运20跑道短和它推力大有关吗?

用户2919965865540


运20是一款大型军用运输机,它的各项性能都达到了世界一流水平,包括短距离起降也是它的拿手好戏。



具体的数据肯定是要高度保密的,不过我们可以参照个头与运20接近的伊尔76运输机,伊尔76载重60吨的时候,可以在1800米的跑道上起飞,降落距离在1200米左右,我们的运20短距起降性能应该是强于伊尔76的。


军用运输机需要大推力的发动机,运20最初使用的是4台俄制D30-KP2,单台最大推力为12.5吨,总推力50吨,这个推力不算太大,因为俄军最新的伊尔76MT使用的发动机单3台最大推力可达16吨,总推力64吨,与运20吨位相仿的民航飞机也有50-60吨的推力。

运20这样的运输机本来机身就比较紧凑,发动机位置较高,起飞时,它可以比较快地将机头拉起来,而民航飞机一般机身比较长,发动机位置较低,无法做到短距离拉升。



运20能够短距起降,既和发动机有很大的关系,其优异的气动外形也功不可没。


止水兴波


最近央视首次揭秘国产运20大型运输机首飞前后细节,据参与研制试飞人员披露运20大型军用运输机在使用复杂的前缘缝翼和巨大的后缘三缝襟翼下,最大限度范围内能在最短600至700米距离内起飞。六七百米的起飞距离不可谓不惊人,纵观和运20同一级别的伊尔76和C-17大型军用运输机一个850米、一个900米的起飞距离而言,在初次听到运20能够在600米距离内起飞我是震惊的。

一般而言飞行器的起飞距离长短主要和起飞重量、地表风向、风速、发动机推力大小、升力大小以及海拔高度这几大要点有关。

首先从运20的起飞重量来说,虽然央视新闻没有明确表示运20最短能在600米距离内起飞,是在何种起飞重量下完成的?但是不管是参照美军C-17大型军用运输机能够在装载一辆M1主战坦克的前提下,最短在900米距离内起飞。还是以军用运输机本身设计指标中就有短距起降能力来说,我们有理由相信运20能够在600米距离内成功起飞,肯定也是在载重一辆我陆军99A主战坦克的前提下,顺利完成超短距离起飞的。毕竟运20本身就是一架大型军用运输机,职责就是运输,所以这个最短起飞距离应该不会是空重状态喜爱的起飞距离,因为这种起飞性能表现在实战中意义不大。

其次是地表风向和风速这些外在因素的影响,首先从风向来说,运20在逆风状态下,风速越大,作用在运20机体上的升力就越大,所以在逆风状态下,就算起飞离地速度较低,仍然能够以较低的地速离地,所以从运20最短600米的起飞距离来看,这个性能指标肯定也是在逆风状态下完成的。当然在实际起飞过程中,不管是军用飞行器还是我们乘坐的民航客机都会选择逆风起飞、逆风降落的,因为这样做可以大大缩小起降距离。

再一个是海拔高度和运20自身的升力大小的关系,起降机场海拔高度的不同,空气密度也是不尽相同的,因为起降机场的空气密度大小会直接影响起降性能表现,具体来说就是密度、高度虽然会增大着陆速度的真空速,但是不会减小减速力。也就是说同样的指示空速着陆,飞机的真空速变大时着陆滑跑距离反而会缩短。那么简单来说也就是在高低不同海拔地区起降时,同样的起飞重量下,低海拔地区的起降距离更短。

最后就是直接关系到运20自身的机体升力大小和发动机推力大小了,根据公开的新闻我们得知,运20在整机的气动布局上采用了升力特性更大、空气减阻更优等优势的超临界机翼设计,机翼的后缘采用两种后掠方式——中外翼段的后缘后掠角要大一些,而机翼内翼段的后掠角明显减少,这样设计能够使得整段机翼在不同空速下,都能提供更大的升力和更小的空气阻力。其次运20也采用包括前缘缝翼及外吹式襟翼系统等增升装置来提升短距起降能力,虽然运20采用的后退外吹式襟翼系统在增升效果上不如C-17使用的吹气增升系统效果好,但是运20在整机尺寸等方面相比C-17小一圈,实际上两款运输机的整机升力系数应该是差不多的。

