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中國新航發推力僅為美軍三分之一?中國還需努力

美國通用電氣集團宣布,其最新研制的GE9X航空發動將進行地面測試。該發動機可提供超10萬磅推力,而中國同期研制的最新型大函道比發動機推力僅為3萬磅左右,那差距真有這么大嗎?本文將為您解析。GE9X發動機是世界上最大的商用航空發動機,擁有直徑達3.4米的復合風扇機匣,以及16片第4代碳纖維復合材料風扇葉片。除此之外,該型發動機還應用了壓比達27:1的11級高壓壓氣機、高效率和低排放的第3代TAPS III燃燒室、以及采用陶瓷基復合材料(CMC)的燃燒室和渦輪等眾多新技術。

(GE9X航空發動機)

中國最新型大大函道比發動機為渦扇-20,這是中國為運-20的標配。渦扇-20是一款最大推力達1.6萬千克力推力的渦扇發動機。這款發動機就是中國以“太行”發動機為基礎,不僅可作為運-20的動力,更可作為大型客機和飛翼布局遠程隱身轟炸機以及第二代遠程反潛巡邏機的主要動力。其推力水平和安全性優于俄制D-30KP-2(轟6K、運20的主動力)。但GE9X的推力接近渦扇20的4倍。形象點來說,只要一臺GE9X,就能滿足伊爾76的動力需求。

(裝備渦扇-20和俄制D-30發動機對比圖)

對于國內的大飛機來說,發動機總體脈絡與CFM-56家族非常相近的渦扇20發動機,改進潛力較大,足以滿足運20以及C919的需求。但在未來更大噸位的C929寬體客機上,即使是用更大推力的渦扇20改進型,也至少需要4臺發動機才能滿足推力要求。而由此帶來的發動機總安裝重量、阻力和油耗增加、維護費用提高,都會使C929面對西方的同噸位雙發大飛機處于完全的成本劣勢下。俄羅斯伊爾-96客機就是這種情況,其采用的四臺PS-96發動機(伊爾476運輸機也在用)故障率偏高,引起用戶不滿。而西方則用大推力雙發取代四發,在性能和成本上優勢過于顯著,民航客戶根本沒有選擇余地。

(采用俄制D-30發動機的伊爾96客機)

目前中國對于大涵道比渦扇發動機的經驗依然非常欠缺,渦扇20甚至還處在地面試車階段,服役期限不明,中國需要進一步發展更大尺寸、更大推力的發動機。在這種狀態下,國內更應該強調對于未來大涵道比發動機的預先研究。比如低壓壓氣機和高壓壓氣機的匹配問題,國內一直由于發動機基礎原理研究不扎實,在從渦扇6到渦噴14、太行上幾十年來都一直爆發不斷。而渦扇6等型號的流產,實際上高低壓匹配一直是技術層面的核心關鍵之一。

(首架運-20與伊爾-76均采用俄制D-30發動機)

到底中國未來的30噸級、40噸航空發動機何時才能投入可靠使用?但就目前情況來說,俄羅斯的大函道比發動機與美國差距明顯,中國的使用經驗以及制造技術甚至還不如俄羅斯,相比美國差距就更加明顯。中國需要跨越式發展,想必加以時日,必能超越美俄,造出中國自主產權的大推力發動機。

(我國第四代大推力發動機WS-15)

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