AL31F發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)文稿

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。AL31F發(fā)動(dòng)機(jī)-AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)蘇-27系列飛機(jī)是當(dāng)今世界上典型的第三代（俄羅斯稱為“第四代”）殲擊機(jī)，自該機(jī)問世以來(lái)，曾經(jīng)創(chuàng)造了快速爬高的多項(xiàng)世界紀(jì)錄，普加喬夫駕駛的蘇-27飛機(jī)還首創(chuàng)了著名的高難度“眼鏡蛇”機(jī)動(dòng)飛行動(dòng)作。據(jù)報(bào)道，早在1988年已估計(jì)有三四百架蘇-27戰(zhàn)機(jī)在蘇軍中服役。此后，該系列飛機(jī)不僅部署到獨(dú)聯(lián)體國(guó)家，而且還成功地出口到俄羅斯境外的包括印度和中國(guó)在內(nèi)的一些國(guó)家。這些業(yè)績(jī)的取得，都與該系列戰(zhàn)機(jī)的動(dòng)力裝置AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)有密切關(guān)系。AL-31F除了用在雙發(fā)布局飛

2、機(jī)之上，還推出了可用在單發(fā)布局飛機(jī)上的改型發(fā)動(dòng)機(jī)AL-31FN。因此，AL-31F的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)的發(fā)展引起了人們的關(guān)注。簡(jiǎn)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(dòng)機(jī)。該聯(lián)合體前身是留里卡設(shè)計(jì)局，組建于1946年，是前蘇聯(lián)的主要戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)局。在上世紀(jì)60年代，留里卡研制了AL-21F系列渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其最大加力推力達(dá)11000daN。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(jī)上。在AL-21基礎(chǔ)上，1976年（另一說(shuō)法是1973年）留里卡開始研制AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)。1985年該發(fā)動(dòng)機(jī)研制達(dá)標(biāo)后

3、，用于蘇-27、蘇-30和蘇-35戰(zhàn)斗機(jī)。AL-31F的結(jié)構(gòu)形式是雙轉(zhuǎn)子加力式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。推力范圍：加力12250daN，中間7620daN。每臺(tái)價(jià)格300萬(wàn)美元。AL-31F有一些改進(jìn)型，其中包括帶矢量推力噴管的改進(jìn)型AL-31FP發(fā)動(dòng)機(jī)。從總體上講，作為蘇-27戰(zhàn)機(jī)的專用動(dòng)力裝置AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)，其性能是優(yōu)良的，具有明顯優(yōu)勢(shì)。（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(xué)特性；壓氣機(jī)增壓快速，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，保證飛機(jī)有較高的推力和良好的機(jī)動(dòng)性。（2）穩(wěn)定性高?？墒褂迷谔K-27飛機(jī)的各種飛行高度和速度下，即使飛機(jī)在以M2的速度進(jìn)入平螺旋、直螺旋、翻轉(zhuǎn)螺旋和進(jìn)氣道喘振的情況下，

4、發(fā)動(dòng)機(jī)工作仍然極其穩(wěn)定。喘振消除系統(tǒng)、空中自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)、主燃燒室和加力燃燒室的再次啟動(dòng)系統(tǒng)等可保證在使用機(jī)載武器時(shí)動(dòng)力裝置的工作可靠性。（3）維修簡(jiǎn)便。該發(fā)動(dòng)機(jī)采用單元體結(jié)構(gòu)，由14個(gè)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(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)維修時(shí)，可更換其中的6個(gè)單元體。（4）使用壽命長(zhǎng)。AL-31F可根據(jù)其技術(shù)狀況而使用，只要發(fā)動(dòng)機(jī)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(gè)限度，一般認(rèn)為該發(fā)動(dòng)機(jī)第一次維修前的使用壽命可達(dá)1000h，總使用壽命應(yīng)該不少于10年。改進(jìn)型：AL-31FN發(fā)動(dòng)機(jī)AL-31

5、F本來(lái)是雙發(fā)布局的蘇-27系列戰(zhàn)斗機(jī)的專用發(fā)動(dòng)機(jī)，為使它能在單發(fā)飛機(jī)上使用，留里卡設(shè)計(jì)局“禮炮”（Salut）公司幾年前推出了AL-31F的改型發(fā)動(dòng)機(jī)AL-31FN。該型發(fā)動(dòng)機(jī)的特別之處是：將發(fā)動(dòng)機(jī)附件傳動(dòng)箱從附著在發(fā)動(dòng)機(jī)上面，移到附著在發(fā)動(dòng)機(jī)的下面，而飛機(jī)附件傳動(dòng)機(jī)匣還是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上面。這樣處置是為了滿足客戶要求。從俄羅斯“禮炮”公司2002年11月提供的資料來(lái)看，由俄方改型專供出口的AL-31FN發(fā)動(dòng)機(jī)性能、尺寸和質(zhì)量的數(shù)據(jù)，與原型的AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)只有很少的區(qū)別，詳見表1。由于從雙發(fā)配置改為單發(fā)配置的飛機(jī)使用，發(fā)動(dòng)機(jī)附件得以簡(jiǎn)化，又由于AL-31FN發(fā)動(dòng)機(jī)拆去了內(nèi)外涵流道的分流隔板，

6、使得發(fā)動(dòng)機(jī)重量減輕了一些。但由此帶來(lái)的一些負(fù)面影響，仍有待深究。另一不足之處是AL-31FN的燃油消耗率也略有提高，因此，AL-31F系列發(fā)動(dòng)機(jī)仍有性能改進(jìn)的必要。發(fā)展新思維AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)生產(chǎn)20多年了。上世紀(jì)90年代，“禮炮”公司把頭幾批AL-31F提供給前蘇聯(lián)空軍，安裝在雙發(fā)布局的蘇-27型殲擊機(jī)上。盡管“禮炮”公司進(jìn)行了產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤、預(yù)防檢修和定期維護(hù)，但是維修措施并不能保障該發(fā)動(dòng)機(jī)永久使用。因此，為了適應(yīng)新世紀(jì)的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境，“禮炮”公司在本世紀(jì)初已建議俄國(guó)空軍按三個(gè)階段改進(jìn)AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)。1.第一階段第一階段的改進(jìn)已經(jīng)完成，只改變了“通風(fēng)機(jī)”風(fēng)扇的兩端部件，推力提高了600-

7、700kg。2002年1月，該改型在兩架蘇-27飛機(jī)上進(jìn)行了綜合飛行試驗(yàn)，第二架飛機(jī)用于進(jìn)行國(guó)家試驗(yàn)，2002年12月按計(jì)劃結(jié)束。飛行研究結(jié)果證實(shí)了初始計(jì)算指標(biāo)，即安裝有兩臺(tái)AL-31F-M1改進(jìn)型發(fā)動(dòng)機(jī)的蘇-27飛機(jī)，在11000m高度上從300km/h加速到1200km/h飛行速度的時(shí)間比原型飛機(jī)減少了26s。由此，可使飛機(jī)在空戰(zhàn)中更具有加速性好的優(yōu)勢(shì)。2.第二階段按計(jì)劃應(yīng)在2003年末-2004年第一季度結(jié)束。其質(zhì)變的改進(jìn)將涉及到渦輪機(jī)、燃燒室、冷卻系統(tǒng)。3.第三階段有原則性變化：安裝俄羅斯第五代發(fā)動(dòng)機(jī)零件。其中如把第一改進(jìn)階段上使用的四級(jí)壓縮風(fēng)扇換成大行程葉片的“通風(fēng)機(jī)”，葉片與葉輪合

