深度太行发动机对舰载机影响二 一方式助起降航母.docx

1、深度太行发动机对舰载机影响二 一方式助起降航母深度：太行发动机对舰载机影响(二) 一方式助起降航母资料图：王伟所在海航部队已批量换装新型歼11B重型战机为了更好的为读者呈现多样军事内容，满足读者不同阅读需求，共同探讨国内国际战略动态，新浪军事独家推出深度军情版块，深度解读军事新闻背后的隐藏态势，立体呈现中国面临的复杂军事战略环境，欢迎关注。(接上文)五、太行的艰辛与遗憾由于我国航空工业基础较弱，工程经验不足，某些三代机使用的典型技术在我国或者小批试用阶段，大规模应用尚需时日。例如大直径粉末冶金盘、单晶涡轮叶片、全权限数字式控制等。 我国研制的第一代大直径粉末冶金盘，其技术状态尚不稳定，制造工艺

2、还欠成熟，因此定型批的“太行”涡轮盘材料仍旧是GH4169镍基变形高温合金，这势必限制了发动机的性能发挥，也不利于型号寿命。目前，“太行”的控制系统仍是液压机械-模拟电子混合式，相当于前苏联80年代中后期的水平，而西方的发动机早就用上了数控装置(F119使用的是第三代“双-双”余度FADEC,即两个FADEC装置同时控制)。随着航空技术的进步，控制系统已不再是简单的“供油附件”，而是对保障发动机稳定运行、性能发挥起着决定性作用。“肌肉发达、头脑简单、反应迟钝”的型号亳无疑问是失败的设计！当代先进控制系统是集光、机、电、信息与控制技术于一体的高科技产品，技术难度大，研发费用高，国外资料统计，大中

3、型发动机控制系统的研制费用要占到全部研发经费的15%-25%。过去很长时间，我国对发控技术的重视程度及研究力度都不够(国内一直存在着“重性能、轻结构，重主机、轻系统”的倾向，在型号研制中通常要到验证机、甚至是原型机阶段才考虑控制等系统的研制)，工程经验主要来自仿制与改型国外的成熟产品，技术储备也无法满足型号需要。在研制“太行”时就遇到了控制系统瓶颈，以致不得不暂时放弃先进却不稳定的数字电调，通过借鉴AL-31燃调的设计经验，并经适当改型后应用于“太行”发动机。虽然地面试车时发动机表现正常，可随着试验范围的逐步扩大，到髙空模拟试验及试飞阶段(尤其是在高空小表速区域)就暴露出起动、加速性能差等问题

4、。后经修改设计，加速性有所改善，但是一系列新问题又接踵而至-地面起动时间长、热天条件下起动困难、空中起动性能恶化等严重问题，直接影响了型号的研制进度与最终定型。简单地说，引起上述问题的根本原因是移植的“斯拉夫大脑”与“盎格鲁撤克逊血统的身躯”发生了“排异”。当初引入AL-31燃调系统时，我国还没有掌握三代机控制系统的设计技术，试验设施也落后，而型号进度又限制了设计人员对原型机控制原理的深入研究，所以有不少参数就直接采用了原准机的设计值。事实表明，这种做法给“太行”研制带来了不小的麻烦(说到底，“太行”的控制与主机技术都是建立在“舶来品”基础上的，要把两种不同风格的产品揉合一体、特别是无缝隙匹配

5、，必须在“吃透”原型设计的前提下方能实现，其难度不亚于全新研制。资料图：近日，网络上曝光了一组中国空军歼-10与歼-11战斗机进行空中对抗训练的画面。可以看到战斗场面十分激烈，歼-10战斗机突然做出大机动左转意图摆脱后方歼-11战斗机的锁定，歼-11也同时减速向右下方大角度机动，欲内切再次获得攻击占位。(鸣谢：超大军事 zhang81zhang)针对“太行”加速和起动性能差等问题，沈阳606所与西安113厂等参研单位进行了艰苦的联合攻关，前后研究验证了3套改进方案。通过大量地面和高空台的对比试验，最终第三套方案被确定为控制系统的定型状态。试验结果显示，改进方案(同时还换上了增大功率的燃气涡轮起

