幾種航空發(fā)動機簡介

AL-31F發(fā)動機-簡介AL-31F是由俄羅斯留里卡"土星"科研生產(chǎn)聯(lián)合體研制的帶加力燃燒室的渦扇發(fā)動機。該聯(lián)合體前身是留里卡設(shè)計局，組建于1946年，是前蘇聯(lián)的主要戰(zhàn)斗機發(fā)動機設(shè)計局。在上世紀60年代，留里卡研制了AL-21F系列渦輪噴氣發(fā)動機，其最大加力推力達llOOOdaN。1970?1974年投入生產(chǎn)，廣泛用于蘇-17、蘇-20、蘇-22、蘇-24和米格-23戰(zhàn)斗機上。在AL-21基礎(chǔ)上，1976年（另一說法是1973年）留里卡開始研制AL-31F發(fā)動機。1985年該發(fā)動機研制達標后，用于蘇-27、蘇-30和蘇-35戰(zhàn)斗機。AL-31F的結(jié)構(gòu)形式是雙轉(zhuǎn)子加力式渦扇發(fā)動機。推力范圍：加力12250daN，中間7620daN。每臺價格300萬美元。AL-31F有一些改進型，其中包括帶矢量推力噴管的改進型AL-31FP發(fā)動機。從總體上講，作為蘇-27戰(zhàn)機的專用動力裝置AL-31F發(fā)動機，其性能是優(yōu)良的，具有明顯優(yōu)勢。（1） 尺寸小，推力大。其渦輪具有有效的冷卻系統(tǒng)和良好的熱力學特性；壓氣機增壓快速，發(fā)動機結(jié)構(gòu)緊湊，保證飛機有較高的推力和良好的機動性。（2） 穩(wěn)定性高?？墒褂迷谔K-27飛機的各種飛行高度和速度下，即使飛機在以M2的速度進入平螺旋、直螺旋、翻轉(zhuǎn)螺旋和進氣道喘振的情況下，發(fā)動機工作仍然極其穩(wěn)定。喘振消除系統(tǒng)、空中自動點火系統(tǒng)、主燃燒室和加力燃燒室的再次啟動系統(tǒng)等可保證在使用機載武器時動力裝置的工作可靠性。（3） 維修簡便。該發(fā)動機采用單元體結(jié)構(gòu)，由14個單元體組成，因此，如果出現(xiàn)某些損壞，不需要全部更換，只替換下有故障的單元體即可。這樣，在使用條件下進行發(fā)動機維修時，可更換其中的6個單元體。（4） 使用壽命長。AL-31F可根據(jù)其技術(shù)狀況而使用，只要發(fā)動機還正常，就可以一直使用下去，而現(xiàn)代化水平的診斷設(shè)備可保證飛行安全。但其使用壽命也有一個限度，一般認為該發(fā)動機第一次維修前的使用壽命可達1000h，總使用壽命應(yīng)該不少于10年。M88發(fā)動機M88系列牌號M88用途軍用渦扇發(fā)動機類型渦輪風扇發(fā)動機國家法國廠商國營航空發(fā)動機研究制造公司生產(chǎn)現(xiàn)狀生產(chǎn)裝機對象M88-1 “陣風”A。M88-2 “陣風”D（早期型）。M88-3“陣風”D（晚期型），“陣風”M。CFM88行政機和支線飛機。研制情況M88是為滿足90年代多用途戰(zhàn)斗機研制的一種先進雙轉(zhuǎn)子加力式渦扇發(fā)動機。其方案研究工作始于70年代末。1983?1986年第1階段核心機試驗時，渦輪進口溫度為1427°C,1987年第2階段核心機試驗時達到1577C°M88-2的全面研制工作于1986年2月開始，并于1989年3月開始地面臺架試車。1990年2月，在“陣風”D上與一臺F404混裝進行飛行試驗，1992年第三季度完成生產(chǎn)型發(fā)動機定型試驗。計劃于1996年交付生產(chǎn)型發(fā)動機。整個研制計劃包括5500地面試驗小時和4000飛行試驗小時，研制費用為16億美元。按照飛機任務(wù)要求，在循環(huán)參數(shù)選擇上采用盡可能高的渦輪進口溫度、中到高的總增壓比和中等涵道比。采用的新技術(shù)主要有三維有粘葉輪機氣動計算方法、單晶渦輪葉片、粉末冶金渦輪盤、樹脂基復(fù)合材料(PMR-15)外涵機匣、陶瓷基復(fù)合材料噴管調(diào)節(jié)片和余度式全權(quán)數(shù)字式電子控制系統(tǒng)。與阿塔9K50相比，M88-2長度短40%,重量輕45%,推重比高88%。初始故障間隔時間100?150h。M88-1結(jié)構(gòu)與早期M88MK1相同，推重比從9.5提高到10.0。改進的主要方面是：提高渦輪進口溫度，改進風扇和壓氣機氣動設(shè)計，風扇壓比從3.5提高到4.0。M88-2標準生產(chǎn)型。包括無污染燃燒室，單晶渦輪葉片和粉末冶金盤，在降低電磁和紅外線信號方面也取得了一定進展。1997年開始研制M88-2的最新型M88-2E4,目的是進一步降低耗油率和提高高壓核心機及加力燃燒室的使用壽命。該發(fā)動機在2001年底取得了法國DGA國防部采購代辦的認證，到2004年所有在法國服役的M88發(fā)動機都將換裝-2E4M88-3考慮中的改型，用于單發(fā)輕型戰(zhàn)斗機，推力范圍8451?9341daN。采用一種新的3級風扇。預(yù)計1999?2000年可供使用。M88-4擬議中的改型，用于較重的單發(fā)戰(zhàn)斗機，推力范圍9341?10230daN。采用全新的風扇、低壓渦輪和加力燃燒室。M88-2S/M88-3S分別是M88-2和M88-3的不加力型，推力為4893daN和6227daN。預(yù)計2000年可供使用。CFM88在M88核心機基礎(chǔ)上加上某個CFM56的部件(可能是風扇)的民用改型，計劃用于90?122座的支線飛機。結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)進氣口環(huán)形，帶可調(diào)進口導(dǎo)流葉片和鈍頭進氣錐。風扇3級軸流式。壓氣機6級軸流式，前3排整流葉片可調(diào)。在第4和第5級之間設(shè)引氣口。燃燒室環(huán)形。多孔氣膜冷卻。L/H=2。高壓渦輪單級軸流式。渦輪葉片為氣冷，用AM1單晶合金。輪盤材料早期為Astroloy粉末冶金材料，生產(chǎn)型用N18合金。低壓渦輪單級軸流式。氣冷。加力燃燒室整體式。采用9根徑向穩(wěn)定器和單圈環(huán)形穩(wěn)定器組合。尾噴管引射式。喉部面積和引射噴口面積均可調(diào)。噴口調(diào)節(jié)片用碳化硅基陶瓷材料制成?？刂葡到y(tǒng)ELECM的雙余度FADEC。最大加力推力(daN)M88-1 8318M88-27500M88-38000?9300中間推力(daN)M88-24871加力耗油率[kg/(daN?h)]M88-2 1.80中間耗油率[kg/(daN?h)]M88-20.898推重比M88-29.0空氣流量(kg/s)M88-265M88-372涵道比M88-20.5M88-30.3總增壓比M88-124M88-224.5M88-327渦輪進口溫度(°C)M88-21577M88-31577最大直徑(mm)M88-21003進口直徑(mm)M88-2696M88-3790長度(mm)M88-23538M88-33618質(zhì)量(kg)M88-2850M88-3985Trent800發(fā)動機一般特性類型：三軸高旁路比率(6.2-5.7)渦輪風扇引擎長度：直徑：2.79m(110)干重：組分*壓縮機：八級IP壓縮機，六階段HP壓縮機*燃燒室：與24臺噴油器的唯一環(huán)型燃燒室*渦輪：單階HP渦輪，單階IP渦輪，五階段LP渦輪表現(xiàn)*最大值推了：93,400lbf(415kN)F110發(fā)動機1986年裝有Fl10發(fā)動機的F-16C/D飛機開始交付部隊使用。F110-GE-100發(fā)動機的推力為123kN,推重比為7.15從60年代中期開展研制F101發(fā)動機至1986年裝有F110發(fā)動機的飛機交付部隊使用，經(jīng)歷近二十年的時間,花十多億美元的研制費。說明獲得F101這樣一臺一流的核心機需耗費一代人的心血和巨額的資金。一個好的核心機真是來之不易啊!GE公司正是由于以這樣一個性能先進、各方面都經(jīng)過嚴格考驗的F101的核心機為基礎(chǔ)，加上F404的風扇等成熟技術(shù)，才用五年時時間、2億美元的經(jīng)費，就發(fā)展出F110這樣一種性能、可靠性、耐久性、可操縱性和可維護性都好的戰(zhàn)斗機發(fā)動機，打破了由PW公司獨家壟斷F-15、F-16和F-14飛機用的發(fā)動機市場的局面。在此基礎(chǔ)上，GE公司又陸續(xù)衍生出數(shù)個F110發(fā)動機系列，它們是：F110-GE-400，最大推力120kN，用做美海軍F-14B/D的動力裝置：F118-GE-100，是F110的非加力的改型機，推力為84.52kN，用于B-2A轟炸機和改裝TR-1艦載飛機的動力裝置。F110-GE-129,是F110-GE-100的后繼機，也稱為GE公司的改進性能發(fā)動機(IPE)。由于改進設(shè)計，使用新材料，提高工作溫度、速度和壓力，發(fā)動機在給定飛行包線范圍內(nèi)推力提高許多，最大推力達129kN，用于現(xiàn)役的和改進后的F-15、F-16和F-14飛機的動力裝置。為了滿足美空軍對F-15、F-16大型戰(zhàn)斗機未來推力提高的要求及競爭多用途戰(zhàn)斗機和艦載AX轟炸機的動力裝置，開展推重比10一級戰(zhàn)斗機用的發(fā)動機的研制，GE公司又在F110核心機基礎(chǔ)上開展F110X、F110XX的驗證機的獨資研制。F110X，它是由F110-GE-129(IPE)的核心機和F118發(fā)動機使用的高效率、加大空氣流量的寬弦風扇組合而成的。具體的改進包括：風扇是3級整體式葉盤設(shè)計：高壓壓氣機1級和2級也為整體式葉盤設(shè)計：先進的對開前機匣；改進的風扇機匣；改進的高壓和低壓渦輪；多孔燃燒室；先進的加力燃燒室設(shè)計；先進的排氣系統(tǒng)設(shè)計：先進的渦輪材料以及用于優(yōu)化飛機/發(fā)動機一體化控制的新的雙通道全權(quán)限數(shù)字電子控制器(FADEC)。所有這些都是來自“聯(lián)合技術(shù)驗證機(JTDE)”、“先進技術(shù)發(fā)動機燃氣發(fā)生器(AT-EGG)”、“綜合高性能渦輪發(fā)動機技術(shù)(IHPTET)”等計劃中已經(jīng)驗證的技術(shù)，以及GE公司的F120發(fā)動機計劃中的某些技本。由于采用這些成熟的技術(shù),F110X于1991年10月地面試驗推力已達162kN。由于采用一些新材料，F(xiàn)110X發(fā)動機重量可從F110-GE-100型的1769kg降至1701kg，推重比將達到9。5?10°F110X的這一重要進展使GE公司在今后十年或更長的時間內(nèi)將現(xiàn)役的戰(zhàn)斗機用的F110發(fā)動機系列的性能顯著提高的計劃有了可靠的保證，也為競爭多用途戰(zhàn)斗機和艦載AX轟炸機的動力裝置奠定了牢固的基礎(chǔ)oF110X的批生產(chǎn)發(fā)動機與現(xiàn)在的F110發(fā)動機及未來推力增大型發(fā)動機都具有部件完全的互換性特點。預(yù)計F110X可在1998年前后提供使用。F110XX，是F110X的衍生型。F110XX在海平面靜態(tài)推力額定值與F110X相同，但在高馬赫數(shù)飛行時將產(chǎn)生更大的推力。為此將裝一臺正在研制的新型壓氣機GE90發(fā)動機GE90發(fā)動機是由通用電氣公司下屬的GEAE“通用電氣航空發(fā)動機公司”研制的的高涵道比商用超大推力渦扇發(fā)動機。GE90-115B這一型號的發(fā)動機是吉尼斯世界紀錄所記載的世界上推力最大的航空發(fā)動機，地面臺架試驗中曾經(jīng)達到過56.9噸的最大推力。GE90在1995年11月正式投放商業(yè)市場，目前用于波音777系列客機。GE90首次發(fā)表于1995年11月，搭載于英國航空所新訂購的波音777飛機。GE90目前僅有波音777使用，在777-200、-200ER及-300是選配引擎之一（另可選用勞斯萊斯的Trent800或普惠的PW4000），但在777-200LR及-300ER則是唯一可用的引擎。GE90-115B發(fā)表于2004年5月。GE90發(fā)動機以及后續(xù)衍生出的GENX發(fā)動機都是美國一系列民用涵道比渦扇發(fā)動機預(yù)研工程的技術(shù)結(jié)晶。