8、為一體。經(jīng)過(guò)第三階段改進(jìn)后，發(fā)動(dòng)機(jī)推力將增加到14600kg，使蘇-27飛機(jī)的性能大大改善，而發(fā)動(dòng)機(jī)的保險(xiǎn)壽命和規(guī)定壽命并沒有改變。改進(jìn)型AL-31F-M1發(fā)動(dòng)機(jī)與現(xiàn)役的AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)完全可以互換。值得關(guān)注的是，俄領(lǐng)土上幾乎沒有高海拔機(jī)場(chǎng)，而使用蘇-27型系列飛機(jī)的其他國(guó)家有這種機(jī)場(chǎng)，其海拔在3500m左右。AL-31F原型發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)機(jī)只能在海拔2500m以下起作用。為此，“禮炮”公司研制了能在海拔3500m以上啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)機(jī)。它與現(xiàn)役的啟動(dòng)機(jī)完全可以互換，并已通過(guò)了俄國(guó)家試驗(yàn)。另外，“禮炮”公司還可提供適用于單發(fā)飛機(jī)上的帶可控推力矢量噴口的AL-31F改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。該噴口已進(jìn)行了40

9、0h的單獨(dú)調(diào)試和特種試驗(yàn)，近期還將進(jìn)行帶有這種噴口發(fā)動(dòng)機(jī)的500h內(nèi)的長(zhǎng)期試驗(yàn)。AL-31F的電子控制系統(tǒng)的研制工作正與發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)工作并行開展。探討綜上所述，對(duì)于蘇-27系列戰(zhàn)斗機(jī)而言，AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)疑是一臺(tái)優(yōu)秀的第三代軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，由于它在蘇-27及其改進(jìn)型蘇-30MK、蘇-33和蘇-35等型號(hào)上的采用，預(yù)計(jì)該型號(hào)的改進(jìn)型發(fā)動(dòng)機(jī)直至2015年左右仍可在國(guó)際軍機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)中占有一席之地。如果上述的三個(gè)階段的改進(jìn)計(jì)劃都能順利完成，AL-31F系列發(fā)動(dòng)機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)上將具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。但是作為國(guó)際上第三代發(fā)動(dòng)機(jī)，AL-31F仍有多項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)不盡如人意。從表2的比較中，不難看出，為了適應(yīng)21世

10、紀(jì)的戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境，早期的AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)已非改進(jìn)不可，而推重比和啟動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)海拔高度偏低則是它的最主要問題。有關(guān)資料表明，俄羅斯軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)性能和使用壽命與歐美國(guó)家同一代發(fā)動(dòng)機(jī)相比有一定的差距。以美國(guó)普惠公司仍在生產(chǎn)的F100系列渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為例，它于1970年3月開始全面研制，1974年11月交付空軍使用，主要裝備F-15和F-16飛機(jī)，是世界上最早投入使用的推重比達(dá)8的軍用發(fā)動(dòng)機(jī)。AL-31F與F100-PW-229同為國(guó)際上第三代戰(zhàn)斗機(jī)的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，相比之下，在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇中，F(xiàn)100-PW-229比AL-31F要略勝一籌，也就是說(shuō)，俄制AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)在總增壓比、中間耗油率、涵

11、道比、質(zhì)量，乃至控制系統(tǒng)等方面還存有不同程度的發(fā)展空間。這也許是“禮炮”公司建議俄國(guó)空軍按三個(gè)階段改進(jìn)AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)，并得到軍方采納的依據(jù)所在。據(jù)業(yè)內(nèi)資深人士分析，要提高AL-31F的推力等級(jí)，俄方可能會(huì)采用：提高風(fēng)扇通氣流量；提高渦輪前的進(jìn)氣溫度；改善燃燒室組織燃燒的質(zhì)量，擴(kuò)大穩(wěn)定燃燒的工作范圍；改善渦輪冷卻氣流控制系統(tǒng)等技術(shù)途經(jīng)。在控制系統(tǒng)方面，今后則很可能從早期的機(jī)械液壓式控制燃油和噴口面積，改進(jìn)為數(shù)字式電子控制系統(tǒng)，甚至是與F100-PW-229發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)?shù)娜珯?quán)限數(shù)字式電子控制系統(tǒng)，使之具有綜合診斷和與飛機(jī)控制系統(tǒng)交聯(lián)的能力。結(jié)論評(píng)語(yǔ)透過(guò)俄軍方按三個(gè)階段改進(jìn)AL-31F來(lái)提高蘇-2

12、7系列戰(zhàn)機(jī)作戰(zhàn)能力與生存能力的計(jì)劃，不難看出，俄方為適應(yīng)21世紀(jì)的戰(zhàn)爭(zhēng)新環(huán)境，正在走一條與美國(guó)研發(fā)新機(jī)大不相同的發(fā)展道路；這就是在俄羅斯目前“有技術(shù)，缺資金”的國(guó)情之下，不優(yōu)先研發(fā)第四代新機(jī)，而是通過(guò)對(duì)具有國(guó)際第三代水平的有潛力可挖的優(yōu)秀機(jī)種（如蘇-27）的有限改進(jìn)，來(lái)較快地實(shí)現(xiàn)空軍武器裝備的現(xiàn)代化。俄空軍把改進(jìn)動(dòng)力裝置性能作為提高戰(zhàn)機(jī)性能的首選，表明了動(dòng)力裝置的改善在俄制戰(zhàn)機(jī)性能提高方面是舉足輕重的。這一思路，也許值得發(fā)展中國(guó)家，尤其是俄制戰(zhàn)機(jī)用戶國(guó)家參考。相信隨著AL-31F改進(jìn)型（如AL-31F-M1）高空加速性能、推力等級(jí)的提高，以及發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)高度提升到海拔3500m以上的實(shí)現(xiàn)，不僅將

13、進(jìn)一步打開在國(guó)際上價(jià)位較低的蘇-27/蘇-30系列戰(zhàn)機(jī)的外銷市場(chǎng)，而且也有利于有高海拔機(jī)場(chǎng)的用戶在其國(guó)土上的全疆域部署。從技術(shù)層面來(lái)看，AL-31F發(fā)展新思維的實(shí)現(xiàn)，除了采用高效率核心機(jī)、增大風(fēng)扇流量和改善燃燒室（含加力室）燃燒質(zhì)量的技術(shù)外，今后的設(shè)計(jì)改進(jìn)，在參數(shù)選擇上還將注重采用高增壓比、高渦輪前溫度和低涵道比這樣的策略；采用全權(quán)限數(shù)字式電子控制系統(tǒng)應(yīng)是它的發(fā)展方向；便于保養(yǎng)與維修的單元體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也將進(jìn)一步得到優(yōu)化。雖然AL-31F性能不夠理想，各方面還有待發(fā)展，但它仍有不少成功的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值得我們學(xué)習(xí)與借鑒，它的發(fā)展新動(dòng)向，更值得我們關(guān)注。預(yù)計(jì)，如果AL-31F三年發(fā)展計(jì)劃順利實(shí)現(xiàn)，再配置現(xiàn)

