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發(fā)動機的改進新動態(tài)
0 A2 j4 h b. a楊國才 伍 玥 范 怡! F. \5 `: w5 U' Q# l
成都飛機設計研究所 成都
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AL_31F發(fā)動機的改進新動態(tài)- _# z7 i0 U8 m4 H/ [
成都飛機設計研究所 楊國才 伍 王月 范 怡- @; w# \8 s u, J4 S
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附：: L S C" e3 v6 z, |2 N
AL-31F技術數(shù)據(jù)
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8 n- a$ b2 b8 a. R1 N% w$ @AЛ-31Ф(AL-31F)
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結構形式 雙轉(zhuǎn)子加力式
+ U j% k1 e j: Y2 p4 ?: G推力范圍 加力12258daN、中間7620daN,。 2 [2 {% z: b- }! Y( b
現(xiàn) 狀 生產(chǎn)
6 A+ M& ?8 [- K5 ]) O價 格 300萬美元
0 {6 D# w. D3 _# a6 h用 途 用于蘇-27殲擊機。不帶加力的AЛ-31Ф曾用于“暴風雪”(БУРАН)航天飛機在大氣層中試飛時的動力裝置(機上裝6臺),。改進型還用于蘇-35等飛機上,。 - A; @) ?: W% z8 G4 Z- a; z
. ^1 L& h, c+ L! K研制情況
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4 n. [" R/ f w' ?/ a0 B( R; K AЛ-31Ф為留里卡設計局在1976～1985年間研制的加力式渦輪風扇發(fā)動機。在研制中曾遇到極大的困難,。一是超重,。起初，發(fā)動機有4級風扇,、12級高壓壓氣機,、2級高壓渦輪和2級低壓渦輪共20個級。結果發(fā)動機超重,，達1600kg,，而推力僅11000daN,，不得不進行大改,。改后的方案,，風扇仍為4級，但高壓壓氣機減為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，實現(xiàn)了原定的重量目標,。二是渦輪效率比設計值低4%,，后來決定接受這個現(xiàn)實。但為了達到性能,，只好將渦輪進口溫度由1350℃提高到1392℃,。結果渦輪葉片裂紋,，為此改進了冷卻流路，流路十分復雜,，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名領導,。在1976～1985年期間，共解決了685個難題,。AЛ-31Ф設計中共獲得128項專利,，使用51臺發(fā)動機，總運轉(zhuǎn)22900h,，其中臺架試車16625h,，試飛6275h。 9 m c7 `5 `8 C4 N) \9 D6 Z
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) r. t% h, b4 J) N7 c AЛ-31Ф還有改進型,，其中包括帶有矢量噴管的改進型,，但未見詳細報道。
( A. x$ j2 N( n, TAЛ-31Ф(AL-31F) : R$ `. G6 p2 u; w5 i& D& @# @
% c3 S8 ~# C! c, K1 f$ M---內(nèi)容選擇---研制情況 結構和系統(tǒng) 技術數(shù)據(jù)
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結構和系統(tǒng)
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進 氣 口 進氣機匣為全鈦結構,，有23個可變彎度的進口導流葉片,，導流葉片前緣固定，由來自高壓 & \0 M5 x% ~7 {( Y
壓氣機第7級的空氣防冰,，后部則為可調(diào)葉片,。 2 q% _, }; |) v b
風 扇 4級軸流式，增壓比為3.6,。整個風扇為全鈦結構,。前3級轉(zhuǎn)子葉片帶有阻尼凸臺。整個風 6 j2 r5 }6 M5 W" @: R9 T
扇轉(zhuǎn)子用電子束焊焊為一個整體構件,。第4級轉(zhuǎn)子葉片對應的外機匣上,，帶有機匣處理環(huán) , e' g( Q5 o2 ~8 ?; K, r# r* }
腔，開有400個斜槽,，用以提高風扇的穩(wěn)定工作裕度,。第4級出口整流葉片為雙排的串列葉
& S- u, }& V. x& x3 U5 [ 柵。 . n8 {7 t: f9 p) X6 T0 b
高 壓 4 e9 }1 A( [ A6 c: v' H
壓 氣 機 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
/ b$ M) ?* {5 p 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級盤為鈦合金構件,，第7～ 4 w# ?+ F7 l" ^5 ^9 S
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
. H) U$ ?; F, E9 r; I 制成,。所有9級的榫頭均為環(huán)形燕尾槽式榫頭。進口導流器和1級導流器均由鈦合金制成并 ; s. }* V. i: j/ V* A( S. H( U
裝在一個由鈦合金制成的前機匣上,。進氣導流器和第1～2級導流器,，共三排是可調(diào)的。1 ; z! y& b% o4 i
～8級導流器均為懸臂式結構,，出口導流器也是雙排串列葉柵,。
: y r6 o$ Q3 f' A G6 M. |# i燃 燒 室 環(huán)形。有28個雙油路離心式噴嘴,，兩個點火裝置和半導體電嘴,。
