迅猛的龙之心--中国航空发动机发展小传

简单的弃子
2015-10-29 19:51:14

迅猛的龙之心--中国航空发动机发展小传

中国研发过多种型号的航空发动机,由于涡喷发动机已经不再是特别重要的发动机了,因此对涡喷发动机的介绍不再赘述,我们直接进入涡扇部分。

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先说最早的尝试,涡扇5,这是我国在涡喷6基础上研制的一款后风扇式涡轮风扇发动机,于1963年1月进行方案研究,1964年2月完成全部设计,1965年第一台试验机进入台架运转。1970年达到设计性能并于1971年到1972年进行装机地面滑跑试验。涡扇5是涡喷6基础上改型的一种后风扇涡扇发动机,拆除加力燃烧室和加力调节系统,安装上后风扇部件改进出来的涡扇发动机,对比改型前的涡喷6发动机动力增加35%,耗油降低约30%,可以改善飞机的经济性,缩短起飞滑跑距离,增加航程。然而作为一种后风扇式涡扇发动机,虽然避免了前风扇式涡扇发动机受压气机工作影响这一点,但是其处于发动机热端,风扇可靠性远没有前风扇式涡扇发动机高,再加上我国仿制轰6的成功,使得原定作为轰5后续动力的涡扇5失去了进一步改进的价值,于是涡扇5最终停止研发

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我国真正的第一款用于实用的涡扇发动机,则是涡扇9,1972年,中国开始于英国接触并讨论引进其“斯贝”MK511型民用涡扇的可能性,并且在此基础上发展自己的军用型涡扇发动机。1974年双方进入实质性谈判阶段,出人意料的是英方主动提出可以向中国提供斯贝MK511型发动机的军用型号斯贝,K202型。于是在1975年12月,中英双方签订了斯贝MK202型发动机的引进许可生产合同,并由西安红旗机械厂负责引进仿制事宜。该发动机的国产型号在1976年3月开始试制,1979年7月25日第一台使用英国毛料制造的零组件并用罗尔斯·罗伊斯公司的外购件和附件的涡扇9发动机完成装配,首批共制造4台。当时应该接着进行国产毛料试制,但由于当时国民经济调整,使涡扇9国产化进度拖后,1983年才取得初步进展。90年代初期,随着飞豹研制工作的展开,涡扇9的全面国产化工作也提到议事日程上来,95年11月,部分国产化的涡扇9通过150小时试车。1999 年末,涡扇9发动机全面国产化工作启动,西航集团公司仅用了20 天时间就完成了发动机的装配,在成功进行了两次冷运转后,于2000年底一次点火成功,随即开始的150小时工艺试车于2001年圆满结束,试车检验结果表明各项性能技术指标达要求,涡扇9命名为秦岭发动机,2002年6月1日上午,凝聚着西航航空人无数心血的秦岭发动机首飞。可以说WS9已站在大推力军用发动机门槛上。

同期,中国正在开发歼10战斗机,歼10和中国自己制造的苏27战斗机都需要动力,问题的解决办法就是研发一种先进的第三代大推力涡扇发动机,用WS10彻底扫清中国国产三代机的最大障碍。

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可以说研发人员的自信是满满的。没几年,WS10太行就交付使用了,按开始的设计,在加力状态下最大推力是13.2吨推重比7.5,采用3712布局,涡轮前温度1747K,当时算是很不错的涡轮前温度了,在我国是首次采用单晶叶片与粉末盘的发动机,用了不少新技术,核心机采用了CFM56。数据华丽的太行,在服役后不断出问题,比如吞叶片,喘振,而且由于一开始并未采用数字控制,而是采用机械控制,因此在变速上表现的并不灵敏。这些问题导致太行服役后降低了指标,只能在最大推力12.5吨以内运转。这些体现出太行发动机一开始是一种不可靠的发动机,交付开始,就一直出现问题,且产量不大,权衡后,国家决定让歼10配备俄罗斯的AL31,太行只是小批量的交付装备歼11。甚至曾经出现过一大堆歼11战斗机在机体建造完毕后,由于没有发动机使用,在停机坪上蹉跎岁月的现象。2012年这个问题忽然就好像解决了,先是大量的官八股出来宣传各种突破瓶颈,又是WS15宣布核心机制造完成,再后来一篇名为太行终于行了的八股文到处流传。随后,从济南空军开始,装备了太行发动机的歼11/歼11B系列战斗机就开始频繁的参加各种军事训练和演习,后来又有装备太行的战斗机参加了在新疆大漠举行的大型空中军演。细心的军迷们开始发现,太行发动机从外观上也出现了变化,这一时期,这种新的太行发动机开始被军迷们称为WS10A发动机,而此时普遍认为,WS10A发动机的无故障间隔时间为300小时,首翻时间1200小时,全寿命2000小时以上,已经到堪用地步。

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去年,装备太行发动机的歼11B战斗机开始在我国的防空识别区战备值班。在南海上空,正是装备了太行的歼11B战斗机,用多次高危的机动动作,逼迫了美国侦察机撤离,这也表明了军方对太行的信心。而后的珠海航展上曝光,中国新太行发动机,会提高推力到14吨,在推力上,达到比肩俄罗斯117S的水平,在控制上,将会采用新的全权数字化操作系统,改变以往的机械操作,提升了反应敏感度,为飞火推一体化打下了基础,太行发动机的总体性能上说,已经是一款先进的第三代大推力涡扇发动机了。

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