14、有的三元矢量推力噴管，將有可能使蘇-27發(fā)展型飛機(jī)在高機(jī)動(dòng)性和高敏捷性方面，直逼F/A-22戰(zhàn)機(jī)的水平。AL-31F是一種推重比為8一級(jí)的加力式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。目前，留里卡設(shè)計(jì)局在該發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上研制了帶推力矢量噴管的AL-31FP發(fā)動(dòng)機(jī)，并用在蘇-37和蘇-30MK飛機(jī)上，這使兩種飛機(jī)達(dá)到了較好的超機(jī)動(dòng)性。蘇-27是世界上優(yōu)秀的殲擊機(jī)之一，具有良好的機(jī)動(dòng)性和較高的作戰(zhàn)效能。同時(shí)，俄羅斯還在該機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)改型出一系列飛機(jī)，從而形成了一個(gè)龐大的蘇-27“家族”，而這些飛機(jī)的心臟便是AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)。AL系列師出名門AL-31F是由俄羅斯留里卡-土星科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)研制的帶有加力燃燒室的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。

15、該聯(lián)合企業(yè)的前身是留里卡設(shè)計(jì)局，組建于1946年，是前蘇聯(lián)的主要?dú)灀魴C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)局。該設(shè)計(jì)局的首任總設(shè)計(jì)師阿爾希普留里卡研制出了前蘇聯(lián)的首臺(tái)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)TR-1，被稱為俄羅斯“噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)之父”。在此之后，他又研制出多種噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，如TR-2、TR-3、TR-5和AL-5型發(fā)動(dòng)機(jī)。該設(shè)計(jì)局在50年代中期制造出了著名的AL-7系列發(fā)動(dòng)機(jī)，使用此種發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)在60年代創(chuàng)造了近20項(xiàng)速度和高度世界紀(jì)錄，特別是全天候高空超音速飛機(jī)蘇-7、蘇-9、10、蘇-11、蘇-17、蘇-24是前蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)空中邊界守衛(wèi)的主力軍。使用該型發(fā)動(dòng)機(jī)的還有“伊爾”、“圖”、“拉”型飛機(jī)，而M-10飛機(jī)，即著名的別-10飛機(jī)后來(lái)

16、創(chuàng)造了數(shù)十項(xiàng)世界紀(jì)錄。在60年代，留里卡還研制了AL-21F渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其改型AL-21F-3的推力達(dá)108千牛，它在壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和加力燃燒室方面都取得了重大進(jìn)展，并投入大批量生產(chǎn)，廣泛使用在蘇-17M、蘇-20、蘇-22、蘇-24和米格-23飛機(jī)上，這些飛機(jī)不僅用于俄羅斯，也出口到世界上的許多國(guó)家。留里卡于1973年開始研制渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)AL-31F，其加力推力達(dá)123千牛，主要性能大大優(yōu)于當(dāng)時(shí)批生產(chǎn)的所有發(fā)動(dòng)機(jī)。在AL-31F研制中曾遇到極大的困難，主要是要解決重量和渦輪效率問題。最初的設(shè)計(jì)是發(fā)動(dòng)機(jī)有4級(jí)風(fēng)扇、12級(jí)高壓壓氣機(jī)、2級(jí)高壓渦輪和2級(jí)低壓渦輪。結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)超重，達(dá)1600千克

17、，而推力僅108千牛，不得不進(jìn)行大的改進(jìn)。改進(jìn)后，發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇仍為4級(jí)，但高壓壓氣機(jī)減為9級(jí)，高低壓渦輪各為1級(jí)，重量也降低到1520千克。為了達(dá)到所設(shè)計(jì)的渦輪效率，將渦輪進(jìn)口溫度提高，并采用了新的工藝與材料，同時(shí)也解決了大量的難題。AL-31F還有許多改型，其中包括帶矢量噴管的改型，即安裝在蘇-37和蘇-30MK機(jī)上的AL-31FP發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，還在該型發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上改裝成AL-31ST煤氣泵站用燃?xì)廨啓C(jī)（大修前使用壽命為25000小時(shí)，總技術(shù)壽命為75000小時(shí)）和AL-31STS發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)。該聯(lián)合體還研制過(guò)一種渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)AL-34，用于輕型多用途飛機(jī)；一種AL-31的非加力改型計(jì)劃用于

18、S-21超音速行政機(jī)。目前，該聯(lián)合體正在研制一種全新的AL-41加力式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，推力為196千牛，計(jì)劃用于90年代末期研制的1.44殲擊機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)將采用先進(jìn)燃燒室、單晶葉片的高溫高負(fù)荷渦輪和先進(jìn)的噴管。設(shè)計(jì)先進(jìn)結(jié)構(gòu)合理AL-31F為雙轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)氣機(jī)匣為鈦合金結(jié)構(gòu)，有23個(gè)可變彎度的進(jìn)口導(dǎo)流葉片，風(fēng)扇為4級(jí)軸流式，壓比為3.6，整個(gè)風(fēng)扇為全鈦合金結(jié)構(gòu)。前3級(jí)轉(zhuǎn)子葉片帶阻尼凸臺(tái)。風(fēng)扇轉(zhuǎn)子用電子束焊焊為一個(gè)整體構(gòu)件。第4級(jí)轉(zhuǎn)子葉片對(duì)應(yīng)的外機(jī)匣上，開有400個(gè)斜槽，用以提高風(fēng)扇的穩(wěn)定工作裕度。高壓壓氣機(jī)為9級(jí)軸流式，其中第1-3級(jí)盤和第4-6級(jí)盤均用電子束焊焊在一起，為6鈦合金結(jié)構(gòu)，第7-

19、9級(jí)用長(zhǎng)螺栓與第6級(jí)盤連在一起，由耐熱合金制成。第1-5級(jí)轉(zhuǎn)子葉片用鈦合金制成，第6-9級(jí)轉(zhuǎn)子葉片用耐熱合金制成。所有9級(jí)的榫頭均為環(huán)形燕尾槽式榫頭。高低壓渦輪均為單級(jí)。高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片共90片，榫頭處帶有減振器。低壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片也為90片。低壓渦輪軸的特點(diǎn)是前后分為三段，前、后段由耐熱不銹鋼制成，中段由鈦合金制成，三段間以叉型結(jié)構(gòu)用徑向銷釘連為一體。高、低壓渦輪的轉(zhuǎn)子葉片和導(dǎo)向器葉片均為氣冷式葉片，總冷氣量占內(nèi)涵空氣流量的17.5%。燃燒室為環(huán)形，有28個(gè)雙油路離心式噴嘴，兩個(gè)點(diǎn)火裝置和半導(dǎo)體電嘴。加力燃燒室進(jìn)口處有混合器，分5區(qū)供油，其中第5區(qū)為加力啟動(dòng)區(qū)，采用“熱射流”方式點(diǎn)火。火焰穩(wěn)定

20、器有3圈V型穩(wěn)定器，并有一些徑向傳焰槽。加力燃燒室采用全長(zhǎng)防振屏防振，并在內(nèi)尾錐處開有大量的防振孔。尾噴管為收斂-擴(kuò)張式噴口，各有16個(gè)調(diào)節(jié)片和封嚴(yán)片。收斂噴口靠16個(gè)液壓作動(dòng)筒操縱，擴(kuò)張噴口則靠16個(gè)周向氣壓作動(dòng)筒形成的環(huán)形束帶固緊，隨著噴口落壓比的變化，靠氣動(dòng)力作動(dòng)改變噴口的出口截面面積?？刂葡到y(tǒng)的基本部分為液壓-機(jī)械式系統(tǒng)，包括主泵-主調(diào)節(jié)器、加力泵和加力供油和噴口控制等主要附件。該系統(tǒng)還備有稱為綜合控制器的模擬式電子控制裝置，可控制發(fā)動(dòng)機(jī)的主要工作狀態(tài)的極限值，并有其他多種功能。當(dāng)電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，便自動(dòng)轉(zhuǎn)換由液壓-機(jī)械系統(tǒng)控制。此外，控制系統(tǒng)還具有多項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、防喘系統(tǒng)和渦輪

