轰20如何解决超远程巡航,超大载重的发动机问题?太行发动机能行吗?

圆梦种花家


随着这几天大家对央视《永远的军魂》中的一句“轰20的研发取得重大进展”,大家对轰20真的是越来越关注了!



那作为一款战略轰炸机,航程必然是最重要的性能指标之一,尤其是像我国这种未来以太平洋对岸为主要作战目标的国家来说,轰20必然需要有跨洋洲际飞行能力,单次任务往返航程不能低于2.3万公里。

其次出于对加油机在敌方临近空域安全的考虑,轰20自身也必须具有不加油1.5万公里左右,甚至更长的航程的能力,这样才能适应未来几十年的作战需求。

而轰20这种超远航程的要求,必然也对发动机有着特殊的需求,而在航发领域我们目前来说相比美国确实有比较大的差距,但是这种差距不代表我们就做不出像B-2那种不加油就12000公里航程,甚至更远的战略轰炸机。

因为我们虽然在航发领域上相比美国有差距,但这个差距是指我们在航发整体领域与美国的差距,在某些单方面我们与美国目前都差距其实并没有那么大,像B-2用的发动机就是如此;


▲B-2采用的是四台没有加力燃烧室的GEF118-110非加力涡扇发动机,推力仅有8.618吨。

而F118-110的加力版本F110-100的加力推力为124.6千牛(12.64吨),而我们用同一核心机开发出来的WS-10A加力推力都有13.5吨了,更何况14吨级的WS-10B,当然我的使用寿命和首翻时间还是和美国比不了。

▲但是如果用WS-10系列,去开发一款类似B-2的F118-110还是没有任何问题的。

并且飞机的大航程不仅仅是飞机发动机的问题,还要涉及到飞机减阻、结构减重等多方面的因素,其实大展弦比飞翼式气动布局的飞机,本身巡航能力就出色,而且B-2距今已经多少年了?快40年了!



▲尽管B-2首飞是在1989年7月,但诺斯罗普.格鲁曼赢得美国空军ATB(先进技术轰炸机)的合同是1981年10月,技术指标确定是在1980年9月,而现在是2018年。

而40年间,不论是航空材料还是超级计算机的应用,都有了巨大的进步,现在完全可以设计出一款在性能比B-2更好的轰炸机,而航程仅是其中的一方面。
▲美国都开发B-21了,我们也不能只盯着B-2了。

像B-2这种飞翼式布局虽然升阻比好,巡航能力出色,也没有垂尾等复杂气动面,隐身能力也好,但是纯飞翼布局操纵系统极端复杂,所以实际操作效果不好,机动能力极差,美军在B-2的实际使用中就一直抱怨B-2的操作响应迟缓。

而随着航空技术的进步,F22、歼20等四代战斗机的出现,已经证明现代航空技术可以在多种不同气动构型飞机上实现隐身设计了。

我们虽然是最大的美粉,但是也不能过于保守,虽然美国下一代飞机采用的也是飞翼式布局,但它与B-2有非常大的不同,在技术上实现了非常大的跨越,而一型轰炸机的服役周期往往几十年。


所以无论是与美国B-21相比,还是为应对未来几十年的防空技术发展,都一定要有自己的技术进步,所以轰20极有可能在传统飞翼式布局的基础上加以自己的改进。
▲借用一位航空一飞院大神的话说就是:面对未来……我们应该大胆一点!


军事小科普


轰-20是一款具备隐身能力的战略轰炸机,其主要特点是航程远载弹量大,而且具备隐身能力。轰-20轰炸机采用的发动机并不需要跟战斗机一样采用带有加力燃烧的发动机,而是可以采用运输机所用的涡扇发动机。



根据美国的B-2A隐身战略轰炸机看,轰-20也将配备四台涡扇发动机。这样就能保证载弹量和最大起飞重量。而这款轰炸机的航程是根据所携带的燃油的容量来决定的。


太行发动机是一款带有加力燃烧的战斗机用的大推力涡轮风扇发动机。这样的发动机是不适合用于亚音速战略轰炸机的。当然,如果研制和俄罗斯图160或者美国B-1B一样的战略轰炸机,太行发动机还是可以使用的。

