近日有關黎明/606所的新型發動機通過國家的定型考核的新聞引起人們的關注。其證實了殲十採用的國產動力裝置,也就是黎明/606所的渦扇十大推力高推重比渦扇發動機。也就是說殲十量產道路上最大的也是最後的障礙被消除,將在十五期間批量生產裝備部隊。事實上這很簡單:我們已經知道的WP7/WP13系列和WS9是貴州和西安搞的,而作為中國歷史最悠久,技術力量最雄厚的黎明在那裡無所事事顯然是不正常的,這比我國航空發動機工業落後形成了鮮明的對照。更何況黎明當年搞了中國唯一的大推力渦扇發動WS6.到90年代西方仍然認為生產型轟7將採用的是WS6G。可以想像當年我國放棄顯然是為了研製更先進的發動機-渦扇十。
渦扇十的研製可以上溯到80年代初。根據三步的規劃中國航空工業以空軍2000年作戰環境為背景,以前蘇聯第四代作戰飛機為對象開始新殲的技術預研。其中發動機分別F100以和F404為標準機安排了高推和中推兩個項目,這實際上反映當時對新殲發展思路的爭論,有人認為應該美蘇高低搭配的路子,有人希望研製象英法那樣的多用途戰鬥機。最後採納了前者。外界第一次知道中國研製其是在當年軍委楊尚昆副主席訪問美國的時候,其間我國曾向美國提出購買pw200發動機,敏感的海外媒介意識到中國正在研製與其相似的發動機:為降低風險在戰機試飛用時用類似的成熟發動機是國際普遍的作法。渦扇十在六五期間進入工程研製,89年完成首部樣機,90年上高空架試車。92年配備首架殲十原型機試飛。但這時國際形勢發生了根本的變化。中國的國防戰略也隨之了根本的變化作戰對象和地區有了改變.對殲十的要求也跟着變化,因此渦扇十也提升至渦扇十甲.以適應戰機重量增加了的變化.期間為了降低試飛的風險,我國從俄羅斯進口了大約十部AF31FN用於殲十的試飛.因此外界推測渦十甲的性能相當於GE的F100-GE129.渦扇十甲98年裝機試飛.今年正式設計定型.空軍和606所對其的評價是渦扇十甲的研製成功使中國航空動力系統達到國際80年代中期的水平。
WS10/10A是一種採用三級風扇,九級整流,一級高壓,一級低壓共十二級結構{3=9=1=1}的大推力高推重比低涵道比先進發動機.黎明在研製該發動機機時成功地採用了跨音速風扇;氣冷高溫葉片,電子束焊整體風扇轉子,鈦合金精鑄中介機匣;,擠壓油膜軸承,刷式密封,高能點火電嘴,氣芯式加力燃油泵,帶可變彎度的整流葉片,收斂 擴散隨口,高壓機匣處理以及整機單元體設計等先進技術。其中渦輪葉片採用定向凝固高溫合金先進材料,無餘且精鑄和數控激光打孔等先進工藝,以及對流、前緣撞擊加氣膜"三合一"·的多孔回流複合冷卻先進技術,使渦輪葉片的冷卻效果提高了二倍,而且耐5000次熱衝擊試驗無裂紋發生。WS-10的渦輪葉片雖然是定向結晶的DZ125,但採用了我國獨創的低偏析技術,其綜合性能可以和第一代的單晶高溫合金媲美。WS10的性能為:空氣進量100kg/sec,渦輪前溫度為1700-1750k, WS10加力風扇的性能的一些主要數據為如下:高、低轉子的轉速分轉別是13 kr/min,16.2 kr/min,涵道比0.5,總增壓比30,323 m/s和334 m/s,空氣流量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。另外ws10裝有614研製的fadec .
此文根據鼎盛aero.idf-2000等多位前輩的大作整理而成,謹此致謝!!
附1; WS10A AF31 F110-GE-129 主要性能比較
加力推力 {公斤} 120000 12258 12899
中間推力 {公斤} 7500 7620 7562
加力費油 2 2 2
涵道比 0。5 0。6 0。76
總增壓比 30 24 32
推重比 7。8 7。1 7。8
WS10A為估計值。
附2:
中國技術創新信息網’科技成果-航空發動機高低壓整流器自動電熱鉚機 高低壓整流器共12級,其中壓氣機整流器為9級,風扇整流器為3級,每一級整流均由外環、內環和數十隻葉片組成,葉片材料為鈦合金和高溫合金,葉片與內、外環採用電熱鉚方法連接,由於葉片型面複雜,兩端端面積相差很大,而且熱鉚時要防止變形,使電熱鉚難度很大,成了新發動機研製中的關鍵問題。1995年我們為南方動力機械公司研製成功一台自動電熱鉚機,圓滿解決了這一技術關鍵。
附3:
氣膜與發散冷卻渦輪導向葉片的設計與試驗研究
全氣膜冷卻與發散冷卻是先進的高溫渦輪冷卻技術。本文介紹了一種全氣膜 冷卻和一種發散冷卻渦輪導向葉片的設計與試驗研究。兩種葉片分別採用多孔 蒙 皮和絲網蒙皮同骨架組合的結構。文中介紹葉片的設計思想和基本結構形式以及為滿足規定冷卻效果所做的傳熱與流體動力計算分析。研究過程中還做了冷卻效果試驗和模化分析。獲得了兩種葉片的冷卻特性試驗結果和葉片表面溫度分布,提出了近似的模化關係式。試驗表明,這兩種葉片都達到了設計規定的冷卻效果。通過熱疲勞試驗和平面葉柵風洞試驗,還得出了兩種蒙皮結構與焊接質量對葉片抗熱疲勞能力的影響,葉片冷氣出流形式和狀態對葉柵流通能力、出氣角和葉型損失的影響規律。
鈦合金風扇轉子電子束焊接工藝
該成果針對某發動機研製需要,在我國第一次成功地把電子束焊接技術應用於高精度、薄壁大尺寸的發動機重要承力旋轉構件-鈦合金風扇轉子。研製中重點突破了多項關鍵技術:改進了焊機的控制系統、真空系統等,使主要焊接參數控制精度達到國際先進標準;探索出焊前酸洗、防護飛濺及穿透電流損傷零件的可行辦法;優先出最佳焊接參數;對焊接變形控制採取了有效措施。
發汗冷卻葉片210小時試驗
通過長期運行考核冷卻孔設計及骨架和蒙皮的強度是否適用、蒙皮抗堵塞性能、蒙皮與骨架的焊接性能以及試驗台對高溫試驗的適應性, 經210小時試驗, 上述目的的全部完成。證明發汗冷卻葉片用於航空發動機做導向葉片是完全可行。
第一級風扇空心整流葉片加工新工藝
一級風扇空心整流葉片, 材料為TC4, 全長340毫米, 中間有一個通風通油的台階扁孔, 毛坯是精鑄件。由於葉片尺寸大, 技術比較複雜, 以往試製時報廢率很高。針對產生廢品的主要原因一型孔壁厚難以保證的狀況, 改變了老的工藝方法, 把型面定位改為型孔定位, 對所有按型面定位夾具和測具進行了改裝,採取了一系列措施, 使型面壁厚得到了保證, 合格率達到100%, 為國家節省了大量的財力物力。