谁说苏联没有好的涡扇发动机?从轰炸机改到客机竟也可以用得挺好

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在上世纪的50年代,苏联也开始研发战略轰炸机和大型飞机,那个时候苏联的航空工业还很孬弱,从未研发成功过什么洲际飞行能力的大飞机,而现实的军事要求,则要求苏联拥有这样的大飞机,以实现战略距离上的空袭和运输,如果要实现这样的能力,首要的就是要研发新型的涡扇发动机,毕竟在那个涡扇发动机刚刚出现的年代里,涡扇就意味着大航程和低油耗的经济性。

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1955年,苏联索洛维约夫设计局启动了D-20发动机的研制工作,其项目最初的目标是用于替代米亚-4“野牛”轰炸机所配套的RM-3M-500A(AM-3A)涡喷发动机。“野牛”轰炸机最初的设计目标是具备战略轰炸北美大陆的能力,但由于项目启动时技术条件的限制,其5600千米的战斗航程无法达到北美。“野牛”的多数性能与美国同时期的B-52战略轰炸机接近,但是由于发动机的性能差距,其最大升限只能达到11000米,比B-52低了近5000米。虽然其各项性能指标都强于同期的图-16轰炸机,但是“野牛”服役之初就被诸多设计和质量缺陷困扰,每年都有飞机坠毁,迫使苏联在1957年12月30日命令机群停飞整改,此时32架“野牛”总共坠毁了6架。50年代后期,苏联高层对是否需要两种远程轰炸机产生了之一,部分“野牛”逐渐被改为加油机,以提升其他轰炸机的续航力。到了1960年秋,米亚西舍夫领导的OKB-23设计局被降级为试验机械局,停止了大型轰炸机的研制,“野牛”也不再继续生产。

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就在1959年,D-20P涡扇发动机完成了研制,进入了定型批产阶段。好在图波列夫设计局为其研制的图-124型支线客机决定采用这款发动机,这样D-20P就又有了装机对象,不再面临下马风险,并且作为索洛维约夫设计局研制的第一款双轴涡扇发动机,开启了苏联涡扇发动机时代。D20P采用了压比为2.4的三级轴流式钛合金风扇,压比为5的八级轴流式高压压气机,12个火焰筒组成的环管燃烧室,单级高压空气冷却涡轮和两级低压涡轮的总体设计方案,其最大推力达到了54千牛,总增压比为13,涵道比为1,推重比为3.7。

由于处在涡扇发动机的摸索阶段,D-20P的结构较为复杂,重量较大,导致其推重比低于同时期的涡喷发动机,同时代普惠公司研制的JT3D-1涡扇发动机的推重比也只有3.9,这反映出世界各国在五十年代只能实现这样的性能水平,也于当时的材料、制造和应用技术水平有关。但是涡扇发动机比涡喷发动机相比降低了25%的耗油率,仍然非常具有吸引力。

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D-20P的压气机转子和涡轮转子使用花键和螺栓连接,由花键传递扭矩,螺栓传递轴向力,提高了转子间的连接可靠性,多级压气机叶盘组成鼓形转子,提高了结构强度。

上述经典设计理念直到今天仍然可以在俄罗斯所研发的新型发动机中找到影子,D-20P在1959年到1979年间生产了700余台。D-20P只用于图-124这一个型号,这使得它虽然具有里程碑的意义,但是声明并不显赫,产量也不算太大。

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如今,半个世纪过去了,D20P为基础发展出来的D30型发动机仍然在一些国家有使用,足见这种发动机结构的可靠性和维护的方便性,苏联产品就是这样,他们性能并不好,但是他们简单、可靠,这可能就是一个国家工业性格的标签吧。


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