21、冷卻空氣控制系統(tǒng)等。發(fā)動(dòng)機(jī)的重量為1533千克，進(jìn)氣口直徑0.91米，最大直徑1.22米，長(zhǎng)4.95米。最大工作狀態(tài)時(shí)的最大耗油率為0.765千克/10牛/小時(shí)，加力狀態(tài)時(shí)為1.96千克/10牛/小時(shí)，最小巡航狀態(tài)時(shí)為0.68千克/10牛/小時(shí)，空氣流量為112千克/秒，渦輪進(jìn)口溫度為1392，涵道比為0.60，推重比為8.17。性能優(yōu)良，優(yōu)勢(shì)明顯AL-31F是按照留里卡的傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的，工作溫度可達(dá)到極限，壓氣機(jī)壓力可達(dá)到最大，渦輪可達(dá)到最高轉(zhuǎn)速，總體上講，該型發(fā)動(dòng)機(jī)的性能優(yōu)良，優(yōu)勢(shì)明顯。尺寸小，推力大。AL-31F的渦輪擁有有效的冷卻系統(tǒng)和良好的熱力學(xué)特性、壓氣機(jī)具有壓力增加的快速性以及發(fā)

22、動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的緊湊性，這使發(fā)動(dòng)機(jī)以較輕的重量和較小的尺寸達(dá)到了較大的推力，保證飛機(jī)有較高的推力。穩(wěn)定性高。AL-31F可使用在各種飛行高度和速度下，即使飛機(jī)以M2的速度進(jìn)入平螺旋、直螺旋和翻轉(zhuǎn)螺旋和進(jìn)氣道喘振的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)仍然極其穩(wěn)定。喘振消除系統(tǒng)、空中自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)、主燃燒室和加力燃燒室的再次啟動(dòng)系統(tǒng)等可保證在使用機(jī)載武器時(shí)動(dòng)力裝置的可靠性。維修簡(jiǎn)便。該發(fā)動(dòng)機(jī)采用單元體結(jié)構(gòu)，由14個(gè)單元體組成。由于發(fā)動(dòng)機(jī)為單元體結(jié)構(gòu)，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(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)維修時(shí)，可更換其中的6個(gè)單元體。使用壽命長(zhǎng)。與以前的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，AL-31F可根據(jù)其技術(shù)狀

23、況而使用。也就是說(shuō)，只要發(fā)動(dòng)機(jī)還正常，它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。推力矢量最新改型留里卡設(shè)計(jì)局在切普金院士的領(lǐng)導(dǎo)下，在AL-31F的基礎(chǔ)上成功地研制了AL-31FP推力矢量發(fā)動(dòng)機(jī)，使蘇霍伊設(shè)計(jì)局新研制的蘇-37多用途飛機(jī)擁有了“超機(jī)動(dòng)性能”。AL-31FP與AL-31F在主要性能上基本相同，但由于增加了矢量噴管，發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度增加了0.4米，重量增加了110千克。發(fā)動(dòng)機(jī)第一次維修前的使用壽命為1000小時(shí)?？傮w上講，新型發(fā)動(dòng)機(jī)與AL-31F的主要區(qū)別是主燃燒室有更薄的火焰筒，高壓渦輪盤更加堅(jiān)固，使用新型涂層的高壓渦輪葉片，以及改進(jìn)了高壓渦輪的后支撐點(diǎn)。這種新型發(fā)動(dòng)

24、機(jī)被首先安裝在機(jī)號(hào)為“711”的蘇-37飛機(jī)上，并于1996年4月開始飛行試驗(yàn)，成為英國(guó)范堡羅（1996年）、韓國(guó)漢城（1996年）和法國(guó)巴黎（1997年）航展上的明星。同時(shí)，該型發(fā)動(dòng)機(jī)也被安裝在蘇-30MK殲擊機(jī)上，使其機(jī)動(dòng)能力更好。俄羅斯出口到印度的50架蘇-30MKI和印度可能自己組裝的100架該機(jī)都將最終安裝此種發(fā)動(dòng)機(jī)。可以相信，新型“AL”型發(fā)動(dòng)機(jī)將把世界上最新型且最優(yōu)秀的蘇式飛機(jī)送上天空牌號(hào)A-31用途軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)類型渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)家俄羅斯廠商留里卡“土星”科研生產(chǎn)聯(lián)合體生產(chǎn)現(xiàn)狀生產(chǎn)裝機(jī)對(duì)象用于蘇-27殲擊機(jī)。不帶加力的A-31曾用于“暴風(fēng)雪”()航天飛機(jī)在大氣層中試飛時(shí)的動(dòng)力

25、裝置(機(jī)上裝6臺(tái))。改進(jìn)型還用于蘇-35等飛機(jī)上。研制情況Al-31FA-31為留里卡設(shè)計(jì)局在1976-1985年間研制的加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。在研制中曾遇到極大的困難。一是超重。起初，發(fā)動(dòng)機(jī)有4級(jí)風(fēng)扇、12級(jí)高壓壓氣機(jī)、2級(jí)高壓渦輪和2級(jí)低壓渦輪共20個(gè)級(jí)。結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)超重，達(dá)1600kg，而推力僅11000daN，不得不進(jìn)行大改。改后的方案，風(fēng)扇仍為4級(jí)，但高壓壓氣機(jī)減為9級(jí)，高低壓渦輪各為1級(jí)，總級(jí)數(shù)降到15級(jí)，于1976年將重量降到1520kg，但故障很多。為排除故障重量又有增加，約增加了10%，后來(lái)采用每減重1kg獎(jiǎng)勵(lì)5個(gè)月工資的辦法，減輕了70公斤，實(shí)現(xiàn)了原定的重量目標(biāo)。二是渦輪效率

26、比設(shè)計(jì)值低4%，后來(lái)決定接受這個(gè)現(xiàn)實(shí)。但為了達(dá)到性能，只好將渦輪進(jìn)口溫度由1350提高到1392。結(jié)果渦輪葉片裂紋，為此改進(jìn)了冷卻流路，流路十分復(fù)雜，采用了旋流冷卻，用了新的工藝和好的材料，表面加鈷、鎳、鉻、鋁涂層。為此曾撤換過(guò)5名領(lǐng)導(dǎo)。在1976-1985年期間，共解決了685個(gè)難題。A-31設(shè)計(jì)中共獲得128項(xiàng)專利，使用51臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，總運(yùn)轉(zhuǎn)22900h，其中臺(tái)架試車16625h，試飛6275h。A-31還有改進(jìn)型，其中包括帶有矢量噴管的改進(jìn)型，但未見詳細(xì)報(bào)道。AL系列師出名門AL-31FNAL-31F是由俄羅斯留里卡-土星科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合企業(yè)研制的帶有加力燃燒室的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。該聯(lián)合企業(yè)的前身是

27、留里卡設(shè)計(jì)局，組建于1946年，是前蘇聯(lián)的主要?dú)灀魴C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)局。該設(shè)計(jì)局的首任總設(shè)計(jì)師阿爾希普留里卡研制出了前蘇聯(lián)的首臺(tái)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)TR-1，被稱為俄羅斯“噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)之父”。在此之后，他又研制出多種噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，如TR-2、TR-3、TR-5和AL-5型發(fā)動(dòng)機(jī)。該設(shè)計(jì)局在50年代中期制造出了著名的AL-7系列發(fā)動(dòng)機(jī)，使用此種發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)在60年代創(chuàng)造了近20項(xiàng)速度和高度世界紀(jì)錄，特別是全天候高空超音速飛機(jī)蘇-7、蘇-9、蘇-11、蘇-17、蘇-24是前蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)空中邊界守衛(wèi)的主力軍。使用該型發(fā)動(dòng)機(jī)的還有“伊爾”、“圖”、“拉”型飛機(jī)，而M-10飛機(jī)，即著名的別-10飛機(jī)后來(lái)創(chuàng)造了數(shù)十項(xiàng)世界紀(jì)錄。在

