原创 航空小筑 2025-10-03 10:51 广东
央视终于公开报道运20B了。该说的,能说的,之前其实都说过了。就着专家的解说,再补充两句。
1,为什么地面推力会大一些?
本质上来说,大涵道比涡扇的一级压气机(前风扇)也就是个涵道螺旋桨。而按照简化后(静态)的螺旋桨拉力公式,桨盘直径的2/3次幂与拉力成正比。所以采用更大直径风扇的新发动机推力会大一些,很大部分增量就来自于风扇的推力。
按照功率公式P=FV来说,给定功率前提下,速度越小推力越大。大涵道比发动机静推力以及中小速度范围内,风扇提供的推力在总推力占比中较高。而相对核心机来说,本质上是个大螺旋桨的风扇显然耗油率更低。这就是为什么地面推力更大、巡航更省油的原因。
题外话:同样显然的是,按功率公式,随着速度增大,风扇推力会明显下降。所以对于需要高速(特别是超巡)飞行的战斗机来说,大涵道比发动机就不合适了。这也就是类似F119这类发动机选择小涵道比的根本原因。
2,为什么不一开始就选择大涵道比?
很简单,最直接的原因就是材料跟不上。叶片本身高速旋转产生的离心力,叶根燕尾槽承受的应力,窄弦叶片本身的振动与强度限制(为此引入凸肩设计),这些都对涡扇发动机涵道比提出了实质上的限制。
然后是宽弦叶片设计。新发动机是不是宽弦叶片,这个肉眼看了不算,需要等官方解说。但宽弦叶片的出现,本身就是材料性能、加工工艺的全面进步带来的。
像罗罗1982年推出的“宽弦无凸肩空心夹层结构叶片”,采用叶盆/叶背钛合金薄板+蜂窝钛芯结构,活性扩散焊接成型,减重30%还提升了强度。而到了1990年代,GE90采用碳纤维/环氧树脂,钛合金前缘包边+凯芙拉缝合后缘,解决分层问题,重量比钛合金轻66%。LEAP-X、 GE9X,、UltraFan等最新一代发动机,采用三维掠形气动设计+混合材料结构,减重的同时优化叶片高速性能。
新发动机到了哪个发展阶段,有待官方解密。但无论如何,有进步就是好事。而且随着基础工业的全面进步,可以预计后续发展会有明显的加速度。
3,不能唯参数论
新发动机也好,适配9X9的CJ系列发动机也罢,有观点认为必须对标LEAP-X,GE9X这些当前一流的发动机才有市场竞争力。这个之前在《关于发动机》说过,这里重复一下:
