我国涡扇十涡扇发动机发展

日期：2004-08-06 10:40:29|0000-00-00 00:00:00　来源：no

有关黎明/606所的新型发动机通过国家的定型考核引起人们的关注。其证实了歼十采用的国产动力装置，也就是黎明/606所的涡扇十大推力高推重比涡扇发动机。也就是说歼十量产道路上最大的也是最后的障碍被消除，将在十五期间批量生产装备部队。事实上这很简单：我们已经知道的WP7/WP13系列和WS9是贵州和西安搞的，而作为中国历史最悠久，技术力量最雄厚的黎明在那里无所事事显然是不正常的，这比我国航空发动机工业落后形成了鲜明的对照。更何况黎明当年搞了中国唯一的大推力涡扇发动WS6.到90年代西方仍然认为生产型轰7将采用的是WS6G。可以想象当年我国放弃显然是为了研制更先进的发动机-涡扇十。 　　涡扇十的研制可以上溯到80年代初。根据三步的规划中国航空工业以空军2000年作战环境为背景，以前苏联第四代作战飞机为对象？始新歼的技术预研。其中发动机分别F100以和F404为标准机安排了高推和中推两个项目，这实际上反映当时对新歼发展思路的争论，有人认为应该美苏高低搭配的路子，有人希望研制象英法那样的多用途战斗机。最后采纳了前者。外界第一次知道中国研制其是在当年军委杨尚昆副主席访问美国的时候，其间我国曾向美国提出购买pw200发动机，敏感的海外媒介意识到中国正在研制与其相似的发动机：为降低风险在战机试飞用时用类似的成熟发动机是国际普遍的作法。涡扇十在六五期间进入工程研制，89年完成首部样机，90年上高空架试车。92年配备首架歼十原型机试飞。但这时国际形势发生了根本的变化。中国的国防战略也随之了根本的变化作战对象和地区有了改变.对歼十的要求也跟着变化,因此涡扇十也提升至涡扇十甲.以适应战机重量增加了的变化.期间为了降低试飞的风险,我国从俄罗斯进口了大约十部AF31FN用于歼十的试飞.因此外界推测涡十甲的性能相当于GE的F100-GE129.涡扇十甲98年装机试飞.今年正式设计定型.空军和606所对其的评价是涡扇十甲的研制成功使中国航空动力系统达到国际80年代中期的水平。 　　WS10/10A是一种采用三级风扇，九级整流，一级高压，一级低压共十二级结构{3=9=1=1}的大推力高推重比低涵道比先进发动机.黎明在研制该发动机机时成功地采用了跨音速风扇;气冷高温叶片，电子束焊整体风扇转子，钛合金精铸中介机匣;，挤压油膜轴承，刷式密封，高能点火电嘴，气芯式加力燃油泵，带可变弯度的整流叶片，收敛 扩散随口，高压机匣处理以及整机单元体设计等先进技术。其中涡轮叶片采用定向凝固高温合金先进材料，无余且精铸和数控激光打孔等先进工艺，以及对流、前缘撞击加气膜“三合一“?的多孔回流复合冷却先进技术，使涡轮叶片的冷却效果提高了二倍，而且耐5000次热冲击试验无裂纹发生。WS-10的涡轮叶片虽然是定向结晶的DZ125，但采用了我国独创的低偏析技术，其综合性能可以和第一代的单晶高温合金媲美。WS10的性能为：空气进量100kg/sec，涡轮前温度为1700-1750k， WS10加力风扇的性能的一些主要数据为如下：高、低转子的转速分转别是13 kr/min，16.2 kr/min，涵道比0.5，？增压比30，323 m/s和334 m/s，空？流量M=100 kg/s，主燃烧室及加力燃烧室供油量分别为2.6 kg/s,2.85 kg/s。最大推力73.5kn，加力最大推力110kn。另外ws10？有614研？的fadec . 　　 附1？ WS10A AF31 F110-GE-129 主要性能比较 加力推力 {公斤} 120000 12258 12899 中间推力 {公斤} 7500 7620 7562 加力费油 2 2 2 涵道比 0。5 0。6 0。76 总增压比 30 24 32 推重比 7。8 7。1 7。8 WS10A为估计值。 附2： 　　中国技术创新信息网’科技成果－航空发动机高低压整流器自动电热铆机 高低压整流器共12级，其中压气机整流器为9级，风扇整流器为3级，每一级整流均由外环、内环和数十只叶片组成，叶片材料为钛合金和高温合金，叶片与内、外环采用电热铆方法连接，由于叶片型面复杂，两端端面积相差很大，而且热铆时要防止变形，使电热铆难度很大，成了新发动机研制中的关键问题。1995年我们为南方动力机械公司研制成功一台自动电热铆机，圆满解决了这一技术关键。 附3： 气膜与发散冷却涡轮导向叶片的设计与试验研究 　　全气膜冷却与发散冷却是先进的高温涡轮冷却技术。本文介绍了一种全气膜 冷却和一种发散冷却涡轮导向叶片的设计与试验研究。两种叶片分别采用多孔 蒙 皮和丝网蒙皮同骨架组合的结构。文中介绍叶片的设计思想和基本结构形式以及为满足规定冷却效果所做的传热与流体动力计算分析。研究过程中还做了冷却效果试验和模化分析。获得了两种叶片的冷却特性试验结果和叶片表面温度分布，提出了近似的模化关系式。试验表明，这两种叶片都达到了设计规定的冷却效果。通过热疲劳试验和平面叶栅风洞试验，还得出了两种蒙皮结构与焊接质量对叶片抗热疲劳能力的影响，叶片冷气出流形式和状态对叶栅流通能力、出气角和叶型损失的影响规律。 钛合金风扇转子电子束焊接工艺 　　该成果针对某发动机研制需要,在我国第一次成功地把电子束焊接技术应用于高精度、薄壁大尺寸的发动机重要承力旋转构件－钛合金风扇转子。研制中重点突破了多项关键技术：改进了焊机的控制系统、真空系统等,使主要焊接参数控制精度达到国际先进标准？探索出焊前酸洗、防护飞溅及穿透电流损伤零件的可行办法？优先出最佳焊接参数？对焊接变形控制采取了有效措施。 发汗冷却叶片210小时试验 　　通过长期运行考核冷却孔设计及骨架和蒙皮的强度是否适用、蒙皮抗堵塞性能、蒙皮与骨架的焊接性能以及试验台对高温试验的适应性, 经210小时试验, 上述目的的全部完成。证明发汗冷却叶片用于航空发动机做导向叶片是完全可行。 第一级风扇空心整流叶片加工新工艺 　　一级风扇空心整流叶片, 材料为TC4, 全长340毫米, 中间有一个通风通油的台阶扁孔, 毛坯是精铸件。由于叶片尺寸大, 技术比较复杂, 以往试制时报废率很高。针对产生废品的主要原因一型孔壁厚难以保证的状况, 改变了老的工艺方法, 把型面定位改为型孔定位, 对所有按型面定位夹具和测具进行了改装,采取了一系列措施, 使型面壁厚得到了保证, 合格率达到100%, 为国家节省了大量的财力物力。