28、60年代，留里卡還研制了AL-21F渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，其改型AL-21F-3的推力達(dá)108千牛，它在壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪和加力燃燒室方面都取得了重大進(jìn)展，并投入大批量生產(chǎn)，廣泛使用在蘇-17M、蘇-20、蘇-22、蘇-24和米格-23飛機(jī)上，這些飛機(jī)不僅用于俄羅斯，也出口到世界上的許多國(guó)家。留里卡于1973年開始研制渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)AL-31F，其加力推力達(dá)123千牛，主要性能大大優(yōu)于當(dāng)時(shí)批生產(chǎn)的所有發(fā)動(dòng)機(jī)。在AL-31F研制中曾遇到極大的困難，主要是要解決重量和渦輪效率問題。最初的設(shè)計(jì)是發(fā)動(dòng)機(jī)有4級(jí)風(fēng)扇、12級(jí)高壓壓氣機(jī)、2級(jí)高壓渦輪和2級(jí)低壓渦輪。結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)超重，達(dá)1600千克，而推力僅108千牛，不

29、得不進(jìn)行大的改進(jìn)。改進(jìn)后，發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇仍為4級(jí)，但高壓壓氣機(jī)減為9級(jí)，高低壓渦輪各為1級(jí)，重量也降低到1520千克。為了達(dá)到所設(shè)計(jì)的渦輪效率，將渦輪進(jìn)口溫度提高，并采用了新的工藝與材料，同時(shí)也解決了大量的難題。AL-31F還有許多改型，其中包括帶矢量噴管的改型，即安裝在蘇-37和蘇-30MK機(jī)上的AL-31FP發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，還在該型發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上改裝成AL-31ST煤氣泵站用燃?xì)廨啓C(jī)（大修前使用壽命為25000小時(shí)，總技術(shù)壽命為75000小時(shí)）和AL-31STS發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)。該聯(lián)合體還研制過(guò)一種渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)AL-34，用于輕型多用途飛機(jī)；一種AL-31的非加力改型計(jì)劃用于S-21超音速行政機(jī)。目

30、前，該聯(lián)合體正在研制一種全新的AL-41加力式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，推力為196千牛，計(jì)劃用于90年代末期研制的1.44殲擊機(jī)。該發(fā)動(dòng)機(jī)將采用先進(jìn)燃燒室、單晶葉片的高溫高負(fù)荷渦輪和先進(jìn)的噴管。設(shè)計(jì)先進(jìn)結(jié)構(gòu)合理AL-31FPAL-31F為雙轉(zhuǎn)子渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)氣機(jī)匣為鈦合金結(jié)構(gòu)，有23個(gè)可變彎度的進(jìn)口導(dǎo)流葉片，風(fēng)扇為4級(jí)軸流式，壓比為3.6，整個(gè)風(fēng)扇為全鈦合金結(jié)構(gòu)。前3級(jí)轉(zhuǎn)子葉片帶阻尼凸臺(tái)。風(fēng)扇轉(zhuǎn)子用電子束焊焊為一個(gè)整體構(gòu)件。第4級(jí)轉(zhuǎn)子葉片對(duì)應(yīng)的外機(jī)匣上，開有400個(gè)斜槽，用以提高風(fēng)扇的穩(wěn)定工作裕度。高壓壓氣機(jī)為9級(jí)軸流式，其中第1-3級(jí)盤和第4-6級(jí)盤均用電子束焊焊在一起，為鈦合金結(jié)構(gòu)，第7-9級(jí)用長(zhǎng)螺栓

31、與第6級(jí)盤連在一起，由耐熱合金制成。第1-5級(jí)轉(zhuǎn)子葉片用鈦合金制成，第6-9級(jí)轉(zhuǎn)子葉片用耐熱合金制成。所有9級(jí)的榫頭均為環(huán)形燕尾槽式榫頭。高低壓渦輪均為單級(jí)。高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片共90片，榫頭處帶有減振器。低壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片也為90片。低壓渦輪軸的特點(diǎn)是前后分為三段，前、后段由耐熱不銹鋼制成，中段由鈦合金制成，三段間以“叉型”結(jié)構(gòu)用徑向銷釘連為一體。高、低壓渦輪的轉(zhuǎn)子葉片和導(dǎo)向器葉片均為氣冷式葉片，總冷氣量占內(nèi)涵空氣流量的17.5%。燃燒室為環(huán)形，有28個(gè)雙油路離心式噴嘴，兩個(gè)點(diǎn)火裝置和半導(dǎo)體電嘴。加力燃燒室進(jìn)口處有混合器，分5區(qū)供油，其中第5區(qū)為加力引導(dǎo)塊，采用熱射流方式點(diǎn)火。火焰穩(wěn)定器有3圈V型

32、穩(wěn)定器，并有一些徑向傳焰槽。加力燃燒室采用全長(zhǎng)防振屏防振，并在內(nèi)尾錐處開有大量的防振孔。尾噴管為收斂-擴(kuò)張式噴口，各有16個(gè)調(diào)節(jié)片和封嚴(yán)片。收斂噴口靠16個(gè)液壓作動(dòng)筒操縱，擴(kuò)張噴口則靠16個(gè)周向氣壓作動(dòng)筒形成的環(huán)形束帶固緊，隨著噴口落壓比的變化，靠氣動(dòng)力作動(dòng)改變噴口的出口截面面積?？刂葡到y(tǒng)的基本部分為液壓-機(jī)械式系統(tǒng)，包括主泵-主調(diào)節(jié)器、加力泵和加力供油和噴口控制等主要附件。該系統(tǒng)還備有稱為綜合控制器的仿真式電子控制裝置，可控制發(fā)動(dòng)機(jī)的主要工作狀態(tài)的極限值，并有其他多種功能。當(dāng)電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，便自動(dòng)轉(zhuǎn)換由液壓-機(jī)械系統(tǒng)控制。此外，控制系統(tǒng)還具有多項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、防喘系統(tǒng)和渦輪冷卻空氣控制

33、系統(tǒng)等。發(fā)動(dòng)機(jī)的重量為1533千克，進(jìn)氣口直徑0.91米，最大直徑1.22米，長(zhǎng)4.95米。最大工作狀態(tài)時(shí)的最大耗油率為0.765千克/10牛/小時(shí)，加力狀態(tài)時(shí)為1.96千克/10牛/小時(shí)，最小巡航狀態(tài)時(shí)為0.68千克/10牛/小時(shí)，空氣流量為112千克/秒，渦輪進(jìn)口溫度為1392，涵道比為0.60，推重比為8.17。性能優(yōu)良，優(yōu)勢(shì)明顯AL-31FAL-31F是按照留里卡的傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的，工作溫度可達(dá)到極限，壓氣機(jī)壓力可達(dá)到最大，渦輪可達(dá)到最高轉(zhuǎn)速，總體上講，該型發(fā)動(dòng)機(jī)的性能優(yōu)良，優(yōu)勢(shì)明顯。尺寸小，推力大。AL-31F的渦輪擁有有效的冷卻系統(tǒng)和良好的熱力學(xué)特性、壓氣機(jī)具有壓力增加的快速性以及發(fā)

