涡扇20与长江1000性能相比谁厉害?

涡扇20与长江1000性能相比谁更厉害?答案是——长江1000的性能更厉害。

欢迎关注兵器知识谱,今天我们来科普关于大涵道比涡扇发动机的知识。

涡扇20指的是我国研发的一款军用型大涵道比涡扇发动机,最大推力为15吨,用途是装备大型军用飞机。

比如运20大型运输机以及未来的大型预警机、海上巡逻机、反潜机、侦察机等等大型军用飞机。

长江1000指的是我国正在研发中的商用型大涵道比涡扇发动机,最大推力13.5吨(CJ1000B型),用途是配备C919大型民航客机以及未来其它型号的商用大型飞机。

涡扇20发动机与长江1000发动机的共同之处在于它们都属于大飞机所需的大涵道比涡扇发动机,区别在于涡扇20为军用型,长江1000为民用型。

下图为配备涡扇20大涵道比涡扇航空发动机的运20大型军用运输机正在试飞,换装大涵道比涡扇发动机后的运20性能将超越美军C17型运输机。

军用的东西与民用的东西在性能上往往是不相同的,航空发动机也不例外,尽管都是大飞机的涡扇航空发动机,区别却是非常明显的。

那么问题就来了:既然涡扇20发动机与长江1000发动机都是大飞机所需的大涵道比航空发动机,那么究竟是军用的涡扇20性能更厉害还是民用的长江1000更厉害呢?

