轟20如何解決超遠程巡航,超大載重的發動機問題?太行發動機能行嗎?

圓夢種花家


隨著這幾天大家對央視《永遠的軍魂》中的一句“轟20的研發取得重大進展”,大家對轟20真的是越來越關注了!



那作為一款戰略轟炸機,航程必然是最重要的性能指標之一,尤其是像我國這種未來以太平洋對岸為主要作戰目標的國家來說,轟20必然需要有跨洋洲際飛行能力,單次任務往返航程不能低於2.3萬公里。

其次出於對加油機在敵方臨近空域安全的考慮,轟20自身也必須具有不加油1.5萬公里左右,甚至更長的航程的能力,這樣才能適應未來幾十年的作戰需求。

而轟20這種超遠航程的要求,必然也對發動機有著特殊的需求,而在航發領域我們目前來說相比美國確實有比較大的差距,但是這種差距不代表我們就做不出像B-2那種不加油就12000公里航程,甚至更遠的戰略轟炸機。

因為我們雖然在航發領域上相比美國有差距,但這個差距是指我們在航發整體領域與美國的差距,在某些單方面我們與美國目前都差距其實並沒有那麼大,像B-2用的發動機就是如此;


▲B-2採用的是四臺沒有加力燃燒室的GEF118-110非加力渦扇發動機,推力僅有8.618噸。

而F118-110的加力版本F110-100的加力推力為124.6千牛(12.64噸),而我們用同一核心機開發出來的WS-10A加力推力都有13.5噸了,更何況14噸級的WS-10B,當然我的使用壽命和首翻時間還是和美國比不了。

▲但是如果用WS-10系列,去開發一款類似B-2的F118-110還是沒有任何問題的。

並且飛機的大航程不僅僅是飛機發動機的問題,還要涉及到飛機減阻、結構減重等多方面的因素,其實大展弦比飛翼式氣動佈局的飛機,本身巡航能力就出色,而且B-2距今已經多少年了?快40年了!



▲儘管B-2首飛是在1989年7月,但諾斯羅普.格魯曼贏得美國空軍ATB(先進技術轟炸機)的合同是1981年10月,技術指標確定是在1980年9月,而現在是2018年。

而40年間,不論是航空材料還是超級計算機的應用,都有了巨大的進步,現在完全可以設計出一款在性能比B-2更好的轟炸機,而航程僅是其中的一方面。
▲美國都開發B-21了,我們也不能只盯著B-2了。

像B-2這種飛翼式佈局雖然升阻比好,巡航能力出色,也沒有垂尾等複雜氣動面,隱身能力也好,但是純飛翼佈局操縱系統極端複雜,所以實際操作效果不好,機動能力極差,美軍在B-2的實際使用中就一直抱怨B-2的操作響應遲緩。

而隨著航空技術的進步,F22、殲20等四代戰鬥機的出現,已經證明現代航空技術可以在多種不同氣動構型飛機上實現隱身設計了。

我們雖然是最大的美粉,但是也不能過於保守,雖然美國下一代飛機採用的也是飛翼式佈局,但它與B-2有非常大的不同,在技術上實現了非常大的跨越,而一型轟炸機的服役週期往往幾十年。


所以無論是與美國B-21相比,還是為應對未來幾十年的防空技術發展,都一定要有自己的技術進步,所以轟20極有可能在傳統飛翼式佈局的基礎上加以自己的改進。
▲借用一位航空一飛院大神的話說就是:面對未來……我們應該大膽一點!


軍事小科普


轟-20是一款具備隱身能力的戰略轟炸機,其主要特點是航程遠載彈量大,而且具備隱身能力。轟-20轟炸機採用的發動機並不需要跟戰鬥機一樣採用帶有加力燃燒的發動機,而是可以採用運輸機所用的渦扇發動機。



根據美國的B-2A隱身戰略轟炸機看,轟-20也將配備四臺渦扇發動機。這樣就能保證載彈量和最大起飛重量。而這款轟炸機的航程是根據所攜帶的燃油的容量來決定的。


太行發動機是一款帶有加力燃燒的戰鬥機用的大推力渦輪風扇發動機。這樣的發動機是不適合用於亞音速戰略轟炸機的。當然,如果研製和俄羅斯圖160或者美國B-1B一樣的戰略轟炸機,太行發動機還是可以使用的。