34、動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的緊湊性，這使發(fā)動(dòng)機(jī)以較輕的重量和較小的尺寸達(dá)到了較大的推力，保證飛機(jī)有較高的推力。穩(wěn)定性高。AL-31F可使用在各種飛行高度和速度下，即使飛機(jī)以M2的速度進(jìn)入平螺旋、直螺旋和翻轉(zhuǎn)螺旋和進(jìn)氣道喘振的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)仍然極其穩(wěn)定。喘振消除系統(tǒng)、空中自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)、主燃燒室和加力燃燒室的再次啟動(dòng)系統(tǒng)等可保證在使用機(jī)載武器時(shí)動(dòng)力裝置的可靠性。維修簡(jiǎn)便。該發(fā)動(dòng)機(jī)采用單元體結(jié)構(gòu)，由14個(gè)單元體組成。由于發(fā)動(dòng)機(jī)為單元體結(jié)構(gòu)，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(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)維修時(shí)，可更換其中的6個(gè)單元體。使用壽命長(zhǎng)。與以前的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，AL-31F可根據(jù)其技術(shù)狀

35、況而使用。也就是說(shuō)，只要發(fā)動(dòng)機(jī)還正常，它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。推力矢量最新改型留里卡設(shè)計(jì)局在切普金院士的領(lǐng)導(dǎo)下，在AL-31F的基礎(chǔ)上成功地研制了AL-31FP推力矢量發(fā)動(dòng)機(jī)，使蘇霍伊設(shè)計(jì)局新研制的蘇-37多用途飛機(jī)擁有了“超機(jī)動(dòng)性能”。AL-31FP與AL-31F在主要性能上基本相同，但由于增加了矢量噴管，發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度增加了0.4米，重量增加了110千克。發(fā)動(dòng)機(jī)第一次維修前的使用壽命為1000小時(shí)。總體上講，新型發(fā)動(dòng)機(jī)與AL-31F的主要區(qū)別是主燃燒室有更薄的火焰筒，高壓渦輪盤更加堅(jiān)固，使用新型涂層的高壓渦輪葉片，以及改進(jìn)了高壓渦輪的后支撐點(diǎn)。這種新型發(fā)動(dòng)

36、機(jī)被首先安裝在機(jī)號(hào)為“711”的蘇-37飛機(jī)上，并于1996年4月開始飛行試驗(yàn)，成為英國(guó)范堡羅（1996年）、韓國(guó)漢城（1996年）和法國(guó)巴黎（1997年）航展上的明星。同時(shí)，該型發(fā)動(dòng)機(jī)也被安裝在蘇-30MK殲擊機(jī)上，使其機(jī)動(dòng)能力更好。俄羅斯出口到印度的50架蘇-30MKI和印度可能自己組裝的100架該機(jī)都將最終安裝此種發(fā)動(dòng)機(jī)。可以相信，新型“AL”型發(fā)動(dòng)機(jī)將把世界上最新型且最優(yōu)秀的“蘇”式飛機(jī)送上天空。源淵八十年代初期，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)

37、機(jī)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)行的高

38、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)復(fù)合材料外涵道渦扇10/10A是一種采用三級(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

39、壓油膜軸承，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)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，第三代鎳基單晶高溫合金，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

40、、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13kr/min，16.2kr/min，涵道比0.5，總增壓比30，323m/s和334m/s，空氣流量M=100kg/s，主燃燒室及加力燃燒室供油量分別為2.6kg/s，2.85kg/s。最大推力73.5kn，加

41、力最大推力110kn。渦扇10裝有無(wú)錫航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所研制的FADEC。渦扇10渦輪裝置DD3鎳基單晶高溫合金渦輪葉片是確定的事，7.5末期的DZ-4是定向凝固高溫合金。定向凝固高溫合金藉由柱狀晶的同方向凝固，將細(xì)長(zhǎng)的柱狀晶朝凝固方向平行渦輪葉片運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。但其最大缺點(diǎn)是，渦輪葉片有中空部分，某些部位壁薄，在凝固時(shí)柱狀界面之間容易產(chǎn)生裂縫，使得制造上受到限制。至于鎳基單晶合金，在鎳的Gamma固溶態(tài)中，有大量分散結(jié)晶構(gòu)造稍為不同的Gamma基本態(tài)，只要將這種結(jié)晶單晶化，在定向凝固合金中，增加Gamma基本態(tài)，提高高溫強(qiáng)度。鎳基單晶合金基本上消除定向凝固高溫合金的限制。F119的渦輪葉片是

42、用第三代單晶作的，DD3可能是第一代。性能SPF-DB空心結(jié)構(gòu)導(dǎo)流葉片由于運(yùn)用了高推預(yù)研的先進(jìn)成果，渦扇10A的三級(jí)低壓壓比甚至比AL-31F的四級(jí)低壓部分還要高，九級(jí)高壓，壓比12，效率85%，總壓比、效率、喘震余度高于AL-31F，總壓比與F110相似，達(dá)30以上，渦輪前溫度為1747K，推質(zhì)比為7.5（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，非俄式標(biāo)準(zhǔn)），全加力推力為13200千克，重量比AL-31F要輕。相比之下，AL-31F渦輪前溫度只有1665K，推質(zhì)比7.1（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，俄式標(biāo)準(zhǔn)為8.17），全加力推力12500千克；F110的渦輪前溫度為1750K，推質(zhì)比為7.57（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)），全加力推力為13227千克?？?/p>

43、體比較，渦扇10A性能要遠(yuǎn)高于AL-31F，與F110相似。其定型時(shí)間為2003年，服役時(shí)間為2005年。先說(shuō)明一部高性能渦輪扇噴射引擎應(yīng)俱備的條件：目前軍用渦輪扇噴射引擎幾乎都是雙軸（dual-poolstage），有四大部分：（1）雙軸系壓縮機(jī)（dual-axialcompressor）由低壓壓縮機(jī)（LPC）及高壓壓縮機(jī)（HPC）組成、（2）燃燒機(jī)、（3）雙軸系渦輪，即高壓渦輪（HPT）及低壓渦輪（LPT），（4）后燃器。設(shè)計(jì)高性能渦輪扇噴射引擎必須要注重以下三大問題：1.避免壓縮機(jī)葉片因轉(zhuǎn)速過(guò)，快造成壓縮機(jī)后部各級(jí)堆積空氣，或進(jìn)氣道氣流畸變而導(dǎo)致的失速（compressorsurge），

44、故須有各種糾正措施。舉例說(shuō)明，J79-GE-15渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)依賴調(diào)整高低二級(jí)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速比，讓壓縮機(jī)在任何情況下能夠匹配。當(dāng)后部阻塞時(shí)，應(yīng)用前6級(jí)可變傾角靜子葉片，調(diào)整角度以疏導(dǎo)氣流。氣流依序通過(guò)2級(jí)風(fēng)扇、6級(jí)低壓壓縮機(jī)及7級(jí)高壓壓縮機(jī)，獲得總壓比17。千萬(wàn)記住，如何以最少的級(jí)數(shù)獲得高壓縮比，才是判斷噴射發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的重要指標(biāo)。2.減輕壓縮機(jī)重量，以使離心力及大量施功于空氣所生的機(jī)械負(fù)荷，不超過(guò)制造壓縮機(jī)葉片所用合金所能承受的最大的機(jī)械強(qiáng)度。故前部壓縮機(jī)葉片可用鈦合金，后部壓縮機(jī)葉片因溫度升高必須用其他耐高溫合金。3.使渦輪工作更有效，以帶動(dòng)壓縮機(jī)更快旋轉(zhuǎn)。所以必須要產(chǎn)生讓渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)更快的高溫氣體