从推力上来看,涡扇20要比长江1000大1.5吨,就推力而言,涡扇20性能似乎比长江1000厉害。

推力的差距其实并不能片面的理解为性能上的差距,而是体现了军用型与民用型性能追求的不同。

军用型的航空发动机追求的核心是推力,在研发时把推力放在最极致的追求上,其它的指标都是其次的,比如说噪声、油耗、重量。

民用型的航空发动机则恰恰相反,它必须兼顾低噪声、低油耗、低排放、耐用性、可靠性等等各种经济适用性指标,至于推力,可以说够用就行,没有太极致的追求。

这是因为军用的东西是用来打仗的,并且目的只有一个,那就是一切为谋打赢。

对于军用大飞机而言,“谋打赢”的性能体现在速度快、航程远、运力大。

下图为正在装载主战坦克的美军大型军用运输机,我国眼馋这样的实力已经很久很久了,相信不久的将来我们也能实现这种强大的空中投送能力。

比如说运20型大型军用运输机,在配备4台涡扇20后,载重量达到66吨,航程将会超过7600公里的设计极限。

这就意味着一架运20就能向几千公里以外的战场投送一辆99A型主战坦克以及弹药和车组成员,一个运输机师在一天之内就能完成一个合成旅的人员和装备投送。

可见大型军用运输机在发挥极致的性能时,能为军事部署产生巨大的优势,为打赢战争提供运力保障。

为了达到这个目的,涡扇20可以牺牲其它性能指标,只要推力足够大就行,相信这也是军用型的涡扇20发动机研发速度快于民用型长江1000的原因。

这一点与军用汽车和民用汽车的区别完全相同,比如说军用的东风猛士越野车,它动力很猛,却油耗很高,并且乘坐不舒适,配置极低。

而民用汽车则设计豪华,乘坐舒适,各种配置丰富到极致,还有娱乐功能,可见军用和民用是两种追求完全不同的产物。

下图为疫情防控期间使用军用运输机快速向疫区投送医疗兵以及医疗物资,军用运输机的乘坐体验感是非常差的,没有任何舒适感可言。

长江1000做为商用大型飞机的发动机,它的核心追求其实可以反映在两方面上,即飞机乘坐舒适性和营运经济性。

民用的东西必须去追求市场竞争力,做为一款以客运为主的大飞机,要让乘客产生一种舒适的乘坐体验,因此长江1000必须考虑噪声问题。

对于营运的航空公司而言,发动机还要耐用和省油,只有配备这样的发动机的飞机,营运成本才会更低,也只有具备这些要求的飞机才会被客户认可和亲赖。

当然了,为了迎合国际客户,考虑国际市场竞争力,长江1000还要考虑尾气排放标准这个性能指标。

为了减少氮氧化合物的排放量,长江1000采用了TAPS贫油燃烧室技术,满足欧美对尾气排放的要求,便于取得国际适航证。

下图为搭载长江1000B型航空发动机的国产大飞机C919正在起飞,民用的航空发动机性能指标要求要高于军用航空发动机。

而军用型涡扇20发动机就不考虑这个问题,它只是战争机器里的一个零部件,它才不管你的氮氧化合物排放量,所以只采用环形燃烧室技术。

至于适航证嘛,等它在战争中取得压倒性优势并且夺取战争主动权,最后赢得战争时,可以自己给自己发适航证,或者自己给别人发也行。

综上所述我们可以得出这样一个结论:就开挖机水平以及综合性能而言,长江1000的性能比涡扇20更厉害。

这是因为做为民用的长江1000要考虑市场竞争力,必须拥有较高的经济技术指标。

而军用的涡扇20只为提高军用大飞机的战争效率,技术指标追求比较单纯,不需要考虑太多其它因素。

下图为降落在塞尔维亚贝尔格莱德机场的空军运20大型运输机,它此次前来是运送一批塞方订购的防空导弹系统,向塞军交付使用。军用飞机的特点是“寇能往我亦能往”,不会跟你聊什么适航证,这也体现出军用航空发动机的性能指标单一性。




涡扇20和长江1000发动机性能应该差不多,核心机应该是相同的,这样做最经济,也是世界大国普遍采用的方式。

涡扇20是军用型长江1000民用型,他们是各有侧重的。涡扇20侧重的是性能和安全性,而长江1000侧重的是安全性和经济性。

中国用同一款核心机研制了两款航空发动机,这叫集中力量办大事,各有用途,互相促进的发展。他们的性能应该是15吨左右的,两发可以做中型运输机,四发可以做大中型运输机。

据说还有一款民用航空发动机叫长江2000,它的推力应该高于25吨甚至30吨以上,这是为双发的重型运输机准备的,应该主要用在民用方面。还是那句话,民用航发讲究安全和经济,军用更注重推力和安全。





两者核心机架构不一样,长江1000更偏民用

涡扇-20(FWS-20)与长江1000(CJ-1000)是我国目前在研的两款大推力高涵道比发动机。涡扇-20是为运-20所适配,其最大推力在15吨左右(有说16吨乃至18吨,个人估计应该最多是起飞推力),目前已经装备运-20运输机。而长江1000发动机是为C919客机设计,但其主要是作为备胎,以防美国通用电气停售LEAP-1C,2020年的时候美国国会有议员以担心逆向用于军事用途为理由,要求阻止出售LEAP-1C发动机,但最后未能通过。跟“国家工程”的涡扇-20相比,长江1000涡扇发动机研发进度相当拖拉,国外媒体报道比最初预期晚了8年,目前计划是2030年左右推出。但相应的指标修改了很多,最初型号推力只有11.5吨,而最新的长江1000B目标推力增加到13.5吨。

涡扇-20与长江1000这两款涡扇发动机相比,其最大的不同之处在于两者的核心机架构不一样。涡扇-20是以军用的涡扇-10发动机为基础,核心机架构来源于CFM-56,一级风扇、三级增压涡轮、七级高压压气机、一级高压涡轮和三级低压涡轮,采用短环形燃烧室。而长江-1000发动机的核心机则更接近于LEAP-1的设计,采用一级风扇、三级增压涡轮、10级高压压气机、二级高压涡轮与七级低压涡轮,使用环形燃烧室。还有一点就是长江1000大量采用国外技术和零部件,钛合金风扇叶片由英国制造、高压压缩机则是德国MTU、燃烧室是意大利AVIO负责等。

