噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的種類及其原理_第1頁(yè)
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的種類及其原理_第2頁(yè)
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的種類及其原理_第3頁(yè)
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的種類及其原理_第4頁(yè)
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的種類及其原理_第5頁(yè)
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1、弗蘭克惠特爾噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(Jet engine)是一種通過(guò)加速和排出的高諫流體做功的熱機(jī) 或電機(jī)。它既可以輸出推力,也可以輸出軸功率。大部分噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)都是依靠牛頓第三定律工作的內(nèi)燃機(jī)編輯渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)完全采用燃?xì)鈬姎猱a(chǎn)生推力的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和油耗都很 高。適合于高速飛行。也是最早的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。編輯離心式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)使用離心葉輪作為壓氣機(jī)。這種壓氣機(jī)很簡(jiǎn)單,適合用比較差的材料制作,所以在早期應(yīng)用 很多。但是這種壓氣機(jī)阻力很大,壓縮比低,并且發(fā)動(dòng)機(jī)直徑也很大,所以現(xiàn)在已經(jīng)不再使 用這種壓氣機(jī)。編輯軸流式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)使用扇葉作為壓氣機(jī)。這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)克服了離心式發(fā)動(dòng)機(jī)

2、的缺點(diǎn),因此具有很高的性能。缺 點(diǎn)是制造工藝苛刻。現(xiàn)在的高空高速飛機(jī)依然在使用軸流式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。編輯渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)一臺(tái)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的一級(jí)壓氣機(jī)主條目:渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)在軸流式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的一級(jí)壓氣機(jī)上安裝巨大的進(jìn)氣風(fēng) 扇的發(fā)動(dòng)機(jī)。一級(jí)壓氣機(jī)風(fēng)扇因?yàn)轶w積大,除了可以壓 縮空氣外,還能當(dāng)作螺旋槳使用。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率在跨音速附近比渦輪噴氣發(fā) 動(dòng)機(jī)要高。編輯渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)主條目:渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)類似渦槳發(fā)動(dòng)機(jī),但擁有更大的扭矩,并且他的輸出軸和渦輪軸是不平行的(一 般是垂直),輸出軸減速器也不在發(fā)動(dòng)機(jī)上。所以他更類似于飛機(jī)上用的燃?xì)廨啓C(jī)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的大扭矩使他經(jīng)常用于需要帶動(dòng)大螺旋槳的直升機(jī)。

3、它的結(jié)構(gòu)和車用燃?xì)廨啓C(jī)區(qū) 別不大。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbojet)(簡(jiǎn)稱渦噴發(fā)動(dòng)機(jī))日衛(wèi)一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。特點(diǎn)是完全依賴燃?xì)?流產(chǎn)生推力。通常用作高速飛機(jī)的動(dòng)力。油耗比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)高。渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)分為離心式與軸流式兩種,離心式由英國(guó)人弗蘭克惠特爾爵士于1930年取得 發(fā)明專利,但是直到1941年裝有這種發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)才第一次上天,沒(méi)有參加第二次世界大 戰(zhàn),軸流式誕生在德國(guó),并且作為第一種實(shí)用的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)Me-262的動(dòng)力參加了1944 年末的戰(zhàn)斗。相比起離心式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),軸流式具有橫截面小,壓縮比高的優(yōu)點(diǎn),但是需要較高品質(zhì)的材 料一一這在1945年左右是不存在的。當(dāng)今的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)均為軸流式。1

4、2345I II II I|96一個(gè)典型的軸流式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)圖解(淺藍(lán)色箭頭為氣流流向)圖片注釋:1 -吸入,2 -低壓壓縮,3 -高壓壓縮,4 -燃燒,5 -排氣,6 -熱區(qū)域,7 -渦輪機(jī),8-燃燒室,9 -冷區(qū)域,10 -進(jìn)氣口目錄隱藏1結(jié)構(gòu)o 1.1講氣道o 1.2壓氣機(jī)o 1.3燃燒室與渦輪o 1.4噴管及加力燃燒室2使用情況3基本參數(shù)4參見(jiàn)條目5參考文獻(xiàn)編輯1結(jié)構(gòu)離心式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的原理示意圖圖片注釋:順時(shí)針依次為:離心葉輪(壓縮機(jī)),軸,渦輪機(jī),噴嘴,燃燒室軸流式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的原理示意圖圖片注釋:順時(shí)針依次為:壓縮機(jī),渦輪機(jī),噴嘴,軸,燃燒室 編輯進(jìn)氣道軸流式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的主