45、，同時(shí)減輕渦輪自身重量。于是就須要提高渦輪進(jìn)氣溫度，及應(yīng)用高強(qiáng)度及更耐來(lái)制造葉片。對(duì)渦輪葉片性能影響最大的是高溫合金的鑄造技術(shù)。當(dāng)然那根渦輪軸的加工精度也很重要，否則摩擦熱會(huì)燒毀引擎。先談一些技術(shù)指標(biāo)的意義1.旁通比（BPR）=旁通的氣體質(zhì)量/流進(jìn)核心機(jī)的氣體質(zhì)量。高BPR意味著更少的空氣流過(guò)核心機(jī)，所以提高總壓縮比就越容易，這是渦扇噴射引擎的基本想法。根據(jù)推進(jìn)效率，渦輪扇引擎在亞音速飛行中，BPR越大，燃油耗油率越低。另一方面，低BPR說(shuō)明更多的空氣流過(guò)核心機(jī)，在超音速飛行中，在加力狀態(tài)下，低BPR能使單位流量推力增加，燃油耗油率降低。2.總壓縮比（TPR）=壓氣機(jī)后出口壓力/壓氣機(jī)前進(jìn)口壓

46、力。高總壓縮比使壓氣機(jī)和進(jìn)氣裝置的調(diào)節(jié)成為必要，且越來(lái)越復(fù)雜。高總壓縮比也使渦扇引擎的壓氣機(jī)穩(wěn)定性裕度面臨極大考驗(yàn)，壓力越大越容易造成失速。所以遠(yuǎn)程轟炸機(jī)或民航機(jī)因?yàn)椴豁氉骷ち业臋C(jī)動(dòng)，不需極復(fù)雜的調(diào)節(jié)裝置，可由提高TPR，來(lái)降低燃油耗油率，增加航程。但對(duì)于戰(zhàn)斗機(jī)，提高TPR必須有節(jié)制。例如F119的TPR=25，EJ200TPR=26。B？1引擎的TPR30。F100-PW-229受限于基本設(shè)計(jì)，將TPR從原來(lái)的25提高到34，推力增加但重量也增加，推重比不變。與其一味提高TPR，不如以最少的壓縮級(jí)數(shù)來(lái)達(dá)到所需的壓縮比。3.前渦輪進(jìn)氣溫度（TIT），戰(zhàn)機(jī)引擎的發(fā)展是通過(guò)提高TPR與TIT，來(lái)增

47、加推力，降低燃油耗油率。TIT的提高，加上良好渦輪效率，高溫氣體足夠有效帶動(dòng)渦輪的運(yùn)動(dòng)，所以渦輪級(jí)數(shù)可降低。在研制時(shí)，AL-31F超重，將均為二級(jí)的高低渦輪，各改為單級(jí)，導(dǎo)致渦輪效率比設(shè)計(jì)值低4%，通過(guò)提高TIT從1350C到1392C來(lái)補(bǔ)償。BPR的選擇與TIT的極限有密切關(guān)系，在相同的TIT限制下，例如1600-1700K的極限下，戰(zhàn)斗機(jī)的BPR應(yīng)選擇0.15-0.5之間，TPR=20-30。由于軍用引擎設(shè)計(jì)參數(shù)不容易取得，但通過(guò)幾個(gè)特征約可一窺全貌：推重比（T/W），TIT，TPR，BPR第一代渦輪噴射引擎的特征（用于Mig-17，Mig-19）：TIT-1150K，TPR=4-6。第二

48、代渦輪噴射引擎的特征（用于Mig-21）：TIT=1200-1250K，TPR=8-10。第三代渦輪噴射引擎的特征（用于Mig-23）：TIT=1400-1450K，TPR=13-15，T/W=5.5-6.5。第四代渦扇噴射引擎的特征（用于F-16或Su-27）：TIT=1600-1700K，TPR=20-25，BPR-0.6，T/W-8。WS-6G（在1982年試驗(yàn)達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)）的參數(shù)：TIT=1473K、TPR=-19、BPR=0.62、T/W-7?？梢奧S-6G的性能劣于第四代渦扇噴射引擎，但比第三代渦輪噴射引擎要好。WS-9的BPR=0.78，TPR=16.8（compressor:4l

49、owpressure+12highpressure）。從設(shè)計(jì)指標(biāo)看來(lái)，WS-6G比WS-9先進(jìn)。與西方第四代渦扇噴射引擎相比，WS-6G設(shè)計(jì)之主要差距，表現(xiàn)在壓縮機(jī)效率與渦輪葉片合金的性能。WS-6G是典型缺乏市場(chǎng)觀念，中央計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)物。上面一聲令下，科研人員只負(fù)責(zé)把東西研制出來(lái)。首先最大138kn推力量級(jí)本就與現(xiàn)實(shí)不符合，WS-6G的最大推力應(yīng)該是90-110kn量級(jí)才是，無(wú)論是單發(fā)或雙發(fā)都適合。發(fā)動(dòng)機(jī)的好壞對(duì)飛行性能有極大影響。高BPR發(fā)動(dòng)機(jī)高空高速性能不好，F(xiàn)100-PW-100的BPR為0.71，到了F100-PW-129的BPR-0.6，到了F100-PW-229其各部件得到強(qiáng)化，

50、BPR變成0.33，總壓比達(dá)到34，改善高空高速性能及降低耗油率。以飛機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)彎率來(lái)說(shuō)，與速度成反比，與(n*2-1)*0.5成正比，n為過(guò)載因子。提高過(guò)載必須(1)低翼載，(2)高推力，(3)低零升阻力（簡(jiǎn)言之，非升力產(chǎn)生的阻力）與低誘導(dǎo)組力（因升力產(chǎn)生的阻力）。因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)推力與高度、速度有關(guān)，飛機(jī)能否飛出大過(guò)載，實(shí)際上受限于發(fā)動(dòng)機(jī)的高空高速性能，這在超音速機(jī)動(dòng)中尤其重要。渦扇10性能如何？對(duì)其設(shè)計(jì)可說(shuō)一無(wú)所知。但燃?xì)鉁u輪研究院有幾篇研究報(bào)告，提到三級(jí)壓氣機(jī)，應(yīng)指LPC。至于級(jí)壓縮比未知，608所研制的WJ9用來(lái)取代Y-12上P&W的PT-6A-27渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，其單級(jí)軸流壓縮比是1.51。以

51、此水準(zhǔn)計(jì)算，三級(jí)LPC可獲得3.44的壓縮比，AL-31F四級(jí)LPC獲得3.6（級(jí)壓縮比1.377），印度GTX-35VS三級(jí)LPC為3.2（級(jí)壓縮比1.474）。各位認(rèn)為合理嗎？葉片的三維黏流體設(shè)計(jì)，631所與西北工業(yè)大學(xué)研究水準(zhǔn)不差。GTX-35VS（3LPC+5HPC）的TPR-21，AL-31F的TPR-24（4LPC+9HPC），F(xiàn)100-PW-100的TPR-25（3LPC+10HPC）。最合理的推論是渦扇10的TPR約為在25。至于級(jí)數(shù)。渦扇10裝有無(wú)錫航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所研制的FADEC，AL-31F為機(jī)械液壓系統(tǒng)，F(xiàn)100-PW-129裝有FADEC。燃燒器確定是短環(huán)噴霧式，與W

