第三代战斗机用大推力涡扇发动机巡礼(二)核心机衍生发展地经典之作——f110涡扇发动机

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1、维普资讯http://www.cqvip.com、、f．1．．，lF110一GE一100F110一GE-400F110-GE-129F110GE-129EFE(F110GE一13维普资讯http://www.cqvip.com空军百科上图为F110单元体结构示意。右图为F110的核心机。核心机CoPeengine有时也戚称为燃气发生器Gasgenerator，严格讲两者是有区别的。燃气发生器有单，双轴之分，通常将高压部分(高压压气机+燃烧室+高压涡轮)称为核心机。核心机可以作为燃气发生器，但双轴发动机的燃气发生器除了核心机外，还要包

2、括低压压气机和驱动压气机的那部分低压涡轮。如果研制成功一台高性能核心机，通过搭配相应的低压部份，可发展出一系列不同类型的动力装置。此外按照相似理论将核心机尺寸放大或缩小，来扩大衍生发动机的推力或功率范围。这就是所谓的“核心机衍生发展”模式。】959年美国空军开始执行“轻重量燃气发生器”计划(LightweightGasGenerator)，后改称“先进祸轮燃气发生器计划”ATEGG——这是一个由美国军方牵头，工业界等共同参与的先进航空技术预研计划。燃气发生器属于涡轮发动机的核心部分，其性能高低决定了发动机的总体水平，技术难度也最大。

3、开展ATEGG的主要目的是通过先期研究关键技术，并经装机环境下(核心机)的试验验证，进而降低型号研制的技术风险，缩短周期．减少成本。此后几十年的实践充分证明该计划的科学性，至今仍发挥着巨大作用。上世纪80年代末ATEGG被纳入著名的JHPTET项目(综合高性能涡轮发动机技术)，本世纪初美国开始实施另一项战略性的推进系统预研计划VAATE，其三大内容之一就是通用型核心机，可见ATEGG仍将作为核心工程予以重点发展。196j年GE公司在ATEGG的支持下研制出首个“先进技术核心机”一GE1，这是一台彪炳史册的功勋型号!GE1核心机由14

4、级轴流式高压压气机，环形燃烧室与2级冷却式高压涡轮所组成。主要参数：推力～22kN，空气流量32kg／s，增压比～11，压气机前五级静子可调，直径0．61m，长度1．78m。后来设计人员在GEl基础派生了三款非常重要的验证机——GE1／6，GE9和GEl／10，正是它们构筑起GE公司随后三十年里系列经典型号的基石(GE1／6~TF59一cF6；GE9一GE1／10，F101，YJ101~F404，CFM56、F110；此外TFj4／cFj4涡扇发动机也是以GE1为技术基础发展来的)。六，七十年代，通用电气在多个军用型号竞争中败给了普

5、惠公司，F101-GE-100别是当时GE仅有的大推力军用祸扇项目。F101发动机由GE9验证机改进而来，配装B一】战略轰炸机，基本参数：】55kN推力等级，空气流量f59kg／s，涵道比2、j，发动机重j8j4kg。F101是首台全面贯彻ENSIP(结构完整性大纲)要求的大型发动机，1972年7月全台发动机开始运转，1974年12月首飞成功，1976年9月完成了产品考核试验(ProductionVerification)。虽然1977年型号被迫下马，但美国军方一直在后续工程发展计划的名义下支持其研制。1981年里根政府决定重开B一

6、1轰炸机的生产线，随后军方授予GE公司一份研制合同，研制F101-GE-102发动机。1985年9月新机定型交付。完全适应核心机的支承要求。采用钛合金材料、其余为IN718不锈钢；相同的双燃油喷射杆以更好控制燃油分新型支承方案中高压涡轮后轴承采用2)短环形，高温升主燃烧室至今仍是配。三圈环形带径向传焰槽的组合式火焰中介轴承，位于高，低压两个转子之间。比较少有的高负荷设计，突扩式的进口扩稳定器保证稳定燃烧，在飞行包线内加力祸轮中介轴承最早的应用案例就是F101压器、火焰筒头部安装20个组合式的燃油工作可靠。筒体内安装全长的防振隔热衬发

7、动机，使用后能够减少发动机的承力框雾化装置(双路离心喷嘴和双涡流器混合套，起到消除高频啸声以及隔热冷却筒壁架，简化结构、减轻重量，有利于提高发杯组件)，采用先进高效的冷却技术、延的作用。动机的可靠性。然而中介轴承的安装位置长了部件寿命。燃烧室具有很高的燃烧效5)收敛一扩张式尾喷管也是．&LF404的部使其冷却，润滑条件非常恶劣，容易发生率及良好的出口温度场分布，无冒烟，污件改进而来，喷口的调整由液压作动筒和作故障，所以对轴承的制造要求很高。此外染排放少；动环控制。从审美角度出发，笔者认为它是高压转子是通过中介轴承支撑在低压轴j)高压

8、涡轮继承了F101的高温，高迄今为止外形设计最漂亮的收扩喷管。上，低压转子的稳定工作就显得极其重功、高负荷设计，涡轮叶片和轮盘部件6)发动机的调节由液压机械一电子控要。分别采用P．ene125定向凝固合金与P．ene95~制系统负责，