5、要結(jié)構(gòu)如圖,空氣首先進(jìn)入進(jìn)氣道,因?yàn)轱w機(jī)飛行的狀態(tài)是變化的, 進(jìn)氣道需要保證空氣最后能順利的進(jìn)入下一結(jié)構(gòu):壓氣機(jī)(compressor)。進(jìn)氣道的主要作 用就是將空氣在進(jìn)入壓氣機(jī)之前調(diào)整到發(fā)動(dòng)機(jī)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在超音速飛行時(shí),機(jī)頭與 進(jìn)氣道口都會(huì)產(chǎn)生激波(shockwave),空氣經(jīng)過(guò)激波壓力會(huì)升高,因此進(jìn)氣道能起一定的 預(yù)壓縮作用,但是激波位置不適當(dāng)將造成局部壓力的不均勻,甚至有可能損壞壓氣機(jī)。所以 一般超音速飛機(jī)的進(jìn)氣道口都有一個(gè)激波調(diào)節(jié)錐,根據(jù)空速的情況調(diào)節(jié)激波的位置。兩側(cè)進(jìn)氣或機(jī)腹進(jìn)氣的飛機(jī)由于進(jìn)氣道緊貼機(jī)身,會(huì)受到附面層(boundary layer,或遢界 屑)的影響,還會(huì)附帶一

6、個(gè)附面層調(diào)節(jié)裝置。所謂附面層是指緊貼機(jī)身表面流動(dòng)的一層空氣, 其流速遠(yuǎn)低于周圍空氣,但其靜壓比周圍高,形成壓力梯度。因?yàn)槠淠芰康?,不適于進(jìn)入發(fā) 動(dòng)機(jī)而需要排除。當(dāng)飛機(jī)有一定迎角(angle of attack,AOA)時(shí)由于壓力梯度的變化,在 壓力梯度加大的部分(如背風(fēng)面)將發(fā)生附面層分離的現(xiàn)象,即本來(lái)緊貼機(jī)身的附面層在某 一點(diǎn)突然脫離,形成湍流。湍流是相對(duì)層流來(lái)說(shuō)的,簡(jiǎn)單說(shuō)就是運(yùn)動(dòng)不規(guī)則的流體,嚴(yán)格的說(shuō)所有的流動(dòng)都是湍流。湍 流的發(fā)生機(jī)制、過(guò)程的模型化現(xiàn)在都不太清楚。但是不是說(shuō)湍流不好,在發(fā)動(dòng)機(jī)中很多地方 例如在燃燒過(guò)程就要充分利用湍流。編輯壓氣機(jī)壓氣機(jī)由定子(stator)葉片與轉(zhuǎn)子(ro

7、tor)葉片交錯(cuò)組成,一對(duì)定子葉片與轉(zhuǎn)子葉片稱 為一級(jí),定子固定在發(fā)動(dòng)機(jī)框架上,轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子軸與渦輪相連?,F(xiàn)役渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)一般為8 一 12級(jí)壓氣機(jī)。級(jí)數(shù)越多越往后壓力越大,當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)突然做高機(jī)動(dòng)時(shí),流入壓氣機(jī)前級(jí)的空 氣壓力驟降,而后級(jí)壓力很高,此時(shí)會(huì)出現(xiàn)后級(jí)高壓空氣反向膨脹,發(fā)動(dòng)機(jī)工作極不穩(wěn)定的 狀況,工程上稱為“喘振”,這是發(fā)動(dòng)機(jī)最致命的事故,很有可能造成停車甚至結(jié)構(gòu)毀壞。 防止“喘振”發(fā)生有幾種辦法。經(jīng)驗(yàn)表明喘振多發(fā)生在壓氣機(jī)的5, 6級(jí)間,在次區(qū)間設(shè)置 放氣環(huán),以使壓力出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)泄壓可避免喘振的發(fā)生。或者將轉(zhuǎn)子軸做成兩層同心空筒, 分別連接前級(jí)低壓壓氣機(jī)與渦輪,后級(jí)高壓壓氣機(jī)與另一組渦

