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國(guó)產(chǎn)--太行渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)
機(jī)械制造 2010-03-25 19:56:54 閱讀21 評(píng)論0字號(hào)：大中小
簡(jiǎn)介：
太行發(fā)動(dòng)機(jī)也叫渦扇10系列發(fā)動(dòng)機(jī)是在八十年代初期，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）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)，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)，2004年能夠隨殲十正式生產(chǎn)定型，2005年隨機(jī)大批量入役。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)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)。
主要型號(hào)
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(mén)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)行的高推預(yù)研部分成果（如92年試車(chē)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)。
主要原理
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(shù)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(pán)，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、前緣撞擊加氣膜“三合一“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，
增壓比30，323 m/s和334 m/s，
空流量M=100 kg/s，
主燃燒室及加力燃燒室供油量分別為2.6 kg/s,2.85 kg/s。
最大推力73.5kn，
加力最大推力110kn。
渦扇10裝有無(wú)錫航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所研制的FADEC。
技術(shù)結(jié)構(gòu)
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。
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。總體比較，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。 | 
發(fā)表于 2010-4-7 16:43:45
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