图:PD-14发动机 近日,俄罗斯在伊朗航展上,展出了其最新的PD-14型大涵道比发动机,最大推力可以达到16-18.35吨;作为发动机项目上的传统顾客和合作伙伴,中国是否有需要引进该款发动机? 从现有的情况来看,中国引进PD-14发动机既不现实也无必要。从不现实的角度来讲,PD-14是俄罗斯在大涵道比发动机上举全国之力的核心项目,俄罗斯将全部的翻身希望都寄托在这个机型家族上,将其技术出售给中国的可能性非常低。 从不必要的一方面看,PD-14发动机目前仍然处于非常不成熟的阶段,而且其体系的整个构架潜力也并不比国内的涡扇20体系要强;对于国内来说,PD-14的部分材料和工艺技术、部分设计是有学习价值的,未尝不能通过其它方式获得,但整体引进PD-14则得不偿失。
图:D-30KP系列是俄罗斯现在最成熟的大涵道比发动机 俄罗斯目前主要有D30-KP、PS-90、PD-14三个系列的大涵道比发动机。其中D-30KP系列设计年代最早,推力较小而且油耗高,性能最为落后;但是毕竟装备数量大、使用时间长,明显的设计缺陷和故障特性都被摸清并尽可能的做了针对性改进,是一款能可靠使用的产品。目前国内机型也在广泛使用D30-KP2,包括进口的伊尔76运输机、伊尔78加油机;以及自主设计生产的轰六K轰炸机,运20运输机。
图:PS90A发动机和伊尔96 而针对D30-KP系列油耗高、寿命短、经济性差等问题,苏联后来研制了推力更大的PS-90系列大涵道比发动机。虽然大涵道比发动机本身其实无所谓军民之分,只看它往什么飞机上装;但是PS-90发动机在设计时,确实主要目的是用于伊尔96等苏联民用客机,要与西方客机和发动机展开旗鼓相当的正面竞争。 PS-90系列发动机虽然推力从D-30KP的12吨提升到了16吨(PS-90A)、甚至于17.4吨(PS-90A1);但是在故障率和可维护性等方面,表现却非常糟糕。伊尔96投入运营之初,由于机体和发动机的可靠性极差,苏俄历史上首次出现了航空制造商向运营商签署可靠性保证协议的情况。
图:PD-14发动机目前尚处于非常不靠谱的阶段。比如红色区域的燃烧室现在仍然存在大量问题,极有可能整个燃烧室设计必须被推翻重来 由于PS-90设计年代早,设计思想和技术运用均已落后,而且本身存在大量问题;目前俄罗斯实际上已经放弃了这个发动机的发展,新的PD-14发动机将在未来彻底取代D-30KP和PS-90系列发动机。 PD-14发动机,是自苏联解体以来25年里,俄罗斯首次研制新的大涵道比发动机;这个项目的定位非常高,要与CFM56系列的最新型号LEAP系列展开正面竞争——国产C919客机,使用的就是LEAP-C型发动机。俄罗斯试图通过PD-14,扭转国内民用飞机的大涵道比发动机,完全被CFM-56等西方发动机垄断的现状。 目前,整个俄罗斯的航空发动机企业几乎都被整合进了PD-14的研制工作中,包括礼炮、土星、乌法、彼尔姆等等。PD-14采用双涵道分离(内外涵道气流不掺混)、双轴结构设计,由1级风扇,3级低压、8级高压压气机,环形燃烧室,2级高压、6级低压涡轮组成。 在基本型号上,PD-14发动机有三个子型号,推力分别为12.5、14、15.6吨推力。而未来规划中的衍生型号,包括从7.85吨推力的PD-7到18.35吨推力的PD-18R、7355kW的直升机涡轴发动机和一系列地面燃气轮机等等。 但正如其它俄系发动机,特别是俄罗斯时代产品一样,部分纸面指标的光鲜背后,PD-14实际寿命和可靠性等方面的问题至少目前依旧十分严重。特别是在苏联解体以后,研制大涵道比发动机的技术力量在二十多年内早已几乎流失殆尽。 比如彼尔姆为PD-14设计的燃烧室目前就存在着大量的问题,在此前不得不联系乌克兰的前进机械制造设计局,委托其设计一套新的燃烧室,实现两条腿走路的准备。但是在目前的俄乌关系下,这样的合作能推进到什么程度、以及前进设计局本身还有多大能力,都存在极大的疑问。
图:LEAP发动机与C919客机 和PD-14相比,法美合作的CFM-56家族要优越的多。单纯从性能指标和技术先进程度来讲,现在就已经能付诸商业运营实用的LEAP系列,就一点都不次于毛子还在纸面上吹嘘的牛逼;从可靠性等实际方面来讲,CFM-56家族制造了近三万台发动机,总运行时间超过5亿飞行小时,其成熟可靠程度,全世界也没有别的发动机能出其右。 更重要的是,中国的太行发动机、涡扇20,从血缘上也属于CFM-56家族;参照CFM-56家族的技术路线不断推进发展,不仅风险最小、成功率最高、能获得的性能提升最大,而且由于设计方向上的相近,需要投入的成本也是最低的。特别是通过C919项目,中国在未来还将从法国获得LEAP发动机的生产线,这意味着CFM-56家族很多最新的技术都能被无缝移植到太行和涡扇20发动机的改进上。
图:太行发动机
图:测试中的涡扇20发动机 无论是从发动机构架体系的潜力、成熟程度,还是与现有技术方向的契合来说,涡扇20实际上都比PD-14要具有发展价值。目前国内要做的,是扎扎实实的学习和吃透CFM-56家族的设计——是真正的吃透,而不是像抄俄罗斯苏27系列那样,年年月月喊吃透了、超越了,隔不几年又来一次飞行失控事故。 只要能功夫能下到实处,通过自主对太行和涡扇20发动机的研制改进、和法国在LEAP发动机项目上的合作,建立起自己牢固的发动机研制理论体系,把该挤的水份都挤掉,该补的课都补上,太行和涡扇20家族在未来的发展潜力,并不会比作为本家的F110和CFM-56家族差上太多,远比PD-14要更加靠谱。 |