目前看中國在運輸機用大推力渦扇發動機上還是一個短板,因此轟-20戰略轟炸機可能首先使用D30渦扇發動機, 這款發動機也被運用到了運-20大型軍用運輸機上。未來等到國產大涵道比大推力渦扇發動只研製成功之後才會取代D30發動機。


鷹眼戰情室


目前,中國軍方的“20”軍用飛機系列之中,運-20,殲-20和直-20也都已經相繼面世了,現在也就只剩下國產大型戰略轟炸機轟-20猶抱琵琶半遮面,並且也由於該機型設計的難度極大,目前無論是網上還是相關的新聞媒體,都還未有該型機體有實體驗證機的報道。

至於國產“太行”大推力國產航空發動機,能不能讓國產大型轟-20戰略轟炸機實現超遠巡航以及超大載重這兩個戰機性能指標,我們還是要從幾個方面進行一定的分析的。首先,有一點需要明確的是,國產“太行”大推力國產航空發動可以說是專門為中國軍用戰鬥機而進行相關研發設計的,至於最近前幾年才開始研發的國產大型轟-20戰略轟炸機來說,其對於搭載的航空發動機也是有一定有自己的要求的,並不是需要推力越大就越好的戰鬥機的航空發動機作為其動力來源的,反而經濟可靠耐用,不帶加力的渦扇航空發動機更適合國產轟-20大型戰略轟炸機。

其次就是,就目前國內的航空發動機系列之中,還沒有研發出類似足夠省油可靠且耐用的渦扇航空發動機,這也使得目前國產大型轟-20的第一批次搭載的航空發動機,很有可能依舊是使用來自俄製的D30-KP-2渦扇發動機作為其自身的動力來源。同時,中國相關的軍用航空業也意識到了這類型航空發動機的短板與不足,也在轟-20項目立項的前幾年間就已經開始相關的技術研發了,相信不用多久就可以有相關的成品可以進行試驗。

最後,一旦相關的國產大推力渦扇發動機研製成功,國產轟-20大型戰略轟炸機很快就可以從搭載的俄製航空發動機,換裝成國產新型渦扇航空發動機,徹底實現國產轟-20大型戰略轟炸機的超遠航程以及超大載重,這兩個性能指標,成為世界上頂尖的轟炸機機型。


航空君


這兩個問題其實不難解決,戰略轟炸機在設計的時候這些問題都考慮進去了,也有相應的解決辦法。

超遠程巡航的問題,可以通過大載油量和空中加油實現,轟炸機體積都比較大,有充足的內部空間存儲大量的燃油,B2轟炸機能夠攜帶80-90噸燃油,載油量是一般戰鬥機的10倍,不進行空中加油的航程都高達11000公里,進行一次空中加油,航程可達18000公里以上。地球的周長才40000公里,一次空中加油就能實現全球到達。




圖160轟炸機作為世界上最大的轟炸機,能夠載油150噸,不空中加油的航程就有16000公里。對戰略轟炸機來說,油並不是問題,而且對我國來說,並不需要像美俄那樣全球出擊,航程稍微短一點,問題也不大,如果有需要可以通過空中加油來解決這個問題。

超大載重的發動機,應該是大推力發動機的意思。對於轟20來說,肯定是四發飛翼式佈局,有四個發動機可以用,對推力的要求並不是很高,隱身轟炸機又不要求超音速飛行,上現有的發動機就行。比如使用轟6K使用的D30KP2就行,D30KP2的最大推力有12.5噸,B2使用的F118發動機單臺推力才8.6噸,推力比美國B2轟炸機還多一半,是夠用了。隱身戰鬥機也沒必要學俄羅斯,非得要超音速突防能力,所以沒必要上超大推力的發動機。至於俄羅斯圖160的NK321最大24.5噸的加力推力,完全是因為需要超音速突防的需要,轟20學B2那樣能亞音速巡航就行,所以不需要這麼大的推力,夠用就行。




渦扇10“太行”發動機並不能用在轟20上。太行發動機是小涵道比軍用戰鬥機發動機,帶加力燃燒室。適合戰鬥機使用,並不適合運輸機或轟炸機使用。轟炸機所需要的是大涵道比發動機,不需要帶加力燃燒室。大涵道比發動機,比小涵道比發動機更省油,推力也更大。

