过AEF100的结构设计是全新的,也就是换了一套核心机方案:
所以涡扇X6(涡扇16?)估计装机对象会是国内的高空长航时无人机系列,而推力等级从2008年的3.2吨提升到5吨级. 应该是无人机此前使用的涡喷7或者涡喷13去加力段的推力级别就是4吨多,接近5吨级的,所以为了替换需要将原本3.2吨级推力的发动机性能提升到5吨级,这样才能更好的适配已经列装服役使用涡喷系列发动机的高空长航时侦查无人机性能需求.
另外,在查询岷江这款3200kgf级推力大涵道比涡扇发动机信息的时候,意外看到了一则10年前的官方公开成果信息,可以确定涡扇20的推力级别.
这则科技技术成果是2012年公开的. 其内容是大涵道比涡扇发动机的风扇叶片内容,早在2008年,国内就实现了15吨级推力大涵道比涡扇发动机的宽弦钛合金空心风扇叶片技术验证(这里的用户应该是航发型号研制单位). 这则内容说明涡扇20的设计最大推力级不低于15吨. 也说明此前个人的推力级别的推测没问题.
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考虑到运20未来使用涡扇20,那么基于涡扇20发展类似KC390或伊尔276的最大载重20-30吨级,最大起飞重量是70-80吨级别的战术运输机也是很不错的,等于将运20缩小并改为双发设计。在很多部件上估计也可以实现和运20的通用化家族化。
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20220206 插入补充最新的Y20B网络图片对比一下:
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未来可能的走双发涡扇20动力的国产战术中型运输机运xx 我们可以先参考一下乌克兰的AN178的造型风格。只不过使用国产涡扇20航发的运xx比安178的 运载能力和最大起飞重量要高出一截。
因为安178 的动力是8吨级的D436-148M大涵道比小推力涡扇,其最大运载能力也只有19吨,最大起飞重量也只有52吨。
而且双发涡扇20的中型运输机 还有可能未来和C919竞争70-80吨级军用特种机平台。毕竟C919未来就算能够实现全国产化去走特种机军用路线,其中国商飞作为独立于中航工业的平级身份也是会和传统军机研发生产的中航工业西飞以及陕飞产生竞争关系。除非商飞将军用型号的C919技术平台业务授权给中航西飞和陕飞去完成。这样商飞就专心只做民用产品。
总的来说,涡扇20可以为我国军用运输机以及军用特种机提供一款性能达到世界先进水平(欧美90年代中后期)的大涵道比动力系统。
为运20以及后续其他吨位运输机型号家族化模块化发展提供动力支撑。
我国其实可以2种技术方案中型运输机 都投入去研制。毕竟未来国际市场是广阔的。
国内陕飞去年的公开论文已经开始反思运8运9在外贸市场的竞争劣势了。
如果未来能够通过新中运 解决这些老型号原始设计上的缺陷,那么国际市场的广阔空间还是很值得期待的。
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20230123 插入更新补充: 下面那段“20210614源自腾讯自媒体 ”的内容估计并不符合现在的技术状态。
最近搜索了一下论文库关键词 ,窄弦带减震凸肩实心叶片的论文资料基本没有,但是“宽弦空心风扇叶片”的内容倒是有一个清晰的时间脉络。
如图:从2005-2008年出现,再到2013年的6篇相关论文的高峰期。从时间上符合涡扇20的网络曝光信息的发展时间轴。
所以说,下面这段来自腾讯自媒体的图片和模型肯定不是最近试飞状态的造型,最多是2010年左右的状态,因为那时候有展出过SF-A这个用早期涡扇20代替展示的早期商发发动机。
如图:2010年国内相关学术杂志上展示的2009年亮相的SF-A也就是用早期技术状态的涡扇20代替参展的大涵道比商发.