8、輪,兩套轉(zhuǎn)子組互相獨(dú)立,在 壓力異常時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,也可避免喘振。編輯燃燒室與渦輪空氣經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)壓縮后進(jìn)入燃燒室與煤油混合燃燒,膨脹做功;緊接著流過(guò)渦輪,推動(dòng)渦輪 高速轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)闇u輪與壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子連在一根軸上,所以壓氣機(jī),壓氣機(jī)與渦輪的轉(zhuǎn)速是一樣 的。最后高溫高速燃?xì)饨?jīng)過(guò)噴管噴出,以反作用力提供動(dòng)力。燃燒室最初形式是幾個(gè)圍繞轉(zhuǎn) 子軸環(huán)狀并列的圓筒小燃燒室,每個(gè)筒都不是密封的,而是在適當(dāng)?shù)牡胤介_有孔,所以整個(gè) 燃燒室是連通的,后來(lái)發(fā)展到環(huán)形燃燒室,結(jié)構(gòu)緊湊,但是整個(gè)流體環(huán)境不如筒狀燃燒室, 還有結(jié)合二者優(yōu)點(diǎn)的組合型燃燒室。渦輪始終工作在極端條件下,對(duì)其材料、制造工藝有著極其苛刻的要求。目前多采用粉

9、末冶 金的空心頁(yè)片,整體鑄造,即所有頁(yè)片與頁(yè)盤一次鑄造成型。相比起早期每個(gè)頁(yè)片與頁(yè)盤都分體鑄造,再用榫接起來(lái),省去了大量接頭的質(zhì)量。制造材料多為耐高溫合金材料,中空頁(yè) 片可以通以冷空氣以降溫。而為第四代戰(zhàn)機(jī)研制的新型發(fā)動(dòng)機(jī)將配備高溫性能更加出眾的陶 瓷粉末冶金的頁(yè)片。這些手段都是為了提高渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的參數(shù)之一:渦輪前溫度。高 渦前溫度意味著高效率,高功率。編輯噴管及加力燃燒室噴管(nozzle,或稱嗔嘴)的形狀結(jié)構(gòu)決定了最終排除的氣流的狀態(tài),早期的低速發(fā)動(dòng)機(jī)采 用單純收斂型噴管,以達(dá)到增速的目的。根據(jù)牛頓第三定律,燃?xì)鈬姵鏊俣仍酱?,飛機(jī)將獲 得越大的反作用力。但是這種方式增速是有限的,因?yàn)?/p>

10、最終氣流速度會(huì)達(dá)到音速,這時(shí)出 現(xiàn)激波阻止氣體速度的增加。而采用收斂一擴(kuò)張噴管(也稱為拉伐爾噴管)能獲得超音速的 噴氣流。飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性來(lái)主要源于翼面提供的空氣動(dòng)力,而當(dāng)機(jī)動(dòng)性要求很高時(shí)可直接利用噴氣流的 推力。在噴管口加裝燃?xì)舛婷婊蛑苯硬捎每善D(zhuǎn)噴管(也稱為推力矢量噴管,或向量推力噴 管)是歷史上兩種方案,其中后者已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。著名的俄羅斯Su-30、Su泣戰(zhàn) 機(jī)的高超機(jī)動(dòng)性就得益于留里卡設(shè)計(jì)局的AL-31推力矢量發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)舛婷娴拇硎敲绹?guó)的 X 31技術(shù)驗(yàn)證機(jī)。在經(jīng)過(guò)渦輪后的高溫燃?xì)庵腥匀缓胁糠治磥?lái)得及消耗的氧氣,在這樣的燃?xì)庵欣^續(xù)注入煤 油仍然能夠燃燒,產(chǎn)生額外的推力。所以某些

