近日,网上出现了疑似涡扇18C的金属末信号器招标公告,公告中称,所谓“金属末”指的是铜屑,但还是不太明白,查阅相关资料才知道俄罗斯D30K系列发动机曾多次曾因金属屑超标出现飞行安全故障,甚至酿成机毁人亡的惨剧。涡扇18是D30KP2发动机的仿制型号,这可能是招标采购金属屑检测装置的公告。

轰20的发动机?疑似涡扇18C的金属末信号器招标公告流出

那这个涡扇18C显然就是涡扇18系列的最新改进型号了,涡扇18是成都发动机公司自筹资金对D30KP2的仿制型号。其基本结构为:3级轴流式风扇,11级轴流式高压压气机,由12个火焰简组成的环管形燃烧室,2级轴流式气冷高压祸轮和4级轴流式不冷却低压涡轮,一共20级。

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那这个涡扇18C主要的装机对象又是哪个机型呢?现在的涡扇18已经可以满足轰6和运20的需要了,且前者已改进到了N型,可挖掘的潜力已经不大,后者的目标发动机涡扇20已经成熟,可见二者对涡扇18的依赖会越来越小。在这种情况下,涡扇18C显然是为轰20准备的,这就涉及到了轰20的动力问题。

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虽然轰20的热度一直很高,但除了采用飞翼布局以外,其具体的气动外形、重量、速度都没有确切的消息,所用动力系统更是一概不知,只有两个参考对象B2和B21。前者采用了F110-GE-100发动机去掉加力燃烧室的非加力版本F118,后者用的也是F135去掉加力燃烧室的非加力型号。但我国缺乏类似的动力系统,虽然与F110同一级别的太行发动机已经有了多个改型,但却没有开发太行非加力版的消息,且在B2已服役20多年后的今天,太行七八吨的非加力推力也不够用了。至于涡扇15,则刚刚定型,在其基础上加大涵道比再发展非加力版本在时间上也来不及。剩下的可用发动机型号就寥寥无几了,涡扇13E推力太小,涡扇20又太粗,最后比较合适的只剩涡扇18了。

轰20的发动机?疑似涡扇18C的金属末信号器招标公告流出

B2轰炸机的F118发动机

涡扇18相对于F118和F135的一大优势是涵道比大,前两者分别为0.87和0.57,而涡扇18却高达2.42,这就使得其油耗要低得多,D30KP2的巡航油耗为0.71公斤/(公斤力*小时),且涡扇18通过改进还降低了20%,即达到了5.68公斤/(公斤力*小时)左右,这就非常可观了,再加上飞翼布局的高升力,轰20的航程有望比肩图160的16000公里。

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但涡扇18C也要为装备轰20进行适应性改进,因轰20很可能会采用类似B21的半埋入式进气道,进气条件远比轰6恶劣,在这种情况下,涡扇18C还难达到269公斤/秒的空气流量和20的总压比,为此轰20要设计辅助进气口,涡扇18C也要做相应的改进与之匹配。另外,轰20还要采用类似攻击11的主动控制技术,这就需要抽取压气机内的高压空气进行姿态控制,为此涡扇18C也要设计相应的管线和控制系统。再者,为装备轰20,涡扇18C还要去掉蚌壳式反推力装置,一下子就减掉350公斤的重量,这可是大手术。

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另外,涡扇18C本身的性能也要大幅提高才行。涡扇18仿制改进于D30KP2,而D30K是苏联第一种大涵道比涡扇发动机,仅有上世纪60年代的技术水平。虽然经过改进,相比D30KP2,涡扇18的推力从12.5吨提高到13.2吨,自重从2318公斤(不带反推力装置)减为2000公斤,但寿命仍然只有3000多个小时,远远低于轰20的机体寿命。轰炸机的寿命本来就比战斗机长,B52经过延寿之后,甚至可服役百年,轰20怎么也得服役三四十年,但如果发动机寿命只有几千小时,就意味着要频繁更换,这其中的成本和耗时是很难承受的。

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更重要的是,现在的涡扇18在可靠性上还达不到轰20的要求。因苏联机械加工水平的落后,D30KP2的支撑系统有与AL31F的类似缺陷,其主轴轴承多达7个,低压涡轮上的轴间轴承可靠性也比较差,这造成D30KP2系列经常发生轴承方面的故障。如果说轴承带来的只是可靠性差的问题的话,D30KP2金属屑超标导致的可就是安全性的问题了。作为D30KP2的仿制型号,涡扇18很大程度上继承了这些缺陷,涡扇18C要装备轰20,必须解放这些问题才行。

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