涡扇-20发动机展示

长江1000发动机展示

从核心机对比上来看,长江1000要比涡扇-20复杂很多,高压压气机多了三段、高压涡轮多了一段、低压涡轮正式多了四段。这种设计更有利于发动机工作时气压和气流变化更加稳定平滑,减少涡扇发动机最害怕的喘振情况发生,这一点对于民用航发来说尤其重要。同时,这种布局也有助于燃料利用更彻底,减少油耗,长江1000发动机公布的比油耗是0.52 lb/lbf/h,而涡扇-20江湖传闻的比油耗是0.57。这也是中航工业曾经向商飞集团推销过涡扇-20的民用型号SF-A作为C919的备选发动机,但还是被商飞拒绝了,长江1000发动机的架构商业前景要比涡扇-20要好。

长江1000发动机发展脉络

涡扇-20毕竟作为军用航发的底子,在确保足够的可靠性基础上,也注重最大推力、推重比、易维护性等方面性能。对于航发的可靠性和油耗要求没有民航客机那么极端和变态,大部分军用机场的保障条件也达不到民用机场的水平。涡扇-20在结构更简单的基础上,推力要比长江1000高出很多,其技术水平显然要比长江1000更高,这也是军用武器的特点,很多时候钱不是主要问题,为满足性能高端技术可以死命砸,而民用则更考虑价格、使用寿命等因素。

个人认为长江1000更大程度上“醉翁之意不在酒”,只要LEAP-1C美方不断供,这款发动机甚至可能不会投入量产。终极目标是在长江1000基础上,衍生开发的长江2000,推力增加到35吨级,为真正的大飞机CR929而准备。如果说C919是在西方的底线边缘试探的话,CR929则是突破底线,直接进行挑战,不可能有西方发动机提供选择。而乌克兰战事一打,没有退路的毛子放下身段,原本CR929项目的分歧正以极快的速度解决。




要讲推力,涡扇20垦定比长江1000强,而涡扇20,推力就已经达到15一18吨,而长江1000,推力才11一13吨,推力小很多,不过涡扇20是军用版,没那么多讲究,有点耗油而以,臊音也有点大,不过它是从苏制K30到涡扇18,在到涡扇20,经过几个段次,几个变迁,是中国从进口到仿制,在到独立自主的研制,所以说来,绝大部分零部件,都是本国独立研制组装的,而长江1000不一样,它是民航,它要受到国际影,并且是商用运营,要达到低臊音,低耗油,而且安全技术又特别高的一款发动机,为了能给国际接轨,必须要达到美欧的安全数字,才能取得商用适航证,这必定别人在先,制度由别人订,所以大多数零配件,不得不进口欧美国家的,其实已经达到了百分之八十,说白了,长江1000只是组装,但都已经不错7,涡扇20几乎全是国产,几乎没那么省油,臊音也许还不达标,但推力惊人,已经达到18吨了,要感到真正骄傲的,还是涡扇20,那才是中国心,好歹也是中国自己设计,自己制造的中国心,同时希望长江1000也能达到全国产,不过还有漫长的路要走,到那时,才是中国全国产的中国芯,才能有骄傲的资本




军用航发与民用航发核心机可能是同一个,但后续发展却走两条完全不同路子,拿它们比较是关公战秦琼!军用航发追求的是发动机的性能极限,推重比单位推力油耗(主要是航程)泼辣性(操作反映敏捷性能)可靠性战备出动效能。民用航发:安全性第一,环保性能(设计噪音排放达不到要求就没法拿到适航证)与经济性,具体机械性能综合在经济性内。最求大推力也是为了经济性因为可以减少飞机发动机数量与燃油保养维修费用。以前欧美民航适航标准跨大洋航线是不允许双发飞机从波音767开始逐步放开,得益与发动机的安全可靠性。

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页面更新:2024-04-17

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