涡扇9(WS9)
发动机(Spey MK202)是双
定子和转子小涵道比
涡轮风扇发动机,曾装在F-4K和F-4M鬼怪式飞机上,是第一代军用
涡轮风扇发动机。在标准大气压条件下,最大工作状态,内、外涵道流量比为0.62。
用途
不加力的涡轮风扇发动机是高亚声速旅客机和
战略运输机的理想动力;带加力的涡轮风扇发动机则适用于超声速
军用飞机。
特点
燃气发生器出口的燃气在低压涡轮中进一步膨胀做功,用于带动外涵风扇,使外涵道
气流的喷射速度增大,剩下的可用能量继续在
喷管中转变为高速排气的动能。内、外两股气流可分别排出,也可混合后一起排出。在燃气发生器相同的情况下,
涡轮风扇发动机的空气流量大、排气速度低,所以推进效率高、耗油率低、噪音低、飞机航程远。
涡轮风扇发动机有多达三个
定子和转子的。正在研究一种超声速通流涡扇发动机,其压缩系统为超声速通流级,即进口和出口轴向气流速度均为超声速级。这种超声速通流级的风扇或压气机的级压比可达2.5~3.5。超声速通流
涡轮风扇发动机可使涡扇发动机的适用飞行
马赫提高到5。
结构特点
涡扇9发动机主要结构特点有:
(1)进气机匣及19个进口导流叶片是整体式
不锈钢焊接件;
(2)高压压气机进口有1级可调导流叶片;
(3)压气机静子叶片采用T形榫头和环型榫槽;
(4)高、低压
定子和转子联接均采用
尾旋套齿
联轴器;
(5)高、低压转子的后支点为弹性支承
(6)
燃烧室采用直接点火方式,两个高能
点火器分别装在4号和8号火焰筒内;
(8)内、外涵道混合排气;
(9)排气装置采用引射式超声速尾喷管;
(10)静子承力系统为内、外混合传力,
发动机采用DQ-23燃气涡轮
起动机起动。
组成
涡扇9发动机由双转子轴流式压气机、环管形燃烧室、双转子涡轮、加力燃烧室与可调喷管、外涵道等部件组成。另外,还有燃油系统、
滑油系统、起动系统、状态操纵系统等主要系统和带恒速传动装置的附件传动系统。
压气机共有17级,其中风扇(即低压压气机)5级,高压压气机12级;涡轮共4级,高、低压各两级。风扇转子用中介轴和
联轴器与低压涡轮转子联接,组成发动机低压转子,支承在4个支点上。高压压气机转子用联轴器与高压涡轮转子联接,组成发动机高压转子,支承在3个支点上。
简介
凝聚着
中原地区几代航空人心血与汗水的“
秦岭”发动机通过生产定型,标志着我国
航空发动机研制跨入一个新的阶段。它的军用代号是涡扇9。配套飞机是歼轰7和歼轰7A。
技术成熟 性能可靠
秦岭”MK220
涡轮风扇发动机在保持WS-9发动机外廓尺寸和附件布局基本不变的情况下,在继承国内成熟技术的基础上,通过运用大量成熟的先进技术和多项预研成果,从增加发动机涡轮前温度和减轻结构重量两个方面对WS-9(斯贝MK202)
原型机进行现代化改进,大幅度提高了发动机的技术性能,达到了M53P2发动机的技术水平。“
秦岭”MK220
发动机从1994年开始进行原型机研制到2005年通过设计定型审查,历经12个春秋。
技术参数
中间推力(daN) 6370
加力耗油率(kg/daN/h) 2.02
耗油率(kg/daN/h) 0.67
推重比 6.55
空气流量(kg/s) 96.9
涵道比 0.62
总增压比 21.5
涡轮进口温度(K) 1550
最大直径(mm) 1095
长度(mm) 5211
质量(kg) 1527
研发过程
研制一架战斗机一般需要15年,可研制一台战机“心脏”却至少要用20年。2000年,叶新农受命领衔我国首台国产化
涡轮风扇发动机“
秦岭”的相关研制工作。2001年3月,
发动机国产化研制进入150小时极限负荷耐久考核的攻坚阶段。只有顺利通过,航空工艺水平满足设计要求,发动机研制才算具备了工业基础。
然而,第一次关键试验,就让研制工作栽了跟头。试车最后阶段,几近成功之时,叶片却发生断裂、试验被迫停顿。围绕查问题,军厂双方不知开了多少会,争论不休。为摸清原因,叶新农拿着外文资料,现场消化引进机故障、整改措施和设计更改,从零件模具到成品零件,他把每一条
管道、每一组数据与引进资料逐一比对,发现了叶片排气边圆角偏小,继续排查,又发现了叶片因碰伤导致
应力集中而断裂。正当厂方人员称赞其细致的工作态度时,他却开出一连串“药方”:加强工艺制造标准,增加探伤检查,严格控制零件检验周转,开发专用
