涡扇-10

维基百科,自由的百科全书
(重定向自涡扇10
跳转至: 导航搜索
WS-10
型式 涡轮风扇发动机
製造國 中国 中华人民共和国
製造者

涡扇10,简称WS-10,代号“太行”,是由中国一航沈阳发动机设计研究所设计的军用涡轮扇发动机,研究过程长达近20年。中国计划在歼-11B/BS上全面使用涡扇10,以替代AL-31發動機[1]涡扇-10发动机预计装备歼-10B歼-11B歼-15歼-16[2]

開發[编辑]

太行發動機的研發計畫可回朔至三機部主導1964年到1984年與歼-9歼-13强-6等配套,最終一同終止研發的渦扇六發動機。雖然最終沒有成功,但瀋陽黎明發動機廠仍在這數十年間多少儲蓄了開發渦輪扇發動機的技術人員。1987年,渦扇-10由瀋陽發動機設計研究所(後改稱606所)負責啟動研發計畫,渦輪機段技術從1982年授權生產的CFM56渦輪扇發動機轉用,CFM56的技術則是自美國通用動力F101渦輪扇發動機改良而來,後燃機段則是引入AL-31發動機的技術;渦扇10的基本科技可說是1970年代美蘇兩國發動機的合體。

渦扇-10在開發中如何將CFM56改造成戰鬥機用的渦輪段,目前尚無公開資料說明;渦扇-10在1987年开始进入验证机研制阶段,1989年驗證機首次試車,1993年完成。1992年10月验证机在086号飞行台上开始试验,但解放軍並不滿意初期的太行發動機性能,606所因此在1997年研制強化動力的渦扇10A (飞行前试验阶段),考虑将其作为歼-11歼-10两种战机的动力,并申请了一架苏-27作为试飞平台。可以说这是一个极具风险的试验,一旦渦扇-10A试验失败,对中国国防和发动机发展都将造成无法弥补的损失。1997年渦扇-10A的開發開始進行。

2000年10月624所高空台具有了大推力发动机的试验能力,随后开始高空台试验。装机首飞是在2001年7月,2002年6月装单台渦扇-10A的殲-11戰鬥機實施首飛測試。2003年12月改裝两台渦扇-10A的歼-11A試飛,2003-2004年間,殲-10原型機開始實驗性換裝渦扇10A測試。2005年5月11日开始定型持久试车,2005年11月10日通过长久初始寿命试车,2005年12月28日完成定型审查考核。2006年宣稱即將進入量產,隨後在新出廠的殲-11B戰鬥機上陸續看見採用渦扇10A的機型。

渦扇-10A的涡轮前温度已从原有WS-10的1747K提高到1800K,推重比也由原来的7.5提高到8左右,推力也由132KN提高到135KN(最大推力138KN),达到了90年代的世界先进水平。2006年宣稱即將進入量產,隨後在新出廠的殲-11B戰鬥機上陸續看見採用渦扇10A的機型。历经20年研制出来的渦扇-10发动机,在中国当时的经济环境和技术环境下是非常不容易的。渦扇-10A发动机整体性能都接近于美制F110-GE-129IPE(F110渦輪扇發動機的改进型)。

技术细节[编辑]

涡扇-10/10A是一种采用三级风扇,九级整流,一级高压,一级低压共十二级,单级高效高功高低压涡轮,即所谓的3+9+1+1结构结构的大推力高推重比低涵道比先进发动机。黎明在研制该发动机机时成功地采用了跨音速风扇;气冷高温叶片,电子束焊整体风扇转子,合金精铸中介机匣;静压油膜轴承,刷式密封,高能点火电嘴,气芯式加力燃油泵,带可变弯度的整流叶片,收敛扩散随口,高压机匣处理以及整机单元体设计等先进技术。

在涡扇-10的早期型上,其高压涡轮叶片采用的是DZ-125定向凝固合金,但定型批产估计会采用DD6单晶合金,涡轮盘早期型应用的是GH-4169高温合金,如今已经开始应用FGH-95粉末冶金。高低压涡轮采用对转结构,这在第三代发动机上是极其罕见的,美国也只是在第四代发动机普惠 F119F/A-22猛禽战斗机所使用的发动机)上开始采用了对转结构,这种设计能减少飞机作机动飞行时作用于发动机机匣上的载荷,使机匣可以作得轻些;还可以省去低压涡轮导向器,使发动机零件数、长度、重量均减少。

涡扇-10A的最大推力在138KN,推重比>8,涡前温度1800K,这么高的涡前温度在三代发动机中也是少见的。旁通比0.78:1,风扇是3级轴流式,可变弯度进口导叶,压比3.4。压气机采用9级轴流式高压压气机(压比12,绝热效率85),高压压气机0~3级静叶可调,5级后放气,燃烧室是短环形带气动雾化喷嘴,高压涡轮是1级轴流式,低压涡轮是2级轴流式,加力燃烧室是V形加径向混合型火焰稳定器,尾喷管是收敛-扩张可调喷管控制系统,这是中国首次在发动机上采用这种喷管,估计以后会换装中国自己的全向推力矢量喷管(AVEN)。发动机控制系统早期型采用电子数模混合控制系统,后期将采用电子全权数字控制系统(FADEC),支承系统为高壓渦輪段为1-0-1,低壓渦輪段为1-1-1。

从国际发动机的情况来看,航空发动机基本分成三大类,即小推力发动机推力一般在3000公斤以下;中推力发动机推力一般在6000-9000公斤;大推力发动机推力一般在11000公斤-15000公斤,涡扇-10无疑是大推力发动机。

衍生型[编辑]

根据上市公司网上公开资料显示,截至2009年底,该发动机共衍生出A、B、C、D、G、H六种型号,[3]其中G、H兩型的生产日期在该报告发表之后。

根据申银万国的报告,各型号的参数如下:

型号 推力 生产日期
WS-10A 132kN 2005年
WS-10B 135kN 2008年
WS-10C 100kN 2008年
WS-10D 120kN 2008年(定型)
WS-10G 155kN 2009年
WS-10H 125kN 2010-2012年

该型发动机的早期型号与装备F15F16F100涡轮扇发动机F110涡轮扇发动机类似,属于推重比在7:1至9:1之间的大推力涡扇发动机。其下一代发动机据传闻应为设计推重比在10:1以上,推力在180千牛以上的涡扇-15发动机。

外部连接[编辑]

引用[编辑]