运20或已装上涡扇20航发 电磁干扰排查就花了4天3夜-杭州远方光电信息股份有限公司

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运20或已装上涡扇20航发 电磁干扰排查就花了4天3夜

2020-08-25474

 外界注意到此次发动机启动用“发动机短舱”字眼,采用发动机短舱基本上是翼吊布局飞机,而翼吊布局飞机又多是客机和运输机。一飞院是运20研制单位,可以断定此次应该是运20换装WS20大涵道涡扇发动机。还有一个有力证明,在换装新型发动机之前,技术人员解决了电磁兼容问题,这表明发动机采用了全权限数字式发动机控制系统(FADEC)。而运20现在配备的D-30KP-2/WS18都采用机械控制系统,不需要考虑电磁兼容问题。而FADEC通过传感器采集发动机工作状态,利用微处理器来控制发动机运行,相应就需要考虑电磁兼容问题。


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 运20采用了飞行管理系统,不过因为D-30KP-2发动机控制系统落后 ,没有形成自动推力管理系统。

 实际上运20配备WS20并不仅仅需要考虑FADCE的电磁兼容问题,还需要从更高层次上来考虑这个问题。从相关资料来看,运20已经将FADEC系统集成到飞行管理系统之中,形成了自动推力管理系统。前面说过D-30KP-S/WS18没有FADCE系统,无法形成自动推力管理系统。所谓自动推力管理系统,就是根据航迹、气象等条件确定发动机推力,实现发动机工作状态和参数最优化。由于采用了自动推力管理系统,运20飞行油耗更低,更加经济,载荷/航程性能更好,同时发动机工作状态和参数处于最优,也有利于提高工作寿命。现代大涵道涡扇发动机价格昂贵,LEAP-X1系列单价已经接近1500万美元,如果能够延长使用期限,那么就可以进一步降低飞机使用成本和费用。这么多电子设备和系统交联在一起,对于电磁兼容性能要求更高,所以运20换装WS20光电磁干扰排查就花了4天3夜。


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  WS20反推系统正在测试

 运20最初设计就是基于WS20大涵道涡扇发动机,不过WS20研制进度没有跟上主机,所以先用俄罗斯D-30KP-2中涵道涡扇发动机,后来又换成D-30KP-2国产型号-WS18。D-30KP-2/WS18性能比WS20大涵道涡扇发动机有明显差距,这样就限制了运20性能。例如现代涡扇发动机涵道比越大,油耗越低,而油耗越低,飞机载荷/航程性能越好。因此换装WS20之后,运20性能将会向前迈进一大步。以运输机标准巡航状态(巡航高度1万米,速度M0.8)计算,WS20每公斤力每小时油耗大约0.61公斤,而D-30KP-2为0.71公斤。两者巡航推力都在2600公斤左右。这样1部发动机每小时可以节省燃油260公斤,运20有4部发动机,1个小时下来节省燃料超过1吨。运20这样大型运输机一个航次下来续航时间大约在8个小时左右,这样就能够节省燃料接近9吨,这个效益还是非常明显。


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 许多人认为WS20是CFM56山寨版 ,实际上WS20技术水平要高于后者

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 WS20还有推力增加型,它对应CFM56-5(用于A340客机)起飞推力15吨。
    WS20是中国相关单位利用CFM56大涵道涡扇发动机核心机发展而来的。许多人就认为WS20是后者的山寨版,实际上这个认识是错误的,WS20技术水平要高于CFM56涡扇发动机。WS20采用了高低压涡轮对转技术,传统涡扇发动机高低涡轮同向旋转,这样设计比较简单,但是缺点就是发动机轴系加长,重量增加,飞机结构重量也随之增加。另外发动机转子同向旋转会对飞机产生扭矩,影响飞机操纵和机动性能。因此新一代大涵道涡扇发动机例如LEAP-1、GENX都采用了高低涡轮对转设计,涡轮对转设计可以降低发动机轴系,降低发动机重量,进而减少飞机结构重量。另外涡轮对转也有助于消除发动机转子对飞机扭矩,提高飞机操纵和机动性能,国内外航空发动机工业普遍认为涡轮对转应该是未来发动机发展方向。


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 由于技术水平高,系统架构超前,这样为WS20性能升级打下了坚实的基础。根据相关资料,WS20已经有计划发展增加推力型,将起飞推力增加到15吨以上,这样运20最大起飞重量能够进一步提高,载荷/航程性能再向前迈进一大步。