当然借此机会说一下为什么我国在设计运-20的时候没有采用增升效果更好的吹气增升系统呢?有人说我们没有掌握这个技术,其实这个技术早在上世纪80年代就出现了,时至今日还说没人掌握就有点说不过去了。事实上运20之所以没有采用增升效果更明显的吹气增升是受发动机的影响。我们看C-17的发动机位置是在机翼前缘位置,发动机上缘基本和机翼齐平,所以在起飞过程中,发动机排出的高速气流可以更快的加速吹走翼下气流,增加机翼上下表面压差,而机翼上下压差越大升力越大,这也是为什么C-17增升效果这么好的原因所在。

但是这种吹气增升也是因为采用的是F117-PW-100非加力大涵道比涡扇发动机,虽然其推力高达18. 9吨,但是大部分推力都由外涵道的冷空气提供,所以吹出来的尾气温度相对较低,钛合金襟翼能够承受,所以它才能够采用增升效果很强的吹气式襟翼。但是对于运20就不一样了,由于我国当下没有这么大推力的高涵道比涡扇发动机,只能采用涵道比较小的D-30KP2涡扇发动机,由于该发动机涵道比很低,大部分推力都有内外涵道共同提供,所以这也造成D-30KP2涡扇发动机的最大推力只有13吨左右,再加之由于涵道比很低,所以发动机喷出的尾气温度太高,就算是用钛合金的襟翼恐怕也受不了。

最后一个就是发动机推力大小了,俗话说只要动力强,板砖都能飞上天。这虽然只是一句调侃话,但是却真实的道出了发动机推力大小对飞行器的影响有多大。C-17运输机之所以能够有接近80吨的最大起飞重量,核心原因就是因为其采用了推力更大的F-117-PW-100涡扇发动机,该发动机不光推力大,而且经济性高,而且还具有反推装置能够支持C-17完成地面掉头。但是对于运-20而言,在研发之时唯一能够选择的动力系统就只有D-30KP2涡扇发动机了,该发动机虽然推力小、经济性差,但是可靠性却很高,而且其也是当时运-20唯一能够选择的动力系统。

虽然D-30KP2涡扇发动机的推力不大,只有13吨多,相比C17装备的F117大涵道比涡扇发动机高达18.9吨的推力小了近1/3,但是对于军用运输机而言,决定起降性能的是推重比,也就是发动机总推力和最大起飞重量的比值,按照四台D-30KP2计划的话总推力是55吨左右,但是以运20最大220吨的起飞重量计算的话,其整机推重比依然达到了0.255,这个推重比完全达到了军用运输机推重比门槛。

那么对于当下的运-20而言,在采用D-30KP2涡扇发动机和整机气动减阻、气动增升、更低的空重等研发设计之下,其整体性能依然达到了世界领先水准,所以这也是运-20能够在短短600米距离内完成起飞的原因。当然我们有理由相信在未来几年内,换装国产推力更大、涵道比更大、经济性更高的国产大推力、高涵道比涡扇发动机的新运20大型军用运输机,其载重量更大、飞行距离更远、短距起飞能力更优秀,而且说不定未来等国产大推力涡扇发动机条件合适之时,西飞科研人员会在改进版本中为运-20换装增升效果更明显的吹气襟翼系统,毕竟换装更大涵道比涡扇发动机会改变整机的气动外形,所以顺势改变一下增升系统也不是不可能。


魑魅涅磐


我是雪松,你的问题有错误,运20与跑道有何关系?你是不是说运20起飞滑跑距离短吧?如果是那就是运20推力强劲有力当然滑跑距离可以缩短了。


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