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WS20發動機反推裝置研製成功 運20換心指日可待

國產運-20大型運輸機,它現在採用WS-18渦扇發動機,發動機外形細長,涵道比較小,性能相對較低

現代運輸機和客機採用大涵道比渦扇發動機,外形短粗,油耗低,經濟性好

根據航空報消息,航空工業黎陽公司某型發動機反推裝置研製即將完成,將會按節點配套發動機,確保總體設計任務順利完成。

從這個報道來看,這個發動機反推裝置應該配套國產WS-20大涵道渦扇發動機,它的研製成功表明WS-20渦扇發動機裝備國產運-20大型運輸機已經指日可待。

中國正在研製渦扇20大涵道比渦扇發動機,注意它與旁邊發動機直徑對比

筆者之所以認為這個反推裝置就是WS-20發動機配套系統,主要是因為反推裝置很少配套戰鬥機發動機,主要用於運輸機、客機發動機反推,目前國內正在發展運輸機發動機有兩種,一種是WS-18,一種是WS-20,根據航空報此前報道,WS-18反推裝置由成都發動機公司研製,已經在2010年研製成功,並且配套在WS-18發動機上面,還有就是WS-20大涵道比渦扇發動機,它還在研製之中,所以筆者推測此次交付應該是WS-20發動機反推裝置。

發動機為什麼要反推裝置?從升力原理我們可以知道,升力和速度呈現正比例關係,速度越大,升力越高,為了保持飛機穩定就必須要有足夠升力,相應飛機速度就要增大,但是飛機降落的時候,速度過大,會導致飛機制動效能降低,滑跑距離增加,所以飛機採用了外部制動系統,我們最為熟悉外部制動系統就是攔阻鉤和攔阻網,這兩種系統也是戰鬥機最常用外部制動系統。

戰鬥機常用的攔阻鉤和攔阻索降低滑跑距離

攔阻網是另外一個常見外部制動工具

外部制動系統最大優點就是飛機重量增加很少,並且不需要對飛機和發動機進行較大改動,但是缺點就是效果較差,尤其是雨雪天氣或者跑道比較濕滑情況下,效果迅速降低,另外它對於飛機結構會產生一定損傷,現代運輸機、客機起飛重量較大,降落動能較大,加上採用下單翼布局,發動機距離跑道較近,不允許跑道有較大異物,難以採用攔阻鉤和攔阻網效果,因此運輸機、客機主要採用發動機反推系統來減少飛機滑跑速度,降低滑跑距離。

現代大中涵道比渦扇發動機主要採用隔柵反推系統,它主要在發動機外涵道設置隔柵和阻流板,我們知道渦扇發動機推力由內、外涵道推力提供,對於大涵道比渦扇發動機來說,外涵道比推力還要大一些,因此改變外涵道推力方向,就可以有效減少飛機推力,工作過程為;當飛機著陸之後,發動機整流罩會自動後退,露出隔柵,作為氣流通道,然後阻流板展開,封住外涵道氣流,讓它不能從發動機後部噴出,只能順著隔柵向前噴出,這樣就產生了一個與飛機運動方向相反的推力,從而降低飛機滑跑速度和降落距離,我們乘坐客機會有一個體會,當客機降落在跑道上會有一陣明顯的發動機轟嗚聲傳來,那就是發動機反推系統在工作。

現代大涵道比渦扇發動機常用的隔柵反推系統

系統工作原理

隔柵反推系統優點就是不需要外部攔阻設施,有利簡化機場後勤保障,跑道無異物,可以提高飛行安全,效果也非常好,根據相關資料,隔柵反推系統產生推力可以達到發動機外涵道推力70%以上,這個制動效果還是非常明顯的,不過隔柵反推系統也存在一定缺點,首先是重量較大,按照國內外發動機研製單位說法,反推系統重量已經佔到飛機動力系統總重量20-30%,對於提高飛機經濟性、載荷產生了不利影響,另外發動機空間狹窄,零部件、管線密集,還要設計反推裝置及控制系統,難度非常大,是發動機設計一個難點,另外反推裝置活動部件較多,並且在高速、高壓環境下工作,對於部件可靠性要求較高,因此WS-20反推裝置研製成功,也表明中國在大涵道比渦扇發動機研製方面又向前邁進了一大步。

運-20換芯指日可待

前面說過反推裝置配套WS-20發動機,表明這種發動機已經具備裝機條件,可以配套運-20大型運輸機,運-20現在採用WS-18渦扇發動機,它涵道比較低,從渦扇發動機原理我們可以知道,涵道比越高,油耗越低,對於運輸機和客機而言,意味著載荷、航程性能越好,經濟性更高,從這個角度來講WS-18在一定程度影響了運-20戰術技術指標,因此WS-20研製成功,可以有力提高運-20性能,進一步增強中國空軍戰略/戰役空運能力。


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