运-20B装机涡扇20型航发，中国航空发动机距离“自由王国”还差哪块拼图？

这几天咱们跟运输机这种机型杠上了哈，一直在讨论运输机的问题，这不央视国防军事频道又开始披露运-20系列大型运输机的情况了。

10月2日，央视朝闻天下栏目播出了对中航工业一飞院的专访，运-20B型大型运输机也在“九三”大阅兵之后正式登场亮相。而这也是央视首次公开，运-20B型大型运输机已经安装了国产某大涵道比涡轮风扇发动机，性能得到了较大提高。

 D30版运20A

我们都知道，运-20型运输机和运-20A型运输机，使用的都是俄D-30KU/KP 系列涡轮风扇发动机或者其国产版本，这是由俄罗斯联合发动机公司（UEC）下属Aviadvigatel公司研发的一款涡轮风扇发动机，其量产还要追溯到遥远的1972年，主要装机对象包括作为民用飞机的伊尔-62M和作为军用/民用飞机的伊尔-76系列。

 D-30系列发电机

其中D-30KP 先后发展出三个子型号，分别是Series I、II和III，装机数量最大的是II型，也就是我们通常所说的D-30KP-2，而D-30KP -Series 3则是Aviadvigatel在前型的基础上更改发动机叶片设计，换用宽弦金属叶片搞出来的深度改进型，推力从2型的117.68千牛提高到127.49千牛，发动机同等条件下耗油率降低约20%。但是由于PS-90A型发动机被选为伊尔-476的动力，D-30KP -Series 3作为一个备份型发动机应该没有量产，我们现在看到的诸如伊尔-76MD型运输机，或者运-20型运输机，装机的应该都是性能相对稳定可靠、装机数量巨大的II型。

平心而论从性能上来讲，D-30KP -Series 2的性能还不错，推力适中，可靠性很好。但问题是，作为一款1970年代搞出来的发动机，该发动机的基本设计严重落后，压气机级数14级，涡轮级数6级，均落后于同一时代西方主流大涵道比涡轮风扇发动机的代表型号CFM-56（压气机级数12到13级，涡轮级数4到5级），相应的压缩比和旁通比性能都不好。

比如，最典型的、对发动机耗油率、整机经济性等有重要影响的旁通比（Bypass Ratio）数据，D-30KP -Series 2发动机只有2.24，即使D-30KP -Series 3型发动机也只有3.62，作为对比CFM-56-5发动机涵道比大于5，这导致D-30KP -Series 2的耗油率数据并不好看，SFC数据为0.71kgf/h。

 CFM-56系列发电机

而CFM-56-5B这个级别的发动机耗油率降低到0.34kgf/h，几乎相当于D-30KP -Series 2的一半还少，二者在耗油率上的巨大代差，导致装D-30KP -Series 2的运输机航程性能受到极大影响。而发动机推力的差距还带来了发电量的不足，连带着导致飞机上的电子设备、环控设备等多个分系统设备的性能都受到了一定的限制。

 涡扇20版运20B

因此，也难怪我们的运-20B型运输机在换装国产大涵道比涡轮风扇发动机后，可以自豪地宣布运-20B的诸多性能都有较大提高，比如推力更大，航程更远，环控系统性能也上来了。我们自己的大涵道比涡轮风扇发动机，性能应该是对标CFM-56-5/7系列涡扇发动机的。

以最典型的CFM-56-5B系列（用于A320系列客机）为例：

发动机推力在130千牛左右，而更好的CFM-56-5C系列发动机推力更是达到140千牛左右，远远超过了仅有117千牛的D-30KP -Series 2，推力巨大的优势就是飞机的起飞推重比性能更好，带的东西更多；

耗油率降低，飞机的燃油经济性良好，自然航程更远，以耗油率降低了三分之一甚至二分之一计算，这架飞机的航程起码可以提高三分之一强，各种装载构型下的航程提高更多，从近似于伊尔-76MD的航程直逼C-17A不是问题；

同时由于发动机推力充沛，剩余推力大，用于发电的功率更高，飞机上的环控系统等还只是小部分，最大的优势是可以带得起更大功率的电子设备运作了，说到这里相信军迷们都知道大伊万在说什么东西。

 美国C-17和中国运-20B

所以，咱们就说三点吧：

其一是有了新一代大推力、大涵道比涡轮风扇发动机后，我们的运-20B型运输机才算做到了“完全体”，完全达到了其设计性能，无论是从载重量上，还是耗油率上，还是航程上，都达到了世界先进水平；

其二是从理论上讲，之前的运-20和运-20A型运输机，都是可以升级到运-20B的，毕竟气动外形不变，内部的液压管路等也都没变，只需要在发动机短舱和吊架上进行适配即可。当然目前我们也没有特别急迫的大规模远程投送需求，运-20和运-20A基本够用，可以等之前装机的发动机寿命基本耗尽，比如等中期改进的时候再统一升级到新一代发动机；