6、动机)与发动机配合情况良好：“地面冷、热起动兼容且起动时间相对缩短，在髙空台、45C的条件下，均能够在型号规范规定的时间内可靠起动，在3570米高原，常温和高温起动都能够成功；高空小表速加速性问题得以根本解决(加速时间达到规范要求值，没有出现转速不跟随的情况)；惯性起动、风车起动的可靠性比原方案有了较大提高。”随后又进行装机试飞，同样取得了满意的结果。采用改进型控制系统的具体成效表现为：地面起动时间从原来的90秒减少到60秒即可保证全部起动成功；髙空小表速加速性差的问题彻底解决，空中加速时间缩短到8秒以内，和AL-31相当；空中起动可靠性大幅改善，据有关资料介绍，经试验得到的可靠风车起动左边界

7、高度69千米，表速范围在500?550千米/小时，相当于AL-31的水平，优于F110-GE-400。此外，经修改髙压压气机导叶角度，消除了“太行”在外场试飞中曾经出现的“响声”问题解决“太行”控制设计中的关键性难题为型号设计定型扫清了最大障碍，同时也探索出一套宝贵的控制系统工程设计方法，对于大推力发动机的加速、起动规律设计具有普遍的指导意义。“太行”舰载改型的挑战“逆水行舟，不进则退”一在庆功的同时我们也要清醒看到，已落后在起跑线上的“太 行”发动机，其稳定性、成熟性相比俄制型号仍处于下风。我国舰载机的装备数量有限，对发动机的各项要求却很高，AL-31CM的出现势必会冲击国产型号，面对强手如

8、何应对将考验我国航空人的智慧与能力。一、“太行”发动机通过生产定型、批量装 备是其改型成功的先决条件设计定型的发动机还仅是在技术状态上达到型号规范要求，具备成为生产型发动机的基础。但是由“小批生产、领先试用”向“批量生产、正式装备”的转变则又是一次严峻挑战，尤其是对以前从未批产过第三代军用发动机的企业更是如此。即便是美国，1986年F100-PW-220转入正式生产时也遇到了许多生产技术难题，影响了发动机的交付使用(比原计划晚了近一年)。近期是“太行”发动机生产工作的关键阶段，负责批生产的沈阳黎明公司正全力以赴地完成“太行”基本型的生产定型鉴定与交验工作。资料图：近日，网络上曝光了一组中国空军

9、歼-10与歼-11战斗机进行空中对抗训练的画面。可以看到战斗场面十分激烈，歼-10战斗机突然做出大机动左转意图摆脱后方歼-11战斗机的锁定，歼-11也同时减速向右下方大角度机动，欲内切再次获得攻击占位。(鸣谢：超大军事 zhang81zhang)二、通过耐久试车考核和可靠性增长措施，确保达到较高的可靠性“太行”发动机的型号规范是根据与美军标准等效的“GJB241-87通用规范”编制的，在研制过程中注意吸取国内外型号的经验与教训，大力加强可靠性问题的研究及试验力度，因此笔者认为“太行”的“四性”(潜力是有一定优势的。不过，刚定型的“太行”发动机成熟度不髙，离空军的使用要求还有一定差距(现役AL-

10、31的首翻期也有500小时)为了缩短新型号的“成熟过渡期”，西方发动机生商普遍采取“定型后加速循环耐久试验” 即或者类似项目，即在发动机定型前后继续进行多项旨在考核耐久性、可靠性的试验，及早暴露并解决存在的隐患。F100、F110定型后都安排了PACER计划，试验科目包含加速任务试车和加速模拟任务持久试车等。国内新机研制中也参照了国外的成功做法，比如为达到发动机的寿命指标并建立翻修标准，“昆仑”发动机在设计定型后增加了主要旋转部件和承力构件的寿命试验、整机两个翻修期的低周疲劳试车和1500小时总寿命加速任务试车，同时对发动机附件也提出了相应的“三期”要求，还对领先使用的发动机进行分阶段抽样返厂

11、分解检查等措施有了“昆仑”、“秦岭”发动机开拓性的实践，研制部门可以为“太行”制定出更加完善的定寿程序和可靠性增长计划，在较短时间内把型号首翻期延长到500小时以上，下一步则是达到“秦岭”的翻修寿命水平(850小时)，同时，平均无故障间隔、空中停车率、提前换发率等可靠性指标也能够达到成熟值。三、舰载机发动机的特殊技术要求舰载机动力装置的特殊要求可概括为：“三抗”-抗进气畸变，抗过载，抗贫油“三性”-加速性，操纵性，维护性“四防” 一防盐雾，防湿热，防霉菌，防烟熏。压气机系统的防喘、抗畸变技术：压气机是稳定性相对比较脆弱的部件，易受各种因素(降稳因子)的影响，严重时会导致发动机熄火，所以必须采取