我國的渦扇18發動機就是仿製俄羅斯D30KP2發動機,更先進的渦扇20發動機正在研製之中。轟20初級階段有可能使用俄羅斯發動機,等國產發動機成熟以後,肯定會換上國產發動機,但肯定不會用渦扇10發動機。


一坑四彈


太行性能和B 2使用的發動機屬於同一代水平,如果轟20和B 2起飛重量(170噸)相同,那麼航程載重應該也大致相同。不加油航程在12000公里左右。如果轟20放大到圖160(起飛重量280噸)的級別,不加油航程應該可以達到16000公里左右。

美國有很多海外基地,12000公里航程是夠用的。對中國而言,想攻擊美國本土,12000公里航程遠遠不夠。假如16000公里航程,相當於作戰半徑7500公里,再加上國產巡航導彈3000公里射程,走距離最近的北極航線的條件下,也只能打到阿拉斯加和夏威夷,無法對美國本土構成威脅。

要解決覆蓋美國全境的問題,最好的辦法是採用核動力。目前技術條件下,只有核動力轟炸機能輕鬆達到不加油3萬公里以上航程,覆蓋全球都沒問題。這樣轟炸機就不一定要走北極航線,可以走太平洋北部、中部、南部等多條航線,讓美軍防不勝防。

目前第四代核反應堆技術已經可以抵禦9級以上地震,最好的堆型甚至能抵禦12級強震。其抗過載能力能保證飛機從萬米高空墜落,核反應堆不破損,核物質不洩露。比前幾代核反應堆的安全性提高了幾個數量級。

為了避免機場遭到核發動機噴氣的感生輻射汙染,在起飛和降落時最好還是採用傳統渦扇發動機,可以採用2臺帶加力大推力渦扇發動機作為起降發動機用,一臺核噴氣發動機僅在高空巡航時開啟,巡航狀態關閉渦扇發動機。


軍迷愛軍


首先,自從80年代以來,新一代的戰略轟炸機不再追求速度,因為地空導彈速度越來越快,紅旗9這種動輒6馬赫的第三代中遠程地空導彈面前,能飛2馬赫的圖-160根本不算什麼,所以美國讓B-1B放棄B-1A的超音速能力,後來乾脆研發了高亞音速、飛翼佈局、全隱身的B-2。

(B-1B基本上屬於亞音速轟炸機了)

B-2的發動機很厲害嗎?

由於是高亞音速飛行,它使用的4臺F118渦扇發動機是F110發動機的無加力(燃燒室)版本,單臺推力僅有8.4噸,因為飛翼佈局是一種高度翼身融合的高升阻比設計,所以機身、機翼都是油箱,F118只要儘量省油就足夠了,因此B-2最大載彈量可達18噸,最大航程可達12000公里,當然為了隱形設計,B-2的F118有一個埋入式S形進氣道和紅外隱形噴管,這是必要的。

(下圖是F118,因為直徑大,大涵道比商用渦扇不適合飛翼佈局隱轟)

所以,你知道如果轟-20也採用類似的飛翼或者更時髦的翼身融合(BWB)佈局,我國正好有一種現成的中等涵道比的無加力渦扇發動機,那就是渦扇-18,俄製D-30KP2的國產版,推力達到12.5噸,比F118還大,不過燃油效率可能差一點。

(右側是D-30KP2,左側是更先進的D-30KP3)

長遠來看,渦扇18在技術上畢竟老了點,可以考慮渦扇20,但渦扇20是為運-20研發的,是大涵道比渦扇,如果用在轟-20身上,直徑太大,而渦扇10太行發動機是為戰鬥機設計的,雖然渦扇20也是渦扇10基礎上研發的,但推力比渦扇10直接去掉加力燃燒室之後要大不少,改小涵道比後的改進型,更適合轟-20使用。

(渦扇20的涵道比明顯比D-30,也就是渦扇18大得多)

從目前來看,渦扇18是轟-20最現實的選擇。


跟烏龍漲姿勢


你把航程和載重,都歸結到發動機身上,這本身就是錯誤,航程還可以和發動機相關,而載重往往和發動機就沒什麼關係了,雖說航程和載重其實是轟炸機性能的一體兩面。在轟20的具體外貌還沒有出現在我們視線中前,談發動機有點為時過早了,而且作為一款戰略武器,發動機多用上一點複合材料,以達到設計要求,也是可以接受的。


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