其三是随着新一代大涵道比涡轮风扇发动机装机，运-20系列运输机也有了实施进一步改装的条件，后续会有更多的特种构型出现。

 中国大涡扇

当然了，作为首款安装了国产大涵道比涡轮风扇发动机的运输机，运-20B带给我们最大的激动，还是咱们有自己的“大涡扇”了。想本世纪初的时候，军迷们对于国产喷气式发动机的希冀主要包括两个：其一是我们什么时候能搞出性能和AL-31或者美国的F-110系列类似的、达到三代大推性能的、小涵道比大推力涡轮风扇发动机；其二就是我们什么时候能搞出性能对标CFM-56-5系列的、达到西方主流民用客机发动机水平的大涵道比涡轮风扇发动机。

平心而论对于21世纪初的中国航空工业，只能接触到AL-31F、RD-33/93和D-30KP -Series 2，我们自己能量产的喷气式发动机更是只有老旧的FWP-13和算是比较新的“末代涡喷”FWP-14，当时对军迷们来讲，无论是哪个涡扇发动机似乎都是遥远的梦想。

不过，25年过去，我们的喷气式发动机已经结出累累硕果——第三代大推力涡轮风扇发动机FWS-10“太行”系列，不仅早已量产，而且已经进行了多轮技术升级。其部分比较新的型号已用于出口巴基斯坦的歼-10CP型战斗机，被巴基斯坦评价为性能和美国主流的F-110-GE129/132相当，平心而论这是非常高的评价了。

要知道，F-110-GE132是美国本世纪初定型的产品，意味着我们的航空发动机和美国的差距已经从本世纪初的仅仅相当于美国上世纪六十年代的水平，被缩短到了相当于美国上世纪末到本世纪初的水平，这是巨大的进步。

 中国太行系列发电机

同时更不用说我们还有一个新一代小涵道比涡轮风扇发动机项目呢，这个项目搞定之后，我们的航空发动机相当于美国2005年的水平。毕竟那一年普拉特-惠特尼的F-119-PW100型航空发动机正式量产，20余年的时间赶超上了美国40年的差距，我们的赶超速度确实足够快，当然还有提高的余地。因为美国现在主要的涡轮风扇发动机技能点已经点在了自适应变循环发动机上，预计2035年左右就会定型量产。而传说中的第七代战斗机、或者六代机的MLU（中期改进）型，必然会上自适应变循环发动机，希望我们在10年之后，可以在小涵道比涡轮风扇发动机或自适应变循环发动机上，做到和美国并驾齐驱。

 长江1000系列发动机

而大涵道比涡轮风扇发动机，随着运-20B型运输机上装机的大涵道比涡轮风扇发动机正式披露，我们的大涵道比涡轮风扇发动机，也算是达到了美国、法国、英国等主要竞争对手上世纪90年代的水平。要知道考虑到CFM-56-5和CFM-56-7都是八九十年代的产品，不过好就好在其实这么多年来，CFM-56系列性能十分成熟稳定，后续也没有继续升级，只是CFM国际公司后来推出了一个换代产品，也就是Leap-1系列发动机。

 C919使用Leap-1系列发动机

我们都知道Leap-1A用于A320neo，Leap-1B用于波音737-MAX，而Leap-1C则用于C919，这基本就是本世纪目前为止、最先进的14吨级大涵道比涡轮风扇发动机的水平了。相信我们目前的科研能力和科研产品，我们会以比较快的速度追上这个水平，达成另一项重要的技术成就。

 长江2000系列发动机

当然，点出了三代大推，三代中推，四代大推，四代中推的科技树，点出了中等推力大涵道比涡扇，新一代大涵道比涡扇的科技树之后，我们在航空发动机领域，如果不算已经弯道超车的超燃冲压发动机这些新概念发动机。目前在工业皇冠上，尚缺一颗明珠，那就是推力更为强劲、涵道比大于12的大推力涡轮风扇发动机。

 波音787使用的罗罗Trent-1000发动机

这方面美国的通用电气（GE）和英国的罗尔斯-罗伊斯是两大巨头，二者可谓是比着较劲：比如在波音787的动力上，罗-罗拿出了湍达（Trent）-1000发动机，连续推力30吨左右，而通用电气则拿出了GE-nx，连续推力同样达到30吨左右，二者分别占据波音787系列发动机装机量的30%多和60%多；又比如在A350的动力上，罗-罗的Trent-XWB占据绝对优势，连续推力接近40吨，风扇直径接近2.9米，而波音针锋相对推出的波音777X客机发动机又被GE攫取，GE推出了更为强大的GE9X，连续推力同样达到40吨。

 GE9X发动机

总之，目前诸如Trent-XWB和GE9X，已经是世界航空发动机工业领域最后的明珠，也是西方世界绝对的技术高地。如果21世纪初我们连考虑这种发动机都不用考虑，那么现在我们最起码可以看一看，想一想，看看我们什么时候可以追的上诸如罗-罗的Trent-1000，或者Genx的水平，希望这一天不会太晚。