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發(fā)動機(jī)的改進(jìn)新動態(tài): h# u5 a. g$ F" I3 A( ?: w3 i
楊國才 伍 玥 范 怡3 q0 b; m5 Y2 O. \5 d
成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所 成都
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3 q: B% o; z, T7 R! k; \1 q* l AL_31F發(fā)動機(jī)的改進(jìn)新動態(tài)
# P1 Q4 b8 z9 O1 g. | p5 o2 l9 V成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所 楊國才 伍 王月 范 怡$ i/ u8 t% S* t) D: I: g
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& |+ H1 r$ H4 v8 H/ Q# O附：6 i. C3 n3 v! ^6 ~! P& h, V1 F$ |
AL-31F技術(shù)數(shù)據(jù)
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8 q1 j0 p, Z8 Q s' uAЛ-31Ф(AL-31F)
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* K/ j0 L {3 H5 o結(jié)構(gòu)形式 雙轉(zhuǎn)子加力式 0 y& _+ Y4 m$ a- t. R9 Z
推力范圍 加力12258daN,、中間7620daN,。
6 X5 f- f8 s0 R/ I t' J現(xiàn) 狀 生產(chǎn) ; _- O1 x) y- J
價 格 300萬美元 3 b' S3 ~6 }1 j# w( A: R# T
用 途 用于蘇-27殲擊機(jī),。不帶加力的AЛ-31Ф曾用于“暴風(fēng)雪”(БУРАН)航天飛機(jī)在大氣層中試飛時的動力裝置(機(jī)上裝6臺)。改進(jìn)型還用于蘇-35等飛機(jī)上,。 8 ^# l' o; ?/ L" _5 B& v& |& l; T
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研制情況
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AЛ-31Ф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)動機(jī),。在研制中曾遇到極大的困難。一是超重,。起初,，發(fā)動機(jī)有4級風(fēng)扇、12級高壓壓氣機(jī),、2級高壓渦輪和2級低壓渦輪共20個級,。結(jié)果發(fā)動機(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,，但高壓壓氣機(jī)減為9級，高低壓渦輪各為1級,，總級數(shù)降到15級,，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%，后來采用每減重1kg獎勵5個月工資的辦法,，減輕了70公斤,，實(shí)現(xiàn)了原定的重量目標(biāo)。二是渦輪效率比設(shè)計(jì)值低4%,，后來決定接受這個現(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5名領(lǐng)導(dǎo),。在1976～1985年期間，共解決了685個難題,。AЛ-31Ф設(shè)計(jì)中共獲得128項(xiàng)專利,，使用51臺發(fā)動機(jī)，總運(yùn)轉(zhuǎn)22900h,，其中臺架試車16625h,，試飛6275h。
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AЛ-31Ф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)報道。
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- E! U8 W( D) g. g( R9 E. f---內(nèi)容選擇---研制情況 結(jié)構(gòu)和系統(tǒng) 技術(shù)數(shù)據(jù) 2 u3 p* r% S4 B5 }$ `
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9 G- e% [" W0 J; ~1 A$ e% w結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)