11、高性能戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)在渦輪后增加了一個(gè)加力 燃燒室(afterburner,或彳爰燃器),以達(dá)到在短時(shí)間里大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力的目的。一 般而言加力燃燒室能在短時(shí)間里將最大推力提高50%,但是油耗驚人,一般僅用于起飛或 應(yīng)付激烈的空中纏斗,不可能用于長(zhǎng)時(shí)間的超音速巡航。渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)維基百科,自由的百科全書(重定向自 渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī) 跳轉(zhuǎn)到:導(dǎo)航,搜索. 進(jìn)氣道風(fēng)扇用于空中客車A320系列的CFM56-5B渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)前端扇葉o低壓壓氣機(jī)高壓壓氣機(jī)燃燒室高壓渦輪(High pressure turbine)低壓渦輪(Low pressure turbine)加力燃燒室(Afterburner,是一

12、選用機(jī)構(gòu),較常見(jiàn)于高性能的戰(zhàn)斗機(jī)上)尾噴 口(Nozzel)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)作示意圖渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbofan Engine,亦稱渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪扇發(fā)動(dòng)機(jī))是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一 種,由渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(Turbojet,簡(jiǎn)稱渦噴發(fā)動(dòng)機(jī))發(fā)展而成。與渦噴比較,主要特點(diǎn)是 其首級(jí)壓縮扇葉的面積大很多,除了作為壓縮空氣的用途之外,同時(shí)也具有螺旋槳的作用, 能將部分吸入的空氣通過(guò)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的外圍向后推。發(fā)動(dòng)機(jī)核心部分空氣經(jīng)過(guò)的部分稱為內(nèi) 涵道,僅有風(fēng)扇空氣經(jīng)過(guò)的核心機(jī)外側(cè)部分稱為外涵道。渦扇引擎最適合飛行速度為每小時(shí) 400至2,000千米時(shí)使用,故此現(xiàn)在多數(shù)的噴氣機(jī)引擎都是采用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來(lái)源。

13、渦扇引擎的涵道比(Bypass ratio)是單位時(shí)間內(nèi)不經(jīng)過(guò)燃燒室的空氣質(zhì)量,與通過(guò)燃燒室 的空氣質(zhì)量的比例。涵道比為零的渦扇引擎即是渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。早期的渦扇引擎和現(xiàn)代戰(zhàn) 斗機(jī)使用的渦扇引擎涵道比都較低。例如世界上第一款渦扇引擎,勞斯萊斯的Conway,其 涵道比只有0.3?,F(xiàn)代多數(shù)民用飛機(jī)引擎的涵道比通常都在5以上。涵道比高的渦輪扇引擎 耗油較少,但推力卻與渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng),且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)還寧?kù)o得多。戰(zhàn)斗機(jī)使用低涵道比發(fā)動(dòng)機(jī),主要是因?yàn)榻孛娣e與常用飛行速度與民航機(jī)不同:高涵道比的 發(fā)動(dòng)機(jī)截面積過(guò)大在超音速的時(shí)候阻力過(guò)大,另外在超音速的狀況下效率也會(huì)比純渦輪射噴 甚至于低涵道比設(shè)計(jì)還低,所以戰(zhàn)

14、斗機(jī)皆使用低涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)(涵道比皆低于1)。只在超 音速飛行的協(xié)和號(hào)噴氣客機(jī),因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間處于超音速狀態(tài),為了提升效率與降低成本,就是 使用純渦輪噴氣而無(wú)涵道比的發(fā)動(dòng)機(jī)。沖壓式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)維基百科,自由的百科全書(重定向自沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)跳轉(zhuǎn)到:導(dǎo)航,搜索InlletFuel injectionExhaust(M1)Compression Combustion(M1)c-hamber沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(Ramjet, stovepipe jet, athodyd)是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的一種,他是利用高速氣流 在速度改變下產(chǎn)生的壓力改變,達(dá)到氣體壓縮的目的原理來(lái)運(yùn)作。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)本身沒(méi)有活動(dòng)的部分,氣流從前端進(jìn)氣旦進(jìn)入發(fā)動(dòng)

