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發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)新動(dòng)態(tài)) a7 ]# ]( ]& o2 m
楊國(guó)才 伍 玥 范 怡% d8 I5 c1 ?7 m) M1 z) L8 q% K" ^! C
成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所 成都' [7 [$ `( N6 W$ n3 U
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AL_31F發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)新動(dòng)態(tài)- t6 A/ C7 ?/ E& e
成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所 楊國(guó)才 伍 王月 范 怡, X3 A+ \( O$ a
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附：* M0 O8 L6 T1 K9 R1 g$ n
AL-31F技術(shù)數(shù)據(jù)
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AЛ-31Ф(AL-31F)
; [, U+ K. A$ v$ Q. \- c& ~" U- n' I( L7 @
結(jié)構(gòu)形式 雙轉(zhuǎn)子加力式 2 Z, V: s0 f" ~2 ]! T7 I
推力范圍 加力12258daN、中間7620daN。
4 v1 S. z6 b6 c4 a3 `! f現(xiàn) 狀 生產(chǎn)
M' E1 {: j1 M8 g5 f價(jià) 格 300萬(wàn)美元 1 A7 d! v0 p/ X X" B6 e
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(shí)的動(dòng)力裝置(機(jī)上裝6臺(tái))。改進(jìn)型還用于蘇-35等飛機(jī)上。
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% Y. ]1 w! T- y) N9 N! k! g5 F$ m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(dòng)機(jī)。在研制中曾遇到極大的困難。一是超重。起初，發(fā)動(dòng)機(jī)有4級(jí)風(fēng)扇、12級(jí)高壓壓氣機(jī)、2級(jí)高壓渦輪和2級(jí)低壓渦輪共20個(gè)級(jí)。結(jié)果發(fā)動(dòng)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(jí)，但高壓壓氣機(jī)減為9級(jí)，高低壓渦輪各為1級(jí)，總級(jí)數(shù)降到15級(jí)，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(lái)采用每減重1kg獎(jiǎng)勵(lì)5個(gè)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(lái)決定接受這個(gè)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(guò)5名領(lǐng)導(dǎo)。在1976～1985年期間，共解決了685個(gè)難題。AЛ-31Ф設(shè)計(jì)中共獲得128項(xiàng)專利，使用51臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，總運(yùn)轉(zhuǎn)22900h，其中臺(tái)架試車(chē)16625h，試飛6275h。
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; Q% y4 i* d5 X+ e) ~ 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(jiàn)詳細(xì)報(bào)道。 7 d4 Q* F3 L! w, y4 [0 v/ Q
AЛ-31Ф(AL-31F) 8 B9 c% t7 u9 x0 X3 e
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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)
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9 \5 f4 z- H4 S6 y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(gè)可變彎度的進(jìn)口導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片前緣固定，由來(lái)自高壓
" U6 G7 V3 {) ^' O 壓氣機(jī)第7級(jí)的空氣防冰，后部則為可調(diào)葉片。 , p: n" G& @5 k
風(fēng) 扇 4級(jí)軸流式，增壓比為3.6。整個(gè)風(fēng)扇為全鈦結(jié)構(gòu)。前3級(jí)轉(zhuǎn)子葉片帶有阻尼凸臺(tái)。整個(gè)風(fēng)
6 [# k( N# v* D0 T; v' M/ G 扇轉(zhuǎn)子用電子束焊焊為一個(gè)整體構(gòu)件。第4級(jí)轉(zhuǎn)子葉片對(duì)應(yīng)的外機(jī)匣上，帶有機(jī)匣處理環(huán) - d+ w# v1 R- Z# K3 Z, z. G
腔，開(kāi)有400個(gè)斜槽，用以提高風(fēng)扇的穩(wěn)定工作裕度。第4級(jí)出口整流葉片為雙排的串列葉 - R- ?- V& u( c2 W* K
柵。
& A1 n- {, a6 Z7 `高 壓
! Q$ n% P& f0 u& C+ E' [壓 氣 機(jī) 9級(jí)軸流式。第1～3級(jí)盤(pán)用電子束焊焊在一起，而第4～6級(jí)盤(pán)同樣用電子束焊焊為一個(gè)整 * @# U+ A3 P$ }
體。第7～9級(jí)則為單盤(pán)，而用長(zhǎng)螺栓與6級(jí)盤(pán)連在一起，第1～6級(jí)盤(pán)為鈦合金構(gòu)件，第7～ # Q& Y& B* o) X
9級(jí)則用耐熱合金制成。第1～5級(jí)轉(zhuǎn)子葉片用鈦合金制成，第6～9級(jí)轉(zhuǎn)子葉片用耐熱合金 " } ~/ g: c. y% b* h& i
制成。所有9級(jí)的榫頭均為環(huán)形燕尾槽式榫頭。進(jìn)口導(dǎo)流器和1級(jí)導(dǎo)流器均由鈦合金制成并
0 G0 w J. U# e 裝在一個(gè)由鈦合金制成的前機(jī)匣上。進(jìn)氣導(dǎo)流器和第1～2級(jí)導(dǎo)流器，共三排是可調(diào)的。1 / |# \( p: n' T/ W