12、多种措施来提高定工作裕度，这也是改善发动机适用性的先决条 件之一。资料图：在中国航空博物馆新馆航空发动机展区，陈列着两部航空发动机实物。分别是中国国产FWS10太行发动机与俄制AL-31F航空发动机。这两型发动机均可装备国产歼11及歼10战机。逐步成熟化的太行发动机未来将取代俄制AL-31F成为国产战斗机的主要动力装置。“太行”现有的压气机已具有较高的喘振裕度，综合性能超越AL-31，为进一步提高其防喘能力，还可采用如下方法：1、应用机匣处理技术。参考EJ200、AL-31的做法，在风扇机匣沿周向设置机匣处理装置，即在机匣内壁开设处理槽，其作用是使气流周期性地进入处理机匣，然后再从前端射入主气

13、流，形成叶尖区的一股回流。与实壁机匣相比，釆用该技术能够有效延迟压气机不稳定工况的发生，显著增加喘振裕度。这是一种比较成熟的增稳措施，过去多见于涡喷，而现在其重要性又被重新认识。处理机匣的构造比较简单，对于发动机重量、结构等影响也不大。2、控制系统与自动防消喘的一体化技术。“昆仑”发动机已使用了数字式防喘系统，由此推测“太行”应该也安装了类似装置，未来还计划换装全权限数控”(FADEC)，这就能实现防/消喘与控制系统的一体化，大幅增强其防喘功能。防/消喘系统是在感应到失速或喘振征兆时，釆用某些措施来防止或消除喘振，例如调整导叶角度、放大喷口、 重调进气道、瞬间切油等。其中瞬时脉冲切油是通过降低

14、发动机的转速来消除喘振，然后再迅速恢复到正常的工作状态。倘若遇到严重的不可恢复性失速，就要采取熄火-再起动的极端措施。消喘过程要求对发动机性能影响尽可能小，恢复时间尽量缩短。3、防喘主动抑制技术。感受到喘振前兆后，可利用控制系统迅速作用于与压气机相连的容腔来抑制喘振。如果未来能把三维气动设计的宽弦叶片和全权限数控/主动防喘等技术结合起来，那么“太行”的防喘能力将有更大的改善。四、数字化“大脑”-全权限数字式控制系统(FADEC)美苏研制第三代舰载发动机时，FADEC刚兴起不久，F110和AL-31都没能应用到该技术。然而20多年后的今天，航空发动机已进入數字控制时代，FADEC系统已成为发 动

15、机的标准配置。可是由于国产电调的可靠性及电磁兼容性欠佳，“太行”至今还与“FADEC“绝缘”，笔者认为，“太行”的舰载改型必须配置FADEC，这是提高发动机四性指标的关键举措，也是增强发动机综合竞争力的必然途径。80年代初，美国普。惠公司曾做过研究，TF30改用第一代FADEC后，舰载机复杂的自动油门系统、进气道控制系统、飞行速度调整系统等都被取消，重量减轻了32.68千克，零件数目减少15个，而发动机“四性”推力、油耗等均有不同程度的改善。资料图：近日国内网上流传出一张疑似歼-11BS 532号战机配备国产太行的照片，从图中看，太行发动机所用的收敛片颜色深黑，与大家熟知的银白色不同，可能系新

16、版的改进型号国外把发动机数控技术视为核心机密，对我国严密封锁。其实我国对技术的研究并不算晚，上世纪70年代起就开始了跟踪研究，80年代后期又将FADEC列入国家计划，并取得了重大进展。该计划是以涡喷-13AII发动机为验证平台，研制了满足型号全飞行包线需要的全权限、数字式(涡喷型)控制系统上天样机。在装机试飞前，验证机完成了各项试验测试，其中包括累计108小时的台架试车和19个试验点25小时的高空台模拟试验。2002年，一架左发换上数控的歼八II试验机开始了试飞，总共完成39个架次飞行和100多项试验任务。试飞表明数控系统在各种试验状态下都能稳定工作，发动机的加、减速均有改善，比原来型号缩短了2-3秒。发动机的适用性大幅提髙，