GE90采用突破性的單級大直徑寬弦復(fù)合材料風扇葉片而不是大涵道比渦扇發(fā)動機所采用的傳統(tǒng)鈦合金風扇葉片，大大減輕了風扇組件的重量。該風扇采用低葉尖速度、彈性變形吸收沖擊能量并重新分布、葉根在榫槽中偏擺減緩沖擊和局部包裹鈦合金的辦法成功地保證了風扇葉片的抗外物打擊性能；采用涂覆聚氨酯抗腐蝕涂層和使用特殊絲線縫合復(fù)材脫層部位等方式提高了風扇葉片的抗腐蝕性能。GE90的最大特征就是有極大的進氣口（3.43米）以及彎曲的進氣葉片，其材質(zhì)為實心復(fù)合材料，不同于以往的發(fā)動機使用鈦合金實心葉片。彎曲的設(shè)計是源自于NASA于1990年代所進行UEET（UltraEfficientEngineTechonology）的研究成果，用意在于降低噪音及提升效能。據(jù)說，一具GE90可以在一分鐘之內(nèi),抽去相當于麥迪遜廣場花園大小建筑物的空氣。不過，由于GE90的直徑，比波音737的機身直徑（3.4米）更大，普通的波音747貨機貨艙門，根本無法讓一整臺發(fā)動機進入機艙，因而需要使用特制的超大型運輸機（如安東諾夫安-124）運輸（拆去風扇的GE90例外）。如果一架波音777因為發(fā)動機故障而需要緊急轉(zhuǎn)飛，而轉(zhuǎn)飛的機場欠缺GE90的后備零件，那就需要等候超大型運輸機把備用的發(fā)動機送過來，然后由同樣的飛機將故障的發(fā)動機送回適當?shù)牡攸c進行維修。2005年12月17日，一架法國航空的波音777-200ER從首爾飛往巴黎途中，其中一具GE90-94B發(fā)生故障，因而需要在西伯利亞的伊爾庫斯克緊急降落。一架安-124運輸機將一臺備用發(fā)動機送去伊爾庫斯克進行更換發(fā)動機故障的原因，至今仍在調(diào)查之中。為減低類似事件的風險，GE90發(fā)動機需要更嚴格的防護性維修要求，因而使維修成本上升。美國紐約的現(xiàn)代藝術(shù)博物館有展出一塊GE90-115B的風扇葉片。GE90（1張）GE90的十級高壓壓氣機具有23的壓比，結(jié)構(gòu)強度和氣動載荷設(shè)計與GE公司與法國合作研制的CFM56發(fā)動機比較相似。由于GE90推力要求相當高，因而選取了流量和尺寸很大的核心機，該機高壓壓氣機葉片長度明顯大于其他大涵道比渦扇發(fā)動機。GE90采用了GE公司獨特的雙環(huán)腔低污染燃燒室設(shè)計而且應(yīng)用了以往在渦輪葉片上采用的氣膜冷卻手段。這樣的設(shè)計有效降低了氮化物的排放并且提高了發(fā)動機性能和耐久性。GE90采用兩級高壓渦輪和多達六級低壓渦輪，熱負荷較低因而壽命較長。渦噴-7發(fā)動機渦噴7甲渦輪噴氣發(fā)動機結(jié)構(gòu)牌 號 渦噴7系列用 途 軍用渦噴發(fā)動機類 型 渦輪噴氣發(fā)動機

國家廠商生產(chǎn)現(xiàn)狀裝機對象中國貴州黎陽航空發(fā)動機公司/沈陽黎明發(fā)動機制造公司生產(chǎn)國家廠商生產(chǎn)現(xiàn)狀裝機對象渦噴7 殲-7渦噴7甲 殲-8白天型渦噴7乙 殲-7II渦噴7乙B和渦噴7乙III殲-7IIH、殲-7L和殲-7出口型研制情況渦噴7是黎明發(fā)動機制造公司于1963年按前蘇聯(lián)P11-e-300發(fā)動機開始仿制的，1966年12月國家驗收，1967年小批生產(chǎn)。1968年轉(zhuǎn)至黎陽公司試制，1970年開始批量生產(chǎn)。在使用初期出現(xiàn)了不少影響可靠性、耐久性與維修性的結(jié)構(gòu)問題，通過改變結(jié)構(gòu)、更換材料和改進工藝基本排除故障。首翻期為100h，總壽命300h.1980年后渦噴7原型基本停產(chǎn)。為滿足殲-8飛機的要求，1965年沈陽航空發(fā)動機研究所開始研制渦噴7甲。1966年3月首次地面臺架試車，性能達到設(shè)計指標。1968年6月通過50h長期試車，獲準飛行。1969年7月，渦噴7甲裝于殲-8飛機通過首飛考核。1970年轉(zhuǎn)黎明發(fā)動機制造公司繼續(xù)研制。從1969年至1979年，總計完成零部件試驗12000h，地面和高空占整機試驗2500h，飛行試驗1000多架次，發(fā)動機運轉(zhuǎn)2200h。