～8級(jí)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。
# M+ Q: c5 b* C3 p+ W, D燃 燒 室 環(huán)形。有28個(gè)雙油路離心式噴嘴，兩個(gè)點(diǎn)火裝置和半導(dǎo)體電嘴。
2 f M5 R# Y. o渦 輪 高低壓渦輪均為單級(jí)。高壓渦輪導(dǎo)向器共有14組，每組3個(gè)葉片。高壓渦輪轉(zhuǎn)子葉片共90 & F* S7 _7 w9 _, B7 a( n8 K
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(gè)葉片。轉(zhuǎn)子葉片 2 R% {3 c& z d. I" d$ w/ i* |* f
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 # F6 l i- s4 |5 x1 \% N' J
段由鈦合金制成，三段間以“叉型”結(jié)構(gòu)用徑向銷(xiāo)釘連為一體。高、低壓渦輪的4排葉片 " w' y! x0 I* o+ r3 N6 p( j
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%， 9 `5 {, U8 z% O0 P* z0 e \2 {7 W6 h
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) ! T: I( N& M# z
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，
, c. T5 ^, \# p$ M 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 . L+ Y5 n7 e- S; [) P: Y) k
輪盤(pán)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
$ T1 |8 E* i" D" ~ 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(pán)上的一些徑向斜孔的泵效應(yīng)增壓，
1 a" ?: n9 a0 B& V+ h H 再進(jìn)入低壓渦輪葉片。 # @" T: P, U) V7 G
加 力
4 ^9 z3 b, |+ B( h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(dòng)區(qū)，采用“熱射流”方式點(diǎn)火。火焰
+ Z; c: |! w) m0 p0 _ 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(zhǎng)防振屏并在內(nèi)尾錐處
( L, o- C" U; a 開(kāi)有大量的防振孔。 ( r k7 X) u8 M$ j$ y
尾 噴 管 收斂－擴(kuò)張式噴口，各有16個(gè)調(diào)節(jié)片和封嚴(yán)片。收斂噴口靠16個(gè)液壓作動(dòng)筒操縱，擴(kuò)張噴 % x" L! C7 z" K) k3 |/ i) A
口則靠16個(gè)周向氣壓作動(dòng)筒形成的環(huán)形“束帶”固緊，隨著噴口落壓比的變化，靠氣動(dòng)力
" d4 y3 W& w4 i: ~0 r6 L 作動(dòng)改變噴口的出口截面面積。 5 P9 Y% b1 K( E$ B9 X4 \# K
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
5 p4 D- M' R& O. H+ t 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(dòng)機(jī)的主要工作狀態(tài)的極限 ; G- U$ s; M/ V
值，并有其他多種功能。當(dāng)電子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，便自動(dòng)轉(zhuǎn)換由機(jī)械－液壓系統(tǒng)控制。還 9 R8 K- x% o3 s6 c0 J! Q
具有多項(xiàng)參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以及前蘇聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)特有的防喘系統(tǒng)和渦輪冷卻氣控制系統(tǒng)等。 7 K, V8 M( h( n5 o+ R) {% A5 P$ R
AЛ-31Ф(AL-31F) ) o8 L2 ^1 c+ W8 o: R# p8 a; d
: o) s: T! Z6 {" g- W5 y
---內(nèi)容選擇---研制情況 結(jié)構(gòu)和系統(tǒng) 技術(shù)數(shù)據(jù) 9 S& C/ O; G8 F$ g" u# ^& D) A7 n
8 k+ L0 D+ F, C) k2 q技術(shù)數(shù)據(jù) 7 x6 h2 D, m4 e4 t/ t
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最大加力推力(daN) 12258
r |' n0 p2 M; p4 J* u中間推力(daN) 7620 7 W4 [. j# n0 z5 O4 p D7 J
加力耗油率[kg/(daN·h)] 2.00 & d- c s1 j$ y* H# S
中間狀態(tài)耗油率[kg/(daN·h)] 0.795 / ~1 J3 W. ~/ G! C4 Y: E# O
推重比 8.17(按前蘇聯(lián)關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)干質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))
+ u: s% L$ ^' R" M 7.14(按國(guó)際上一般規(guī)定計(jì)算)
4 B2 O# S( |: _. W% z6 [# L空氣流量(kg/s) 112.0 ! T0 i3 t; |/ {
涵道比 0.60
$ J Z6 [6 M& l# y4 N2 U$ D總增壓比 23.8
9 L; r2 A4 B6 u7 A渦輪進(jìn)口溫度(℃) 1392
. M7 c p! _6 C* f) Z" N0 f n+ O( I最大直徑(mm) 1300 % \8 W2 p. F: ^$ Z! G8 M; w
長(zhǎng)度(mm) 4950
* g9 O. a0 B3 G2 Q' L/ _8 V2 N質(zhì)量(kg) 1530 (按前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)) / w+ |: E! L+ n/ H! C8 |
1750 (按國(guó)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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