太行发动机的性能怎么样!
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发布时间:2022-04-22 18:36
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时间:2023-10-24 22:18
太行发动机,也叫涡扇10系列发动机。太行发动机的1978年预研,1987年立项,2005年12月28日完成设计定型审查考核,历时27年。太行发动机是中国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机,它结束了国产先进涡扇发动机的空白。太行发动机由中国航空研究院606所研制,是国产第三代大型军用航空涡轮风扇发动机。采用大推力涵比及全自动数字化控制系统,推力达到12000KGF-14000KGF(公斤力9.8N/Kg)
)*风扇为带进气可变弯度导向叶片的跨音速气动设计,采用悬臂支承,不带进气变弯度导向叶片;超塑成型扩散连接的进气机匣,是国内该项设计技术的全新突破;
2)两级低压涡轮为复合倾斜弯扭的三维气动设计,低压涡轮两级导向叶片均为空心、三联整体无余量精铸结构,与高压涡轮对转,其效率达到当今国际先进水平。
3) 太行的空心叶片,606所集中国内最优秀的设计、材料、工艺、加工、检测等方面的专家组成了“国家队”,经过8年的潜心研究、试验,终于掌握了这种被誉为现代航空发动机“王冠上的明珠” 的尖端技术。借鉴了国际上先进的气膜冷却技术,大胆采用了复合气冷空心涡轮叶片。它不仅包括先进的设计技术、高温材料技术,还包括定向凝固技术、无余量精铸技术、五坐标数控打孔技术、磨
在第七届珠海航展上展出的太行发动机(7张)
粒流光整技术、无损检测技术、冷却试验技术、高温涂层技术。
4)“太行”发动机复合材料外涵机匣是复合材料技术在国内航空发动机上的第一次应用。是国外*发动机技术,填补了国内航空发动机技术的空白;复合材料外涵机匣比钛板焊接结构的外涵机匣重量减轻30%,而且比强度、比刚度更高,疲劳寿命更长,更耐腐蚀。
5)加力燃烧室为“平行进气”式,工作范围宽,重量轻,流体损失小,采用分区分压供油方案,保证了在发动机工作包线内的可靠点火和稳定;
6)第Ⅳ级和Ⅷ级高压压气静子叶片,在国内首次实现了高温合金叶片的冷辊轧。研制成功的GH4169合金Ⅳ级至Ⅷ级静子叶片冷辊轧填补了国内高温合金叶片冷辊轧技术的空白。2004年12月底完成攻关,在国际上处于领先地位。
7)尾喷口为全程无级可调收敛扩散喷口设计,填补了国内的空白。不过收扩喷口精铸件平均合格率仅为54%,尚需进一步提高。
8)“太行”航空发动机涡轮后机匣电子束焊接,无论是工艺安排还是零件交付质量都无可挑剔。
9)将纳米氧化锆技术应用于热障涂层,给“太行”发动机高压涡轮导向叶片以及低压
在第八届珠海航展展出的太行发动机
一、二级导向叶片穿上了一层性能优良稳定的“保护衣”,达到了世界热障涂层技术应用的最前沿。2005年5月,完成该技术工程化,在“太行”发动机叶片上应用。2005年8月,用纳米氧化锆热障涂层技术喷涂的高压涡轮导向叶片解决了烧蚀问题,顺利通过了“太行”发动机长期试车考核。
10)首次采用整体铸造钛合金中介机匣;其技术难题最终由北京航空材料研究院解决。
11)“太行”发动机试验初期所用的控制系统是数字电调系统,但其在稳定性、可靠性和抗干扰性等方面还不够成熟,因此改为机械液压方案,1998年12月,该方案装机试车,经过严格的考核验证,能保证发动机可靠工作。原来的数字电调方案则改为第二案,待发展成熟后再取代机械液压控制方案。
12)在“太行”发动机原型机研制阶段,高压涡轮盘采用了粉末冶金的新材料,但由于国内相关技术尚未完全成熟,从定型批这种材料被换掉。
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时间:2023-10-24 22:19
技术指标 1、旁通比(BPR)= 旁通的气体质量 / 流进核心机的气体质量。高BPR意味著更少的空气流过核心机,所以提高总压缩比就越容易,这是涡扇喷射引擎的基本想法。根据推进效率,涡轮扇引擎在亚音速飞行中,BPR越大,燃油耗油率越低。另一方面,低BPR说明更多的空气流过核心机,在超音速飞行中,在加力状态下,低BPR能使单位流量推力增加,燃油耗油率降低。
2、总压缩比(TPR) = 压气机后出口压力 / 压气机前进口压力。高总压缩比使压气机和进气装置的调节成为必要,且越来越复杂。高总压缩比也使涡扇引擎的压气机稳定性裕度面临极大考验,压力越大越容易造成失速。所以远程轰炸机或民航机因为不须作激烈的机动,不需极复杂的调节装置,可由提高TPR,来降低燃油耗油率,增加航程。但对于战斗机,提高TPR 必须有节制。例如F119的TPR = 25,EJ200 TPR = 26。B 1引擎的TPR > 30。F100-PW-229受限于基本设计,将TPR从原来的25提高到34,推力增加但重量也增加,推重比不变。与其一味提高TPR,不如以最少的压缩级数来达到所需的压缩比。
