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施洋:谁来推动C919——中国大飞机动力系统的不同选择
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正在进行空中试飞的WS-20发动机(左起第二台),外界认为它与SF-A发动机高度相似
网络上称这种发动机为WS-20,目前已经在中国的空中发动机试车平台进行了相当长时间的试飞。而与此同时,同样基于CFM56发动机,被称为SF-A的涡扇发动机也在研究中,二者在结构上差别不大,甚至可能只是同一款发动机的不同称呼。一般认为它的性能可能和CFM-56涡扇发动机的新型号相当或者相近,具备配备到C-919这类民航客机上的可能,从而为C-919的军用改型创造条件。
但该发动机性能实际上无法和LEAP-1C竞争,所以有消息说我国又启动了它的改进型SF-B,它采用包括宽弦后掠复合材料风扇叶片、先进核心发动机等新技术,性能可以和LEAP-1C相当,投入使用时间则至少要达2020年以后。C-919的动力就将从这三种基于CFM56研制的新一代发动机上选择。
从CFM56的核心机研制“太行”,再从“太行”的核心机研制近似CFM56的大飞机发动机,这一轮回,一定会成为中国航空史上的又一则传奇。
还需更强动力
考虑到疑似WS-20的大涵道比涡扇发动机样机早在WS18A装机试飞之前至少一年,就已经开始安装在中国试飞院760号伊尔-76运输机上进行试飞,且至今没有传出有关该机试飞的不利消息。可以肯定,包括WS-18A和WS-20在内的两型大飞机发动机的试验进度都相对顺利,运-20的正式量产型也有望采用上述发动机。
在这两款发动机中,WS18A的主要装机对象是轰-6K和伊尔-76,同时作为运-20试飞和早期量产的动力,而WS-20发动机的装机对象除了配备量产型运-20,以提升运-20的运力和航程之外,还有一个重要用途,便是在将来全国产化的C-919飞机上充当动力。尽管WS-20发动机在故障率和油耗等经济性指标上仍将落后于LEAP-1C,但对于军用平台而言,这些问题都还可以克服。
C-919作为一款吨位、尺寸、性能都与美国波音-737相近似的双发客机,其作为军用设备平台的发展潜力也基本与后者一致。澳大利亚和美国联合研制了“楔尾”预警机、美国自行研制了P-8A反潜巡逻机均是由波音-737系列客机改进而来,而在俄罗斯,尺寸比波音-737稍大的图-214也被改进成电子侦察机。考虑到中国目前有大批运-8/运-9改造而来的高新系列特种用途飞机,而后者的吨位与C-919基本相同,飞行性能则远远逊色,C-919改造而来的各种平台无疑将会具有广泛的应用前景。
波音777、空客A330级别的大型客机上,推力30吨级别的大型涡扇发动机几乎是标准配置
唯一的不足,在于C-919级别的飞机仍然无法满足中国空军对空中加油机的迫切需求。目前我国空军的主力加油机仍旧是数量有限的轰油-6空中加油机,根据外媒报道,这种飞机可输送油量仅有18.5吨,在各国空中加油机中几乎垫底。而由伊尔-76改进而来的伊尔-78加油机虽然可输送油量超过100吨,但运输机改造的空中加油机运输效率低,并非加油机的最好选择。C-919虽然拥有与主流空中加油机一样的客机构型,但由于体量问题,C-919改进的空中加油机可输送油量依然只有20吨左右。对中国空军而言,合适的加油机应该是与A-330/波音-777同级别的远程大型加油机。
然而A-330也好,波音-777也好,推力30吨级别的大型涡扇发动机几乎是标准配置,这一级别的发动机目前只有英美可以生产,连前苏联研制的最大推力发动机D-18T也只能达到23.5吨推力。中国如果想要靠推力15吨级别的发动机实现空中加油机的梦想,只能制造类似空客A-340一样的四发飞机(A-340正是空客为了规避大推力发动机风险,使用成熟的CFM56系列发动机研制的远程宽体客机),但正如A-340遇到的问题一样,四台发动机油耗过高,而多台发动机带来的可靠性优势也被其同时带来的繁重维护工作所掩盖。
当然,对于军用飞机而言,这样的局限并非不可承受,不过综合各方面因素考虑,更大推力的涡扇发动机才是解决问题的关键。
虽然国产大型客机发动机验证机的研制工作已经全面展开,但对于中国航空工业而言,制造性能合格的推力15吨级别涡扇发动机仍是一个艰巨的任务。这种情况下,推力超过20吨甚至达到30吨的超大推力涡扇发动机的研发,必然将是一个漫长而艰巨的过程。
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