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進(jìn) 氣 口 進(jìn)氣機(jī)匣為全鈦結(jié)構(gòu),，有23個可變彎度的進(jìn)口導(dǎo)流葉片,，導(dǎo)流葉片前緣固定，由來自高壓 1 Q# ~& j! v5 \1 k; x
壓氣機(jī)第7級的空氣防冰,，后部則為可調(diào)葉片,。 * D" X1 B% \6 G8 P8 Q+ U5 c; M
風(fēng) 扇 4級軸流式，增壓比為3.6,。整個風(fēng)扇為全鈦結(jié)構(gòu),。前3級轉(zhuǎn)子葉片帶有阻尼凸臺。整個風(fēng) # T7 |7 y: i: w. B- p: c m) t
扇轉(zhuǎn)子用電子束焊焊為一個整體構(gòu)件,。第4級轉(zhuǎn)子葉片對應(yīng)的外機(jī)匣上,，帶有機(jī)匣處理環(huán)
( v0 M* j- n }) i1 S 腔，開有400個斜槽,，用以提高風(fēng)扇的穩(wěn)定工作裕度,。第4級出口整流葉片為雙排的串列葉 ! l5 D# O( ~4 j; Q; i- w) u x( |
柵。 9 l" B$ U6 @! [. M
高 壓
* \+ j( g6 u( d) j壓 氣 機(jī) 9級軸流式,。第1～3級盤用電子束焊焊在一起,，而第4～6級盤同樣用電子束焊焊為一個整
8 u# | {- G ~+ L2 A! u) C 體。第7～9級則為單盤,，而用長螺栓與6級盤連在一起,，第1～6級盤為鈦合金構(gòu)件,，第7～ $ A) ?$ I/ {1 l/ {
9級則用耐熱合金制成。第1～5級轉(zhuǎn)子葉片用鈦合金制成,，第6～9級轉(zhuǎn)子葉片用耐熱合金 8 f. y8 J4 c; t; [. O) y
制成,。所有9級的榫頭均為環(huán)形燕尾槽式榫頭。進(jìn)口導(dǎo)流器和1級導(dǎo)流器均由鈦合金制成并 " p* e- H$ H2 b" q
裝在一個由鈦合金制成的前機(jī)匣上,。進(jìn)氣導(dǎo)流器和第1～2級導(dǎo)流器,，共三排是可調(diào)的。1 ^ L0 k- b5 v3 G0 j
～8級導(dǎo)流器均為懸臂式結(jié)構(gòu),，出口導(dǎo)流器也是雙排串列葉柵,。
6 b# ^, J( ^& ^: V, b* w# V- U燃 燒 室 環(huán)形。有28個雙油路離心式噴嘴,，兩個點(diǎn)火裝置和半導(dǎo)體電嘴,。
+ n- a+ u- X6 |/ E0 v$ u渦 輪 高低壓渦輪均為單級。高壓渦輪導(dǎo)向器共有14組,，每組3個葉片,。高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片共90
' u/ \2 c( S5 \. P) F, p7 ^4 ? 片，不帶冠,，榫頭處帶有減振器,。低壓渦輪導(dǎo)向器共11組，每組亦為3個葉片,。轉(zhuǎn)子葉片 # p& a: Y7 S: d- B- T
亦為90片,，帶冠。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 : N4 S& N1 L- p+ K- b
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4排葉片
, j) E7 k8 w! s" k+ F) p 均為氣冷式葉片,，總冷氣量占內(nèi)涵空氣流量的17.5%,，其中直接引自第二股氣流的為7.5%，
3 t; Z$ k* b& ]' X6 [4 I 主要冷卻高壓渦輪導(dǎo)向器前緣等處,，另一股氣流為8.9%,，自燃燒室機(jī)匣外壁處引出，經(jīng)設(shè)
; H6 |0 Z6 p- ?% p: L. t$ h( P( L9 H 置在外涵流路中的空氣－空氣換熱器冷卻,，可使冷卻空氣降溫125～210℃,，這些空氣中， 5 H V3 ~- m9 }( |5 t: y% k& h4 X3 F
占內(nèi)涵流量的6.4%經(jīng)高壓導(dǎo)向器的中腔進(jìn)入,，除用于冷卻導(dǎo)向葉片外,，有4.6%進(jìn)入高壓渦
2 r% p; @" { o q. P 輪盤前,，并有3.2%的空氣用于冷卻高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片。低壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片用外涵空氣進(jìn)行
" }# k# F C* I/ ~2 @4 k# i* z5 A 冷卻,。冷氣經(jīng)渦輪后機(jī)匣支板引入內(nèi)部,，經(jīng)低壓渦輪盤上的一些徑向斜孔的泵效應(yīng)增壓，