渦噴7甲（01批）由沈陽航空發(fā)動機研究所于1979年設(shè)計定型后投入小批生產(chǎn)，首翻期為50h。渦噴7甲（03批）由黎明發(fā)動機制造公司于1981年12月設(shè)計定型，首翻期100h。渦噴7甲（05批）是在（03批）基礎(chǔ)上繼續(xù)延壽改進，1989年設(shè)計定型，首翻期200h。為滿足殲-7改型的需要，1965年由沈陽航空發(fā)動機研究所和黎明機械公司聯(lián)合在渦噴7甲的基礎(chǔ)上改型發(fā)展渦噴7乙。該型別01批的性能與渦噴7甲相同。1969年轉(zhuǎn)至黎陽公司和貴州航空工業(yè)集團第二設(shè)計所繼續(xù)研制，并加之改進，成為渦噴7乙（02批）。1979年8月正式定型，首翻期100h，總壽命300h。此后，又陸續(xù)研制出延壽改型渦噴7乙B和渦噴7乙III,分別于1981年和1992年通過技術(shù)鑒定，首翻期為200h和300h，總壽命為600h和900h。渦噴7系列主要有以下改型：渦噴7 原型，已停產(chǎn)。渦噴7甲 用于殲-8飛機的改型，采用氣冷渦輪，使渦輪進口溫度提高100r。此外，還采用分區(qū)分壓供油和直流式噴油桿的加力燃燒室設(shè)計技術(shù)。渦噴7乙在渦噴7甲基礎(chǔ)上的改進型，用于殲-7飛機。在研制中，排除了原壓氣機的薄弱環(huán)節(jié)，改進了主燃燒室安裝邊的材料，解決了主燃燒室壽命短和加力燃燒室壁溫高等問題?，F(xiàn)已停產(chǎn)。渦噴7乙B 在渦噴7乙基礎(chǔ)上的延壽改型，有供出口的渦噴7B（M）和7B（BM）批次。渦噴7乙III 在渦噴7乙B基礎(chǔ)上的進一步延壽改型，有供出口的渦噴7乙IIIK和7BW批次。渦噴7乙渦輪噴氣發(fā)動機結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)進氣口環(huán)形。進氣錐隨發(fā)動機轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，無進口導(dǎo)流葉片。低壓壓氣機3級軸流式。第1級轉(zhuǎn)子葉片為寬弦實心葉片，無阻尼凸臺，共24片。除第1級盤用40CrNiMoA外，其余盤和葉片均用1Cr11Ni12W2MoV材料。壓比3.34，最大轉(zhuǎn)速11212r/min，瞬時可達11874r/min。高壓壓氣機3級軸流式。轉(zhuǎn)子葉片和盤均用lCrllNil2W2MoV鋼制成。出口處有2個放氣活門。壓比2.65，轉(zhuǎn)速11954r/min。燃燒室環(huán)管式。10個火焰筒，采用5段氣膜冷卻，材料為GH44,涂W-2高溫陶瓷。安裝邊材料為GH15。燃燒室外套材料為1Cr18Ni9Ti。有2個低壓電容點火器。高壓渦輪單級軸流式。導(dǎo)向器葉片和轉(zhuǎn)子葉片為空心氣冷。導(dǎo)向器葉片材料為K403。轉(zhuǎn)子葉片帶冠，材料為K417，精鑄成9小孔。低壓渦輪單級軸流式。不冷卻實心葉片。導(dǎo)向器葉片材料為K403。轉(zhuǎn)子葉片材料為GH49,葉片之間有32根防振箍套。加力燃燒室由圓筒形中心截錐體加力擴壓器、中間預(yù)燃室點火器、兩排V型火焰穩(wěn)定器、15個徑向穩(wěn)定器和筒體組成。分內(nèi)外兩區(qū)和主副兩級壓力供油。有45對直流式噴油桿，335個噴油孔。筒體材料為GH44，防振屏和隔熱屏材料為GH128。尾噴管簡單收斂式。噴口面積由24片調(diào)節(jié)片和24片封嚴片無級調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)片和封嚴片材料為GH128?？刂葡到y(tǒng)機械液壓式。主燃油控制是保持低壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為常數(shù)，加力燃油控制是保持渦輪落壓比為常數(shù)。燃油系統(tǒng)主燃油和加力燃油均用高壓柱塞泵供油。壓力7800?8800kPa。使