十年艰辛:中国有了超越俄罗斯的航空发动机

大唐后懿 收藏 0 263



当今中国从俄罗斯购进两种发动机:价值350万美元的AL-31 (配备苏-27/30、歼-11、歼-10)和价值250万美元的RD-93 (一种米格-29战机所用RD-33发动机的升级版本),RD-93用于中巴联合研制的类似美国F-16级别的JF-17战机。



文章提到,同时,中国工程师们已经努力掌握发动机的制造技术,研制一种类似AL-31F的航空发动机,中国研发WS10A发动机,还研制WS-13发动机以替代RD-93型发动机。中国引进吸收外国(发动机)技术已经有些年月,虽然(这种努力)不总是成功。



文章接着说,近十年来,中国投入大量资金发展一种发动机制造能力,同俄国人当年发展发动机设计能力和工程技术过程中遇到的难题一样,类似的问题中国人同样遇到。



美媒的文章还总结说中国研发航空发动机具备几大优势。首先,中国了解当年俄国人犯过的错误,从而能够避免很多类似错误;其次,中国还拥有获得西方制造技术的更好途径;最后,中国拥有当年的苏联所不具备一个条件,那就是可以在市场经济环境中国发展自己的发动机制造能力,与苏联受到70年指令经济(计划经济)的羁绊不同,市场环境让中国研发发动机更有效率。




结构形式 双转子加力式


推力范围 加力12258daN、中间7620daN。


现 状 生产


价 格 300万美元


用 途 用于苏-27歼击机。不带加力的AЛ-31Ф曾用于“暴风雪”(БУРАН)航天飞机在大气层中试飞时的动力装置(机上装6台)。改进型还用于苏-35等飞机上。


研制情况


AЛ-31Ф为留里卡设计局在1976~1985年间研制的加力式涡轮风扇发动机。在研制中曾遇到极大的困难。一是超重。起初,发动机有4级风扇、12级高压压气机、2级高压涡轮和2级低压涡轮共20个级。结果发动机超重,达1600kg,而推力仅11000daN,不得不进行大改。改后的方案,风扇仍为4级,但高压压气机减为9级,高低压涡轮各为1级,总级数降到15级,于1976年将重量降到1520kg,但故障很多。为排除故障重量又有增加,约增加了10%,后来采用每减重1kg奖励5个月工资的办法,减轻了70公斤,实现了原定的重量目标。二是涡轮效率比设计值低4%,后来决定接受这个现实。但为了达到性能,只好将涡轮进口温度由1350℃提高到1392℃。结果涡轮叶片裂纹,为此改进了冷却流路,流路十分复杂,采用了旋流冷却,用了新的工艺和好的材料,表面加钴、镍、铬、铝涂层。为此曾撤换过5名领导。在1976~1985年期间,共解决了685个难题。AЛ-31Ф设计中共获得128项专利,使用51台发动机,总运转22900h,其中台架试车16625h,试飞6275h。


AЛ-31Ф还有改进型,其中包括带有矢量喷管的改进型,但未见详细报道。


AЛ-31Ф(AL-31F)


---内容选择---研制情况 结构和系统 技术数据


结构和系统


进 气 口 进气机匣为全钛结构,有23个可变弯度的进口导流叶片,导流叶片前缘固定,由来自高压


压气机第7级的空气防冰,后部则为可调叶片。


风 扇 4级轴流式,增压比为3.6。整个风扇为全钛结构。前3级转子叶片带有阻尼凸台。整个风


扇转子用电子束焊焊为一个整体构件。第4级转子叶片对应的外机匣上,带有机匣处理环


腔,开有400个斜槽,用以提高风扇的稳定工作裕度。第4级出口整流叶片为双排的串列叶


AL-31F发动机 - 简介


尾部喷口


AL-31F是由俄罗斯留里卡"土星"科研生产联合体研制的带加力燃烧室的涡扇发动机。该联合体前身是留里卡设计局,组建于1946年,是前苏联的主要战斗机发动机设计局。在上世纪60年代,留里卡研制了AL-21F系列涡轮喷气发动机,其最大加力推力达11000daN。1970~1974年投入生产,广泛用于苏-17、苏-20、苏-22、苏-24和米格-23战斗机上。在AL-21基础上,1976年(另一说法是1973年)留里卡开始研制AL-31F发动机。1985年该发动机研制达标后,用于苏-27苏-30苏-35战斗机


AL-31F的结构形式是双转子加力式涡扇发动机。推力范围:加力12250daN,中间7620daN。每台价格300万美元。AL-31F有一些改进型,其中包括带矢量推力喷管的改进型AL-31FP发动机。


从总体上讲,作为苏-27战机的专用动力装置AL-31F发动机,其性能是优良的,具有明显优势。


(1)尺寸小,推力大。其涡轮具有有效的冷却系统和良好的热力学特性;压气机增压快速,发动机结构紧凑,保证飞机有较高的推力和良好的机动性。


(2)稳定性高。可使用在苏-27飞机的各种飞行高度和速度下,即使飞机在以M2的速度进入平螺旋、直螺旋、翻转螺旋和进气道喘振的情况下,发动机工作仍然极其稳定。喘振消除系统、空中自动点火系统、主燃烧室和加力燃烧室的再次启动系统等可保证在使用机载武器时动力装置的工作可靠性。


(3)维修简便。该发动机采用单元体结构,由14个单元体组成,因此,如果出现某些损坏,不需要全部更换,只替换下有故障的单元体即可。这样,在使用条件下进行发动机维修时,可更换其中的6个单元体。


(4)使用寿命长。AL-31F可根据其技术状况而使用,只要发动机还正常,就可以一直使用下去,而现代化水平的诊断设备可保证飞行安全。但其使用寿命也有一个限度,一般认为该发动机第一次维修前的使用寿命可达1000h,总使用寿命应该不少于10年。

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