兵心|首批次推力只有12.5吨？可以做到17.5吨，WS20大涵道比发动机
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按照一般的说法 ， WS20大涵道比发动机的首批次推力只有12.5吨 ， 这个数字很多人认为并不好看 ， 因为外观直径整整细了一大圈的D-30KP的推力也是12.5吨 ， 难道多出来的发动机直径都白费了？而且对比目前正在广泛使用的3种同级别主流发动机 ， WS20的推力指标也明显不出彩 。 这三种主流发动机就是LEAP-1A发动机 ， 推力14.9吨；LEAP-1B发动机推力12.7吨 ， LEAP-1C发动机推力13.6吨 。 三者都是采用复合材料风扇叶片 。 风扇直径在176到200厘米之间 ， 涵道比在9到11之间 。 适合150座以下 ， 最大起飞重量100吨以下的双发推动的客机 。 WS20的首批次的最大推力指标 ， 居然比风扇直径最小的LEAP-1B发动机的12.7吨推力还小0.2吨 。 比其中风扇直径2米的LEAP-1A发动机的14.9吨推力 ， 则整整小了2.4吨 。 比C919使用的LEAP-1C发动机的13.6吨推力也小了1.1吨 。 其实在我看来 ， 这些表面数字 ， 并不代表WS20刚刚可用就已经落后 。 第一 ， WS20的首批次追求的是稳定可用 ， 而非上来就表现出极限推力 。 这就像WS10的最早批次只有12吨不到的推力 ， 而最新改进型已经有接近16吨的推力一个道理 。 第二 ， 则在于WS20的核心机设计先进 ， 采用高低压涡轮对转的方式 。 这种先进设计的推力提升潜力非常大 。 第三 ， WS20的初期批次 ， 在材料的运用上非常保守 。 目前WS20的风扇仍然用强度大而自重也大的全钛合金风扇叶片 ， 若升级为碳纤维复合叶片 ， 那么总推力会有相当明显的提高 。 第三 ， 早期批次下线的WS20只有一种口径规格 ， 估计风扇直径在190厘米左右 。 而成熟阶段的发动机 ， 在核心机基本相同的前提下 ， 将有不同直径的风扇可供选择 ， 风扇越大涵道比就越大 ， 涵道比越大最终的推力就越大 ， 以适合不同自重的装机机型 。
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在WS20这个级别 。 未来的最大风扇直径会升级到2.2米左右 ， 这样最终最大推力的分型号的推力 ， 可以做到17.5吨 。 可以把4发的Y20的最大起飞重量提高到260吨以上 ， 看齐现在的C17的实际运力 。 这种加大风扇直径增推的情况 ， 和军用大推直径基本先天定死 ， 只能通过材料和工艺增推的惯例还是有很大的不同 。 作为大涵道比大涡扇发动机 ， 是否先进的指标远远不止最大推力一项 ， 这也是和军用大推不同的一方面 。 大涡扇除了推力 ， 还有看综合油耗指标 ， 噪音的控制指标 ， 环保排放指标 ， 包括二氧化碳和氮氧化合物的排放指标 ， 以及发动机的总寿命和可维护性指标 。 只有这些指标全部领先 ， 这类大涡扇才能堪称大用 。 如果仅仅推力指标合格而油耗指标和环保指标存在问题 ， 那么这种发动机也很难大面积推广装机 。 因此WS20即使推力指标逐步达到了世界先进水平 ， 仍然有相当多的方面需要继续升级 。 比如进一步通过优化设计 ， 降低油耗大约15% ， 寿命延长30% 。
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主风扇采用高流量后掠型叶片 ， 使用钛合金前缘的第三代复合材料叶片代替现在的全钛合金风扇叶片 ， 实现重量轻、耐久性好、效率高、噪声低 。 进一步提高压气机的整体压缩比 ， 由目前的不到20 ， 升级到22以上；改进燃烧室为低污染双环形预旋技术燃烧室 。 改进涡轮盘的循环耐久性 ， 2级高压涡转子采用新的粉末冶金材料制造；7级低压涡轮对转 ， 减轻系统重量和复杂性 。 这些综合措施一旦实现 ， 可大大提高推力极值 。
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