! {* ]0 ?3 i+ _1 f, c 再進(jìn)入低壓渦輪葉片,。 - v4 {* q7 W1 ~" A/ x( w6 }, S) K! C. H
加 力 / c9 E7 D3 {7 X. D/ C
燃 燒 室 進(jìn)口處有混合器，分5區(qū)供油,，其中第5區(qū)為加力起動區(qū),，采用“熱射流”方式點(diǎn)火�,；鹧�
0 q- C- A5 b# D 穩(wěn)定器有3圈“V”形穩(wěn)定器,，并有一些徑向傳焰槽。防振措施為全長防振屏并在內(nèi)尾錐處
( A$ `9 J! y4 A& v7 } 開有大量的防振孔,。
& K U b, f0 m J% t% u. c尾 噴 管 收斂－擴(kuò)張式噴口,，各有16個調(diào)節(jié)片和封嚴(yán)片。收斂噴口靠16個液壓作動筒操縱,，擴(kuò)張噴 / T% j ]' y' J0 Q& [- Z
口則靠16個周向氣壓作動筒形成的環(huán)形“束帶”固緊,，隨著噴口落壓比的變化，靠氣動力
. v" p. F* k) m) d4 _8 x. a2 [ 作動改變噴口的出口截面面積,。
- ]2 L' y" W" z. F5 a2 j" e( E控制系統(tǒng) 基本部分為機(jī)械－液壓系統(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
; B4 @9 Z3 W' r3 r, _ 附件,。還具有稱為綜合控制器的模擬式電子控制裝置,，控制發(fā)動機(jī)的主要工作狀態(tài)的極限
+ w0 j+ Q2 n7 z( ?3 d 值，并有其他多種功能,。當(dāng)電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,，便自動轉(zhuǎn)換由機(jī)械－液壓系統(tǒng)控制。還
. p; C1 m4 u5 G( n" T 具有多項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng),，以及前蘇聯(lián)發(fā)動機(jī)特有的防喘系統(tǒng)和渦輪冷卻氣控制系統(tǒng)等,。
- M3 n' k+ ?7 V5 K5 GAЛ-31Ф(AL-31F)
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---內(nèi)容選擇---研制情況 結(jié)構(gòu)和系統(tǒng) 技術(shù)數(shù)據(jù) 6 l! o2 m. Z/ o: a3 d }9 s
! s" N3 o4 Y0 S! ]" H) L5 s" _+ Y技術(shù)數(shù)據(jù) 8 ]: p5 Z3 D% {. ^0 b
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0 C1 O/ B R) }: |最大加力推力(daN) 12258 5 W# j4 b1 B- `. }, R! A9 {
中間推力(daN) 7620 , z& `! r0 j9 Y$ Q$ L$ a
加力耗油率[kg/(daN·h)] 2.00
+ S; @$ K7 ]# S6 R' m* Q中間狀態(tài)耗油率[kg/(daN·h)] 0.795
( x1 H7 C+ C9 K5 }- l( z推重比 8.17(按前蘇聯(lián)關(guān)于發(fā)動機(jī)干質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)) 7 A' R9 V; r2 D2 {. V& D
7.14(按國際上一般規(guī)定計(jì)算) / u% ~" _/ p/ P x0 q6 }
空氣流量(kg/s) 112.0 / k6 q( C- o2 S( a8 N# _; N
涵道比 0.60 4 v5 j4 y; p8 ~ }
總增壓比 23.8
1 U; B: n' ~7 H% A1 P( f* ]3 k渦輪進(jìn)口溫度(℃) 1392 2 V" D3 K1 u) ?- s, O9 ~8 q
最大直徑(mm) 1300
+ f4 T# }; n" V長度(mm) 4950
* d* L3 G3 ]6 H2 O$ u質(zhì)量(kg) 1530 (按前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)) # w; ~6 g" Q: r* J0 c+ z/ R6 s
1750 (按國際上一般規(guī)定) |
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發(fā)表于 2009-10-5 14:10:24
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