20210614源自腾讯自媒体模型图片应该不能反映目前涡扇20的技术状态。涡扇20的目前技术状态还是符合之前我最初的推测,和CFM56-7B或者V2500 的技术水平差不多,采用宽弦带无凸肩空心叶片,是国外90年代末期-2000年的技术水平,推力估计是15-16吨之间。
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20210614 更新来自腾讯自媒体的2张图片
https://new.qq.com/rain/a/20210611A0EGJR00
而中国商发的CJ1000AX验证机在2018年已经实现了钛合金宽弦无凸肩空心叶片的测试装机。
参考2018年的新闻介绍 中国航空制造技术研究院--新闻中心
之后2018年珠海航展上的模型也有展示CJ1000A:
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20210925
今年珠海航展上,CJ1000A的最新展品1比1模型或实物体现了进一步的技术上的进化。
进气复合材料风扇叶片的技术状态是直接对标Leap1C ,从此前CJ1000A(也许是CJ1000AX)在2018年展示的钛合金宽弦无凸肩空心叶片 进化成 复合材料空心叶片(Leap1C采用的是先进三维编织树脂模型传递成型的风扇叶片,一种复合材料叶片)。
那么现在CJ1000A其技术状态直接领先WS20有1代了。但考虑到CJ1000A并非完全国产化,也不能排除部分部件采用国外进口供应商的可能性。毕竟是商用产品,性能是第一位的。但这种复合材料风扇叶片肯定会有国产化的要求,只不过国产新技术可靠性认证等一些方面还需要相当长的时间去验证测试。
20210927 今年航展上的介绍和视频
基本可以认为Cj1000A的发展速度比预期的快一些。
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20220308
补充一下:去年11月官方宣传片里首次出现的国产运输机发射红外干扰弹的画面截图:
这是我国运输机首次出现这种红外干扰弹发射的画面。挺有历史意义。这也意味着我国空军运输机的使用观念发生变化了,更加实战化了。
20221107
更新来自 第14届珠海航展的网络图片:
出现了一款区别于去年CJ1000A的大涵道比涡扇发动机:AEF1300.
原以为是CJ1000A改名了,因为CJ2000就被命名为AEF3500,但仔细观察会猜测是民用版涡扇20。
相比去年的CJ1000A,AEF1300的区别在于进气叶片数量更多,正面图发现风扇叶片是22片, 而去年展示的CJ1000A是18片。相比涡扇20此前网络上出现的模型,其改进之处应该是进气风扇叶片从窄弦带减震凸肩实心叶片 升级成和CJ1000A一样的宽弦复合材料空心叶片。这样应该叶片减重后,比军用版涡扇20在经济性和节油性上更进一步了。另外,AEF1300和太行系列发动机摆放在一起,很可能是因为采用同款核心机,所以被摆放在太行发动机群里。
另外,考虑中航发的型号命名规律,一般命名的型号数值和其功率 或推力级相当。同时会保留大概20%的增推空间。
例如:AEP80涡桨和AES100涡轴就是这样,AEP80标注让人觉得是800kw级,实际可以达到900kw级估计
也就是957kw的水平(也就是涡轴9的水平),而AES100也是一样,以为是1000kw级,实际航展标牌介绍是1100kw级,并且可以更换压气机达到1200kw。。
所以虽然AEF1300可能是13吨推力的级别,但如果需要增功率,估计可以增推最少20%到15.6吨(也就是153KN的推力)的水平。
民用版的涡扇20 :AEF1300的技术性能是最少追上并超越了CFM56-7B的技术水平,应该是CJ1000A的备胎保底方案。只是目前实机的状态并不清楚。毕竟涡扇20版的运20B还未正式官宣,所以中航发带来的是民用改进版的涡扇20技术方案来提前满足观众的期待。也许2年后的2024年的第15届珠海航展应该会亮相安装涡扇20的运20B了。而AEF1300这种最新技术状态真正完成产品测试定型和适航认证交付估计是2025年-2030年这个时间段的事情了。
再补充一则2022年11月3日涉及航发寿命的官方新闻:我国航空发动机关键构件疲劳寿命超5万小时
这么来看,国产航发的寿命时间和可靠性应该可以上一个台阶了。