15、機(jī)之后,利用涵道截面積的變 化,讓高速氣流降低速度,并且提高氣體壓力。壓縮過(guò)后的氣體進(jìn)燃燒室,與燃料混合之 后燃燒。由于沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)維持運(yùn)作的一個(gè)重要條件就是高速氣流源源不決的從前方進(jìn)入,因 此發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法在低速或者是靜止下繼續(xù)運(yùn)作,只能在一定的速度以上才可以產(chǎn)生推力。為了 讓沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)加速到適合的工作速度,必須有其他的輔助動(dòng)力系統(tǒng)自靜止或者是低速下提高 飛行速度,然后才點(diǎn)燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。由于沒(méi)有活動(dòng)組件,沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)與一般噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)比較起來(lái),重量較低,結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單, 不過(guò)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在低速時(shí)的氣體壓縮效果有限,因此低速時(shí)效率比較差。沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)適合的工作環(huán)境是在2馬赫與以上的速度,最低啟動(dòng)速度也大約是

16、此界線,隨著 速度逐漸增加,氣體的沖壓效應(yīng)在3馬赫時(shí)效率會(huì)大幅壓過(guò)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),而此時(shí)的渦輪 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)受限于超溫往往已經(jīng)無(wú)法運(yùn)作了,但是沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒的階段,進(jìn)氣氣流的速度仍然需要經(jīng)過(guò)激波減速在音速以下,否則燃燒過(guò)程將無(wú)法維持。新一代的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)稱為 超音諫燃燒沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)(Scramjet),這種發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流在燃燒階段還是維持在音速以上的 速度,在技術(shù)難度上更高,也是目前主要發(fā)動(dòng)機(jī)公司發(fā)展的對(duì)象。編輯變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)如果一種發(fā)動(dòng)機(jī)的某些結(jié)構(gòu)可以變形,使它能夠分別以渦扇、渦噴、 沖壓等不同的發(fā)動(dòng)機(jī)形式工作,那么他就稱為變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(VCE)。 他在正常情況下是一臺(tái)低涵道比的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)或帶有外涵

17、道的渦噴 發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著速度的提高,渦扇的前風(fēng)扇會(huì)停止運(yùn)作并調(diào)整到阻力最 低的情況并關(guān)閉外涵道,變成一臺(tái)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)。速度再提高時(shí)渦噴發(fā) 動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣也會(huì)關(guān)閉并啟動(dòng)外涵道,并在外涵道的末端點(diǎn)火,變成沖 壓發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣,單一一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就可以擁有三種發(fā)動(dòng)機(jī)的性能優(yōu)勢(shì), 適應(yīng)從低速飛行到高超音速的各種情況。最早的實(shí)用變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是SB-Z1上使用的普惠J58發(fā)動(dòng)機(jī)。此后通 用電器也設(shè)計(jì)了 YF120變循環(huán)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)用于坦計(jì)劃。但是這兩種 發(fā)動(dòng)機(jī)都沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。主要的原因還是因?yàn)樽冄h(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié) 構(gòu)過(guò)于復(fù)雜,且價(jià)格高昂。不過(guò)在以后的高速民航客機(jī)上,這種設(shè)計(jì) 還有很大的發(fā)展?jié)摿?。目前美?guó)通用電氣公司擁有世

18、界最好的變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)中國(guó)自己的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)目前進(jìn)展如何?估計(jì)國(guó)有軍工體制不能調(diào)動(dòng)人的積極性,是否可組織民間資本研發(fā)?渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)是軍機(jī)和民機(jī)都會(huì)用到的動(dòng)力裝置,我國(guó)在這方面還 比較薄弱,戰(zhàn)斗機(jī)如果不使用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),就不能算現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī),渦 扇發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)也可以用于研發(fā)民用運(yùn)輸機(jī)的動(dòng)力,將來(lái)我們甚至可以 向世界低價(jià)出售渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),這是一項(xiàng)投入大,回報(bào)更大的技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 不知我國(guó)在這方面進(jìn)展的怎么樣?投入如何?有哪些具體困難?中 國(guó)人不笨,估計(jì)是現(xiàn)有體制抑制了研發(fā)人員的積極性。如果引導(dǎo)民營(yíng) 資本搞軍工,體制上有利于發(fā)揮人的才能和創(chuàng)造性,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)出精品, 不僅渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)可以民營(yíng)企業(yè)搞,干線客機(jī)也可以民

