GE公司变循环发动机的发展

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1、第4l卷第2期2015年4月航空发动机AeroengineV01．41No．2Apr．2015GE公司变循环发动机的发展刘红霞(中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：综述了GE公司自20世纪60年代至今所研制的5代变循环发动机(VCE)的发展历程、性能特点和结构特征。对第1代VCE的可调面积涵道引射器的结构及性能、第2代VCE的核心驱动风扇级的演变历程及结构特征和第5代变循环发动机的“叶片上的风扇”(FLADE)结构形式进行了详细描述，对目前已经研制成功但尚未工程应用的F120变循环发动机进行了介绍。关键词：变循环发动机；可调面积涵道引射器；核心驱

2、动风扇级；可控压比发动机；转子叶片上的风扇中图分类号：V235．13文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnk1．aeroen91ne．2015．02．020DeVeIOpmentofVariableCycIeEngineinGELIUHof培一妇a(AVIcshenyangEn百neDesignandResearchInsdtute，shenyang110015，china)Abstract：DeVel叩mentcourse，perf0Hnanceandstnlcturefeaturesoffivegenerationsv耐ablecycleen西nes

3、ⅣCE)inGEweresummarizedsince1960s．StmcturesandpedIo肿ancesofvariablea畿abypassinjectoroftllefirstgenerationVCE，evolutionandstmcturalfeaturesofcoredrivenfanstageofthesecondgenerationVCEandtIleFLADEstmcturefortllefi仙generationVCEweredescribedindetail．Fanally，theF120VCEwhichhasbeendeveloped

4、successfullybutwithoutengineeringapplicationwasintmduced．Keywords：VCE；variableareabypassinjector；core—ddvenfanstage；controlledpressureratioengine；FIADEo引言1第1代VcE——采用VABlVCE(V撕ableCycleEngines)是指通过改变发动机某些部件的几何形状、尺寸或位置来改变其热力循环的燃气涡轮发动机。利用变循环改变发动机循环参数，如增压比、涡轮前温度、空气流量和涵道比，可以使发动机在各种飞行和工作状态下

5、均具备良好的性能。尽管VcE的研制难度极高，如面临着飞／发一体化设计、部件匹配、发动机模态转换和多参数优化等技术难题，但因其可广泛应用于军用战斗机、民用／垂直起降飞机和高超声速飞行器嗍等，得到高度关注。GE公司在推进系统创新和新概念发动机的实际应用方面一直处于领先地位，对变循环发动机的研制优势尤为明显。本文重点介绍了GE公司各代次VcE关键结构部件的研制情况。可调面积涵道引射器(VABI)[q是GE公司第1代VcE的关键构件。1976年2月，在1台经改进的YJl01发动机上进行了双涵道变循环发动机试验。该低涵道比涡扇发动机采用后VABI，可在发动机工作范围内平衡风

6、扇和涡轮出口静压。1．1VABl简介VABI是1种有效的可调面积混合器，用于核心流和涵道流掺混的分界面处，可改变二者的相对比例，若其位于喷管内，则称后VABI同。其主要功能是以能独立于喷管内空气的工作状态控制风扇的工作线，经实践证明，后VABI在某种程度上能独立于核心机系统来控制风扇系统。采用后VABI的VcE专利结构如图1所示嘲，其结构包括VABI的密封件和阀。收稿日期：2014一03—03基金项目：国家重大基础研究项目资助作者简介：刘红霞(1976)，女，高级工程师，从事航空发动机和空天动力情报研究工作；E—mail：印plecente国163_com。弓＼愚

7、格式：刘红霞．GE公司变循环发动机的发展【j1．航空发动机，2015，4l(2)：93—98．u田Hon曲a．Devel叩Hmntdvdablecycken西neinGEH】．Aeroengine，20J5，4Jf2)：93—98．航空发动机第41卷L：图1采用后VABl的变循环发动机结构／1．2VABI的工作原理以往GE公司的VCE(如混排涡扇发动机)要求核心和涵道气流掺混时有相等的静压值。随着单、双涵道VcE的发展，转换阀打破了静压平衡的限制条件，使后部涵道和排气系统的复杂性增加。无需关闭vABI涵道通向主排气流的人口，仅需改变静压平衡平面的面积，即可维持涵道

8、气流与核心