- V7 d) ?! X5 z6 [- t s! j* z渦 輪 高低壓渦輪均為單級。高壓渦輪導向器共有14組,，每組3個葉片,。高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片共90 ! @; S: }6 u: X# d' q5 V. ]; }: T
片，不帶冠,，榫頭處帶有減振器,。低壓渦輪導向器共11組，每組亦為3個葉片,。轉(zhuǎn)子葉片
6 n4 m! T$ @8 k* w K7 j( k 亦為90片,，帶冠。低壓渦輪軸的特點是前后分為三段,，前,、后段由耐熱不銹鋼制成，中
& b+ C4 i! j8 w) m3 y 段由鈦合金制成,，三段間以“叉型”結構用徑向銷釘連為一體。高,、低壓渦輪的4排葉片 2 }% k% h j+ f# S' T7 V7 @4 X7 O! H
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%,，
$ y* g( p! `3 H1 f5 U4 k' s& U3 G 主要冷卻高壓渦輪導向器前緣等處,，另一股氣流為8.9%，自燃燒室機匣外壁處引出,，經(jīng)設 8 d4 g0 e5 X8 N1 ~$ u- F
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， 0 z5 q% T" B3 T6 @; T) H
占內(nèi)涵流量的6.4%經(jīng)高壓導向器的中腔進入,，除用于冷卻導向葉片外,，有4.6%進入高壓渦 9 ?( |# i% ~; F4 J" H
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行 # s7 ^" d1 X* |# H" ]5 s3 }* G
冷卻,。冷氣經(jīng)渦輪后機匣支板引入內(nèi)部，經(jīng)低壓渦輪盤上的一些徑向斜孔的泵效應增壓,， 9 r5 L$ e! J, [2 w
再進入低壓渦輪葉片,。
/ m9 Z5 @: U* W# a, r加 力 $ M: }8 h$ g, {/ N% g& x3 T
燃 燒 室 進口處有混合器，分5區(qū)供油,，其中第5區(qū)為加力起動區(qū),，采用“熱射流”方式點火�,；鹧�
$ o* n2 T6 f8 _2 H 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
, ]* M7 A G9 y. q2 a* r 開有大量的防振孔,。
/ m" Z2 U& S& e+ z4 n1 b. N尾 噴 管 收斂－擴張式噴口,，各有16個調(diào)節(jié)片和封嚴片。收斂噴口靠16個液壓作動筒操縱,，擴張噴 3 c: a+ o$ x- l P3 B
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 6 h6 |! H) G' e2 f( P
作動改變噴口的出口截面面積,。 7 O/ M5 j, S! L6 B# }) ^
控制系統(tǒng) 基本部分為機械－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 - d4 g8 L7 C4 S! a Z2 J
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)動機的主要工作狀態(tài)的極限
1 V) E1 {. Q0 ~9 X: { 值，并有其他多種功能,。當電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,，便自動轉(zhuǎn)換由機械－液壓系統(tǒng)控制。還
3 M7 c& t. U3 M6 I$ z* k 具有多項參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng),，以及前蘇聯(lián)發(fā)動機特有的防喘系統(tǒng)和渦輪冷卻氣控制系統(tǒng)等,。 3 u% s, r3 B. R# p
AЛ-31Ф(AL-31F) / A( r2 k4 Z ]# Y
' l& T: i. r. t# P
---內(nèi)容選擇---研制情況 結構和系統(tǒng) 技術數(shù)據(jù)
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技術數(shù)據(jù) 5 u' A0 p& U$ i1 [. t7 p2 O
; I1 H3 M0 r- h9 h# C
2 Y2 r# r: Q+ D2 \- F5 H( |+ |: B最大加力推力(daN) 12258 . B7 L3 a- g9 y, E3 P% o! z
中間推力(daN) 7620 6 v6 d+ N# x& s, z( p8 S9 H4 K3 W
加力耗油率[kg/(daN·h)] 2.00
$ `( g* [" R; S/ T k中間狀態(tài)耗油率[kg/(daN·h)] 0.795 8 M4 C! K8 s! c, i3 D$ M
推重比 8.17(按前蘇聯(lián)關于發(fā)動機干質(zhì)量標準)
' G$ I1 P4 K: a 7.14(按國際上一般規(guī)定計算) 2 i, b6 `7 E* x, x o) J! W
空氣流量(kg/s) 112.0 ' z" y$ g$ H. k& s- t# b
涵道比 0.60 4 I' F8 ~, [! m% z2 M" }
總增壓比 23.8 / c# J5 d+ H8 f8 N- n: X( u% L
渦輪進口溫度(℃) 1392 ! B1 L( }+ y' Z' e* v
最大直徑(mm) 1300 7 K2 K' U! ~' d# q
長度(mm) 4950
4 x+ c8 K# j" k1 i5 e4 R" E質(zhì)量(kg) 1530 (按前蘇聯(lián)標準)
: Z! A. ?! Q0 l a5 ] 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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