目前看中国在运输机用大推力涡扇发动机上还是一个短板,因此轰-20战略轰炸机可能首先使用D30涡扇发动机, 这款发动机也被运用到了运-20大型军用运输机上。未来等到国产大涵道比大推力涡扇发动只研制成功之后才会取代D30发动机。


鹰眼战情室


目前,中国军方的“20”军用飞机系列之中,运-20,歼-20和直-20也都已经相继面世了,现在也就只剩下国产大型战略轰炸机轰-20犹抱琵琶半遮面,并且也由于该机型设计的难度极大,目前无论是网上还是相关的新闻媒体,都还未有该型机体有实体验证机的报道。

至于国产“太行”大推力国产航空发动机,能不能让国产大型轰-20战略轰炸机实现超远巡航以及超大载重这两个战机性能指标,我们还是要从几个方面进行一定的分析的。首先,有一点需要明确的是,国产“太行”大推力国产航空发动可以说是专门为中国军用战斗机而进行相关研发设计的,至于最近前几年才开始研发的国产大型轰-20战略轰炸机来说,其对于搭载的航空发动机也是有一定有自己的要求的,并不是需要推力越大就越好的战斗机的航空发动机作为其动力来源的,反而经济可靠耐用,不带加力的涡扇航空发动机更适合国产轰-20大型战略轰炸机。

其次就是,就目前国内的航空发动机系列之中,还没有研发出类似足够省油可靠且耐用的涡扇航空发动机,这也使得目前国产大型轰-20的第一批次搭载的航空发动机,很有可能依旧是使用来自俄制的D30-KP-2涡扇发动机作为其自身的动力来源。同时,中国相关的军用航空业也意识到了这类型航空发动机的短板与不足,也在轰-20项目立项的前几年间就已经开始相关的技术研发了,相信不用多久就可以有相关的成品可以进行试验。

最后,一旦相关的国产大推力涡扇发动机研制成功,国产轰-20大型战略轰炸机很快就可以从搭载的俄制航空发动机,换装成国产新型涡扇航空发动机,彻底实现国产轰-20大型战略轰炸机的超远航程以及超大载重,这两个性能指标,成为世界上顶尖的轰炸机机型。


航空君


这两个问题其实不难解决,战略轰炸机在设计的时候这些问题都考虑进去了,也有相应的解决办法。

超远程巡航的问题,可以通过大载油量和空中加油实现,轰炸机体积都比较大,有充足的内部空间存储大量的燃油,B2轰炸机能够携带80-90吨燃油,载油量是一般战斗机的10倍,不进行空中加油的航程都高达11000公里,进行一次空中加油,航程可达18000公里以上。地球的周长才40000公里,一次空中加油就能实现全球到达。




图160轰炸机作为世界上最大的轰炸机,能够载油150吨,不空中加油的航程就有16000公里。对战略轰炸机来说,油并不是问题,而且对我国来说,并不需要像美俄那样全球出击,航程稍微短一点,问题也不大,如果有需要可以通过空中加油来解决这个问题。

超大载重的发动机,应该是大推力发动机的意思。对于轰20来说,肯定是四发飞翼式布局,有四个发动机可以用,对推力的要求并不是很高,隐身轰炸机又不要求超音速飞行,上现有的发动机就行。比如使用轰6K使用的D30KP2就行,D30KP2的最大推力有12.5吨,B2使用的F118发动机单台推力才8.6吨,推力比美国B2轰炸机还多一半,是够用了。隐身战斗机也没必要学俄罗斯,非得要超音速突防能力,所以没必要上超大推力的发动机。至于俄罗斯图160的NK321最大24.5吨的加力推力,完全是因为需要超音速突防的需要,轰20学B2那样能亚音速巡航就行,所以不需要这么大的推力,够用就行。




涡扇10“太行”发动机并不能用在轰20上。太行发动机是小涵道比军用战斗机发动机,带加力燃烧室。适合战斗机使用,并不适合运输机或轰炸机使用。轰炸机所需要的是大涵道比发动机,不需要带加力燃烧室。大涵道比发动机,比小涵道比发动机更省油,推力也更大。