19、間搞,國(guó)家要有扶植政策。渦扇-9是英國(guó)斯貝(SPEY)MK202發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)產(chǎn)衍生型,后者是英國(guó)皇家空軍F-4“鬼怪式戰(zhàn)斗機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)。MK202最大推力9, 305公斤,推重比在6.5 左右。當(dāng)時(shí)中國(guó)希望將MK202作為標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)裝備,出資5億英鎊,于1975年12月13日與羅爾斯羅伊斯公司簽約引進(jìn)了該發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)專利。1976年3月, 603所的中國(guó)紅旗機(jī)械廠負(fù)責(zé)開始試制該發(fā)動(dòng)機(jī)。1979年7月25日第一臺(tái)使用英國(guó)毛料制造的零組件、羅爾斯羅伊斯外購(gòu)件和附件的渦扇-9完成裝配。同年 11月13日完成150小時(shí)持久試車,首批共制造4臺(tái)。1980年初,中國(guó)制造的兩臺(tái)渦扇-9發(fā)動(dòng)機(jī)和兩套部件,在英國(guó)

20、高空臺(tái)上作了高空性能、功能、再點(diǎn)火 試驗(yàn)和-40C冷起動(dòng)試驗(yàn),并對(duì)其5種零部件作了強(qiáng)度試驗(yàn)考核。同年5月30日,中英雙方在考核試驗(yàn)通過(guò)報(bào)告上簽字。至此紅旗廠成功的實(shí)現(xiàn)了第一步,用 英國(guó)毛料成功試制出渦扇=9發(fā)動(dòng)機(jī)。按計(jì)劃,當(dāng)時(shí)應(yīng)該接著進(jìn)行國(guó)產(chǎn)毛料試制,但由于當(dāng)時(shí)國(guó)民經(jīng)濟(jì)調(diào)整,使渦扇-9國(guó)產(chǎn)化進(jìn)度拖后,直到1983年才取得初 步進(jìn)展。壓縮機(jī)葉片的鑄造技術(shù)到88年才得以突破。但這仍然不是全面的國(guó)產(chǎn)化,直到今天渦扇-9國(guó)產(chǎn)化工作仍在艱苦進(jìn)行中,估計(jì)已經(jīng)進(jìn)入最關(guān)鍵的考核 試驗(yàn)階段。國(guó)產(chǎn)渦扇-9最大加力推力9305千克,最大軍用推力5557千克,中間狀態(tài)推力4692千克,最大連續(xù)推力4692千克,最大軍

21、用耗油率0.684千克/千克/小時(shí), 最大加力耗油率2.0千克/千克/小時(shí),推重比5.05,空氣流量92.5千克/秒,涵道比0.62,總增壓比20,渦輪前溫度1167攝氏度,直徑1093.32毫米,最大 長(zhǎng)度5205毫米(噴口全張開)。從數(shù)據(jù)來(lái)看,渦扇-9的推力固然無(wú)法與AL-31等先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)相比,但以當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平已經(jīng)相當(dāng)不錯(cuò)了。尤其耗油率則遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于 當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),使得殲轟-7的航程得到了保證。八十年代初期,中國(guó)航空研究院606所(中國(guó)航空工業(yè)第一集團(tuán)公司沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所)因七十年代上馬的殲九、殲十三、強(qiáng)六、大型運(yùn)輸機(jī)等項(xiàng)目的紛 紛下馬,與之配套的研發(fā)長(zhǎng)達(dá)二十年的渦扇六系列發(fā)動(dòng)機(jī)