52、P-13比，其長(zhǎng)度可減少1/2。渦扇10渦輪裝置DD3鎳基單晶高溫合金渦輪葉片是確定的事，7.5末期的DZ-4是定向凝固高溫合金。定向凝固高溫合金藉由柱狀晶的同方向凝固，將細(xì)長(zhǎng)的柱狀晶朝凝固方向平行渦輪葉片運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力。但其最大缺點(diǎn)是，渦輪葉片有中空部分，某些部位壁薄，在凝固時(shí)柱狀界面之間容易產(chǎn)生裂縫，使得制造上受到限制。至于鎳基單晶合金，在鎳的Gamma固溶態(tài)中，有大量分散結(jié)晶構(gòu)造稍為不同的Gamma基本態(tài)，只要將這種結(jié)晶單晶化，在定向凝固合金中，增加Gamma基本態(tài)，提高高溫強(qiáng)度。鎳基單晶合金基本上消除定向凝固高溫合金的限制。F119的渦輪葉片是用第三代單晶作的，DD3可能是第一代。單

53、晶渦輪葉片的意義是能忍受更高的前渦輪進(jìn)氣溫度。也就是說(shuō)，單級(jí)高壓渦輪與單級(jí)低壓渦輪就足以產(chǎn)生足夠的效率，推動(dòng)壓氣機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。而不需要像F100-PW-100一般，用二級(jí)高低渦輪。F100的后續(xù)系列因受限于基本設(shè)計(jì)，無(wú)法更動(dòng)，只能不斷完善部件效率，提高性能。印度GTX-35VS也是采單級(jí)高低渦輪，其葉片是用定向凝固高溫合金，后續(xù)發(fā)展型才用單晶渦輪葉片。渦扇10的旁通比，如果TPR為25，那么旁通比約在0.5與0.6之間。更低的旁通比，表示要壓縮更多的空氣，難度越大，除非增加級(jí)數(shù)。換言之渦扇10的高空高速性能比AL-31F有提高。渦扇10的推重比高于8應(yīng)該沒問題，與AL-31F比，因?yàn)闇u扇10有比A

54、L-31F更有效的壓縮機(jī)，單晶渦輪葉片比AL-31F的渦輪葉片更能忍受高溫，引擎控制系統(tǒng)也比較先進(jìn)?？傊?，渦扇10的壓縮機(jī)用多少級(jí)來(lái)產(chǎn)生多少的總壓比是判斷性能的關(guān)鍵。區(qū)別網(wǎng)上經(jīng)常有人將渦扇10與渦扇10A混淆，其實(shí)兩者之間有本質(zhì)的區(qū)別，最大區(qū)別就是核心機(jī)的不同，當(dāng)然空氣流入量、渦輪溫度、推比、推力都不盡相同。其中渦扇10的全加力推力比渦扇10A的要小，渦扇10早在九十年代中期，就在殲十與SU-27上試驗(yàn)，該機(jī)已于2000年定型。時(shí)間渦扇10A于98年裝在殲十上首飛，并進(jìn)行過(guò)長(zhǎng)達(dá)四十分鍾的超音速試驗(yàn)，在2000年第一次裝在SU-27上試驗(yàn)，在與AL-31F混裝試飛當(dāng)中，曾發(fā)生空中熄火險(xiǎn)情。目前，

55、渦扇10A正隨殲十的預(yù)生產(chǎn)型進(jìn)行邊試飛邊定型試驗(yàn)，估計(jì)今年能夠隨殲十正式生產(chǎn)定型，2005年隨機(jī)大批量入役。渦扇10與殲-102003年1月出版的解放軍報(bào)有一篇題為“中國(guó)空軍三代戰(zhàn)機(jī)試飛紀(jì)實(shí)”的報(bào)道，透露了中國(guó)新型渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)于去年6月試飛成功的消息，引起各方高度重視。文章稱，在國(guó)產(chǎn)新型戰(zhàn)機(jī)上的試飛，在我國(guó)尚屬首次，不僅技術(shù)難度大，而且每個(gè)課目的風(fēng)險(xiǎn)也大。試飛那天，該試飛員的“坐騎”被人為安裝了兩個(gè)不匹配的發(fā)動(dòng)機(jī)，一臺(tái)是進(jìn)口的、一臺(tái)是國(guó)產(chǎn)的。國(guó)產(chǎn)新型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制成功，不僅填補(bǔ)了我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)研制的空白，更為重要的是標(biāo)志著中國(guó)的航空工業(yè)步入了世界發(fā)達(dá)國(guó)家的行列。最近又有來(lái)自航空系統(tǒng)的消息：“從3月

56、25-27日召開的中航一集團(tuán)燃?xì)廨啓C(jī)工作會(huì)議上了解到，今年中航一集團(tuán)發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的工作重點(diǎn)是以渦扇10發(fā)動(dòng)機(jī)定型試飛為主線，抓好重點(diǎn)型號(hào)研制”如此來(lái)看，隨著殲-10的逐步公開化，更為神密的渦扇10發(fā)動(dòng)機(jī)也將逐步浮上臺(tái)面。其實(shí)去年以來(lái)，航空界就捷報(bào)頗傳。2003年3月31日，我國(guó)首臺(tái)小型渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)設(shè)計(jì)定型，結(jié)束了我國(guó)沒有自行研制的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史。6月初，該發(fā)動(dòng)機(jī)又通過(guò)了航定委的設(shè)計(jì)審查。（摘自國(guó)際航空2003第1期）2002年5月20日，我國(guó)自行研制的“昆侖”新型渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)國(guó)家鑒定。它的研制成功使我國(guó)成為繼美、俄、英、法之后世界上第5個(gè)能夠獨(dú)立研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)?！袄觥卑l(fā)動(dòng)機(jī)于20

57、02年7月被國(guó)家軍工產(chǎn)品定型委正式批準(zhǔn)設(shè)計(jì)定型。（摘自國(guó)際航空2003第1期）加上去年6月在殲11上試飛的新型發(fā)動(dòng)機(jī)，高中低已全面配套。從國(guó)際發(fā)動(dòng)機(jī)的情況來(lái)看，基本分成三大部分，即小推力發(fā)動(dòng)機(jī)，推力一般在3000公斤以下；中推力發(fā)動(dòng)機(jī)，推力一般在6000-9000公斤；大推力發(fā)動(dòng)機(jī)，推力一般在11000公斤-15000公斤。WS-11肯定是小推力級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)，“昆侖”則屬于中推力發(fā)動(dòng)機(jī)，而渦扇10無(wú)疑是大推力級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)。要了解渦扇10的性能，就必須了解其研制的背景、技術(shù)基礎(chǔ)等情況。為此，先分析渦扇10產(chǎn)生的背景。據(jù)信10號(hào)工程是1984年啟動(dòng)，估計(jì)與之配套的渦扇10應(yīng)當(dāng)也應(yīng)該是啟動(dòng)于1984年。以中國(guó)當(dāng)時(shí)的技術(shù)，要獨(dú)立自主地生產(chǎn)一種先進(jìn)的高推重比、高推力的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)是相當(dāng)不容易。當(dāng)時(shí)中國(guó)已擁有的技術(shù)有哪些？一是渦噴-15，源于蘇聯(lián)的米格-23飛機(jī)，當(dāng)時(shí)中國(guó)以20多架殲-6飛機(jī)從埃及換回了一架米格-23飛機(jī)，自然也掌握了其P-29-300發(fā)動(dòng)機(jī)（中國(guó)編號(hào)WP-15），該機(jī)推