我国的涡扇18发动机就是仿制俄罗斯D30KP2发动机,更先进的涡扇20发动机正在研制之中。轰20初级阶段有可能使用俄罗斯发动机,等国产发动机成熟以后,肯定会换上国产发动机,但肯定不会用涡扇10发动机。


一坑四弹


太行性能和B 2使用的发动机属于同一代水平,如果轰20和B 2起飞重量(170吨)相同,那么航程载重应该也大致相同。不加油航程在12000公里左右。如果轰20放大到图160(起飞重量280吨)的级别,不加油航程应该可以达到16000公里左右。

美国有很多海外基地,12000公里航程是够用的。对中国而言,想攻击美国本土,12000公里航程远远不够。假如16000公里航程,相当于作战半径7500公里,再加上国产巡航导弹3000公里射程,走距离最近的北极航线的条件下,也只能打到阿拉斯加和夏威夷,无法对美国本土构成威胁。

要解决覆盖美国全境的问题,最好的办法是采用核动力。目前技术条件下,只有核动力轰炸机能轻松达到不加油3万公里以上航程,覆盖全球都没问题。这样轰炸机就不一定要走北极航线,可以走太平洋北部、中部、南部等多条航线,让美军防不胜防。

目前第四代核反应堆技术已经可以抵御9级以上地震,最好的堆型甚至能抵御12级强震。其抗过载能力能保证飞机从万米高空坠落,核反应堆不破损,核物质不泄露。比前几代核反应堆的安全性提高了几个数量级。

为了避免机场遭到核发动机喷气的感生辐射污染,在起飞和降落时最好还是采用传统涡扇发动机,可以采用2台带加力大推力涡扇发动机作为起降发动机用,一台核喷气发动机仅在高空巡航时开启,巡航状态关闭涡扇发动机。


军迷爱军


首先,自从80年代以来,新一代的战略轰炸机不再追求速度,因为地空导弹速度越来越快,红旗9这种动辄6马赫的第三代中远程地空导弹面前,能飞2马赫的图-160根本不算什么,所以美国让B-1B放弃B-1A的超音速能力,后来干脆研发了高亚音速、飞翼布局、全隐身的B-2。

(B-1B基本上属于亚音速轰炸机了)

B-2的发动机很厉害吗?

由于是高亚音速飞行,它使用的4台F118涡扇发动机是F110发动机的无加力(燃烧室)版本,单台推力仅有8.4吨,因为飞翼布局是一种高度翼身融合的高升阻比设计,所以机身、机翼都是油箱,F118只要尽量省油就足够了,因此B-2最大载弹量可达18吨,最大航程可达12000公里,当然为了隐形设计,B-2的F118有一个埋入式S形进气道和红外隐形喷管,这是必要的。

(下图是F118,因为直径大,大涵道比商用涡扇不适合飞翼布局隐轰)

所以,你知道如果轰-20也采用类似的飞翼或者更时髦的翼身融合(BWB)布局,我国正好有一种现成的中等涵道比的无加力涡扇发动机,那就是涡扇-18,俄制D-30KP2的国产版,推力达到12.5吨,比F118还大,不过燃油效率可能差一点。

(右侧是D-30KP2,左侧是更先进的D-30KP3)

长远来看,涡扇18在技术上毕竟老了点,可以考虑涡扇20,但涡扇20是为运-20研发的,是大涵道比涡扇,如果用在轰-20身上,直径太大,而涡扇10太行发动机是为战斗机设计的,虽然涡扇20也是涡扇10基础上研发的,但推力比涡扇10直接去掉加力燃烧室之后要大不少,改小涵道比后的改进型,更适合轰-20使用。

(涡扇20的涵道比明显比D-30,也就是涡扇18大得多)

从目前来看,涡扇18是轰-20最现实的选择。


跟乌龙涨姿势


你把航程和载重,都归结到发动机身上,这本身就是错误,航程还可以和发动机相关,而载重往往和发动机就没什么关系了,虽说航程和载重其实是轰炸机性能的一体两面。在轰20的具体外貌还没有出现在我们视线中前,谈发动机有点为时过早了,而且作为一款战略武器,发动机多用上一点复合材料,以达到设计要求,也是可以接受的。


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