22、也因無(wú)裝配對(duì)象被迫下馬,令人扼腕,而此時(shí)中國(guó)在航空動(dòng)力方面與世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距拉到二十年 之上。面對(duì)中國(guó)航空界的嚴(yán)峻局面,國(guó)家于八十年代中期決定發(fā)展新一代大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),這就是渦扇10系列發(fā)動(dòng)機(jī)。依據(jù)裝配對(duì)象的不同,渦扇10系列 有渦扇10、渦扇10A、渦扇10B、渦扇10C、渦扇10D等型號(hào),其中渦扇10A是專門為中國(guó)為趕超世界先進(jìn)水平而上馬的新殲配套的。中國(guó)為加快發(fā)展渦扇10 系列發(fā)動(dòng)機(jī),采取兩條腿走路方針。一是引進(jìn)國(guó)外成熟的核心機(jī)技術(shù)。中美關(guān)系改善的八十年代,中國(guó)從美國(guó)進(jìn)口了與F100同級(jí)的航改陸用燃汽輪機(jī),這是 渦扇10A核心機(jī)的重要技術(shù)來(lái)源之一;二是自研改進(jìn)。中國(guó)充分運(yùn)用當(dāng)時(shí)正在進(jìn)

23、行的高推預(yù)研部分成果(如92年試車成功的624所中推核心機(jī)技術(shù),性能要 求全面超過(guò)F404),對(duì)引進(jìn)的核心機(jī)加以改進(jìn),使核心機(jī)技術(shù)與美國(guó)原型機(jī)發(fā)生了較大變化,性能大為增強(qiáng)。這里說(shuō)句題外話,網(wǎng)上有人說(shuō)渦扇10是在F404 基礎(chǔ)上放大而成,性能直逼F414,似乎也不無(wú)道理,因?yàn)楹诵臋C(jī)技術(shù)來(lái)源較多,不能單純說(shuō)由那一家發(fā)展而來(lái)。結(jié)構(gòu)三級(jí)風(fēng)扇,九級(jí)整流,一級(jí)高壓,一級(jí)低壓共十二級(jí)單渦扇10/10A是一種采用己級(jí)高效高功高低壓渦輪,即所謂的3+9+1+1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的大推力高推重比低涵道比先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。黎明 在研制該發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)時(shí)成功地采用了跨音速風(fēng)扇;氣冷高溫葉片,電子束焊整體風(fēng)扇轉(zhuǎn)子,鈦合金精鑄中介機(jī)匣;,擠壓

24、油膜軸承,刷式密封,高能點(diǎn)火電嘴,氣芯式加力燃油泵,帶可變彎度的整流葉片,收斂擴(kuò)散隨口,高壓機(jī)匣處理以及整機(jī)單元體設(shè)計(jì)等先進(jìn)技術(shù)。渦扇10A的制造工藝與F100、AL-31F相似,十分先 進(jìn),外涵機(jī)匣利用中推部分先進(jìn)技術(shù)采用高性能的聚酰亞樹脂復(fù)合材料,刷式密封,機(jī)匣所用材料與美制F414相似,電子束焊接整體渦輪葉盤,超塑成形/擴(kuò)鎳基單晶高溫合金散連接四層風(fēng)扇導(dǎo)流葉片,鈦合金寬弦風(fēng)扇空心葉片,第三代鎳基單日日高溫口金,短環(huán)燃燒室,收擴(kuò)式噴口,全權(quán)限電子控制技術(shù),結(jié)構(gòu)完整性 設(shè)計(jì),發(fā)動(dòng)機(jī)制造和設(shè)計(jì)十分先進(jìn),不亞于世界同時(shí)期先進(jìn)水平。其中渦輪葉片采用定向凝固高溫合金先進(jìn)材料,無(wú)余且精鑄和數(shù)控激光打孔等 先進(jìn)工藝,以及對(duì)流、前緣撞擊加氣膜三合一“的多孔回流復(fù)合冷卻先進(jìn)技術(shù),使渦輪葉片的冷卻效果提高了二倍,而且耐5000次熱沖擊試驗(yàn)無(wú)裂紋發(fā)生。渦扇10的渦輪葉片雖然是定向結(jié)晶的DZ125,但采用了我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的低偏析技術(shù),其綜合性能可以和第一代的單晶高溫合金媲美。渦扇10的性能為:空氣進(jìn) 量100kg/sec,渦輪前溫度為1700-1750k,渦扇10加力風(fēng)扇的性能的一些主要數(shù)據(jù)為如下:高、低轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速分轉(zhuǎn)別是13 kr/min, 16.2 kr/min,涵道比0.5, 備息增壓比30,323 m/s和334 m/s,空M流量M=100

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