3、前涡轮进气温度(TIT),战机引擎的发展是通过提高TPR与TIT,来增加推力,降低燃油耗油率。TIT的提高,加上良好涡轮效率,高温气体足够有效带动涡轮的运动,所以涡轮级数可降低。在研制时,AL-31F超重,将均为二级的高低涡轮,各改为单级,导致涡轮效率比设计值低4%,通过提高TIT从1350C到1392C来补偿。BPR的选择与TIT的极限有密切关系,在相同的TIT*下,例如 1600~1700K的极限下,战斗机的 BPR应选择0.15~0.5之间,TPR = 20~30。
由于军用引擎设计参数不容易取得,但通过几个特徵约可一窥全貌:
推重比(T/W),TIT,TPR,BPR
第一代涡轮喷射引擎的特征(用于Mig-17,Mig-19):TIT ~ 1150K,TPR = 4~6。
第二代涡轮喷射引擎的特征(用于Mig-21):TIT = 1200~1250K,TPR = 8~10。
第三代涡轮喷射引擎的特征(用于Mig-23):TIT = 1400~1450K,TPR = 13~15,T/W = 5.5~6.5。
*涡扇喷射引擎的特征(用于F-16或Su-27):TIT = 1600~1700K,TPR =20~25,BPR ~ 0.6,T/W ~8。主要性能 涡扇10性能如何?对其设计可说一无所知。但燃气涡轮研究院有几篇研究报告,提到*压气机,应指LPC。至于级压缩比未知,608所研制的 WJ9用来取代Y-12上P&W的PT-6A-27涡桨发动机,其单级轴流压缩比是1.51。以此水准计算,*LPC可获得3.44的压缩比, AL-31F四级LPC获得3.6(级压缩比1.377),印度GTX-35VS*LPC为3.2(级压缩比1.474)。叶片的三维黏流体设计,631所与西北工业大学研究水准不差。GTX-35VS(3 LPC + 5HPC)的TPR~21,AL-31F的TPR~24(4 LPC + 9HPC),F100-PW-100的TPR~25
(3 LPC + 10 HPC)。最合理的推论是涡扇10的TPR约为在25。至于级数。涡扇10装有无锡航空发动机研究所研制的FADEC,AL-31F为机械液压系统,F100-PW-129装有FADEC。 燃烧器确定是短环喷雾式,与WP-13比,其长度可减少1/2。涡扇10涡轮装置DD3镍基单晶高温合金涡轮叶片是确定的事,7.5末期的DZ-4是定向凝固高温合金。定向凝固高温合金藉由柱状晶的同方向凝固,将细长的柱状晶朝凝固方向平行涡轮叶片运转产生的离心力。但其最大缺点是,涡轮叶片有中空部分,某些部位壁薄,在凝固时柱状界面之间容易产生裂缝,使得制造上受到*。至于镍基单晶合金,在镍的 Gamma固溶态中,有大量分散结晶构造稍为不同的Gamma基本态,只要将这种结晶单晶化,在定向凝固合金中,增加Gamma基本态,提高高温强度。镍基单晶合金基本上消除定向凝固高温合金的*。F119的涡轮叶片是用第三代单晶作的,DD3可能是第一代。
单晶涡轮叶片的意义是能忍受更高的前涡轮进气温度。也就是说,单级高压涡轮与单级低压涡轮就足以产生足够的效率,推动压气机的运转。而不需要像 F100-PW-100一般,用二级高低涡轮。F100的后续系列因受限于基本设计,无法更动,只能不断完善部件效率,提高性能。印度GTX-35VS也是采单级高低涡轮,其叶片是用定向凝固高温合金,后续发展型才用单晶涡轮叶片。
涡扇10的旁通比,如果TPR为25,那么旁通比约在0.5与0.6之间。更低的旁通比,表示要压缩更多的空气,难度越大,除非增加级数。换言之涡扇10的高空高速性能比AL-31F有提高。
涡扇10的推重比高于8应该没问题,与AL-31F比,因为涡扇10有比AL-31F更有效的压缩机,单晶涡轮叶片比AL-31F的涡轮叶片更能忍受高温,引擎控制系统也比较先进。总之,涡扇10的压缩机用多少级来产生多少的总压比是判断性能的关键。
网上经常有人将涡扇10与涡扇10A混淆,其实两者之间有本质的区别,最大区别就是核心机的不同,当然空气流入量、涡轮温度、推比、推力都不尽相同。其中涡扇10的全加力推力比涡扇10A的要小,涡扇10早在九十年代中期,就在歼十与SU―27上试验,该机已于2000年定型。涡扇10A于98年装在歼十上首飞,并进行过长达四十分锺的超音速试验,在2000年第一次装在SU―27上试验,在与AL― 31F混装试飞当中,曾发生空中熄火险情。涡扇10A正随歼十的预生产型进行边试飞边定型试验,估计2004年能够随歼十正式生产定型,2005年随机大批量入役。
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时间:2023-10-24 22:19
总体性能指标超过俄罗斯AL31.比他略高。因制造工艺不合格,已经从沈阳黎明发动机厂,转往西安红旗发动机厂制造了。
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时间:2023-10-24 22:20
反正没有俄罗斯的老发动机AL31F好,推力不够。
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时间:2023-10-24 22:20
大体接近俄制AL31F,可靠性还不足