工艺装备检查局部变形……一个小小叶片,却让叶新农引发了一次航空工艺的技术变革。
军代表职责是质量监督,是铁面无私的。
可叶新农工作中却处处流溢真情,他感悟:“即使一个叶片都是有灵性的,带着情感去了解它们,才能把好质量关。”
一座时钟要走得准,必须每一秒都精确。叶新农坚持的,就是这样一种质量理念。
2005年,一次交付试车中,
发动机主
滑油泵发生抱轴断裂,且故障间断出现,无论军厂双方怎么检查验证,都没有找到真正原因。无奈之下,叶新农拿来引进原件查究竟。这才搞清国外零件是“捆绑加工”,将5个零件固定起来进行同轴加工,保证零件间的公差配合和精度。这一比,比出了工艺水平的差距,“零件也需要像人一样配合默契”的道理让叶新农每逢验收时,总是先像了解孩子般去熟悉零件,把零件之间的配套关系图放于身旁,掌握其灵性,先后解决了工艺生产中的23项问题。
几年来,他陆续推动工厂出台了《发动机装配技术质量问题处理程序》、《作业现场定置管理规定》、《小零件管理制度》等规范,促使工厂管理水平显著提升。一年内,他先后组织了120余项技术质量攻关、70余项技术改进,改进精锻模具15项,大幅提升了
发动机零部件合格率,解决了一系列国产化进程中的难题。
在叶新农的心中,“为战友生命负责”从来不是一句空话。
对他而言,亲情的概念也包含着千里之外的飞行员兄弟,
他常说:“我们多一份辛苦,部队的亲人就少一份危险。”
2006年初,部队一批飞机耗油率偏高,影响飞机性能发挥。若不改进,就等于把包袱甩给了部队。叶新农毅然表态,“耗油率不解决,飞机
作战半径就得打折扣,再大的风险也得担!”他联合厂方成立调查攻关小组,连续数十天统计分析了100多台
发动机试验数据,并参照引进机技术状态,逐一检查高油耗的原因。在验证改进措施的攻坚阶段,他蹲守在巨大轰鸣的试车现场,为分辨试车中的细微变化,他冒着震破
鼓膜的危险,坚持不戴耳套查听异响。无数个日夜分析、无数次加班试验,3个月后,“油老虎”在叶新农面前,选择了退却。
为减轻部队维护负担,叶新农总是温情关注部队的想法。
他反复向军代表强调:“要多熟悉部队、了解部队,多为部队提出实在管用的措施解难题。”
发动机寿命管理和维护,几十年来一直是部队头痛的两大难题。为解决这个行业难题,叶新农毅然报考了
西北工业大学航空发动机专业博士。他参考国外
发动机维修方法,开始了“发动机单元体维修和寿命控制”的课题研究,并摸索出一套发动机判寿、维修规律,并首创国内第一套“发动机寿命管理评判准则”,每年至少为部队节省修理费300万元。
2006年至2007年,叶新农跑遍了
中国人民解放军海军航空兵部队,把发动机故障、部队保障能力、维修需求一一记录,广泛收集外军保障新手段,展开了“发动机简易外场试车系统”的课题研究。2008年6月,简易试车系统第一次成功实施了发动机外场试车,极大提高了外场维修效率。接着,他又主动承担并研发了
发动机循环参数记录仪,自动记录发动机寿命消耗过程数据,使用部队要求将其列为必备配件。还有发动机综合检测仪,运用
工控机和数字检测技术,实现了发动机的自动、高效全面检测,受到部队一致好评。
2007年12月, “
秦岭”发动机正式通过生产定型、冲啸海天。温文尔雅的叶新农却当着所有人的面,痛痛快快哭了一场,哭得那么投入。19年的青春,已将“秦岭”这个名字融进他的生命、镌刻在他的心里。他用19年的青春,诠释出当代军人核心价值观的深刻内涵。
成就
“秦岭”发动机由
中国航空工业第一集团公司西安航空发动机(集团)公司主承制。它的生产定型是对研制企业生产过程、工艺流程、质量管理、基础管理及批生产能力的一次大检阅,是我国航空发动机生产史上一次重大突破,必将为提高企业的
核心竞争力,促进企业持续稳定发展创造更加有利的条件。“秦岭”发动机为中国“飞豹”战机装备了一颗强健的“中国心”,并成为国内批量装备部队的较大
推力的
涡轮风扇发动机,对于提高我军的装备水平、促进
航空发动机产业发展具有重大的推动作用。
为航空发动机的研制积累了宝贵经验
“
秦岭”
发动机研制是国家重点科研项目。在研制过程中,党和国家领导高度重视,各
有关部门通力合作、全力支持,面对繁重的生产科研任务,各参研单位以振兴航空为己任,密切协作,不断探索,勇于实践,超常拼搏,稳扎稳打抓产品质量,群策群力促任务完成,管理措施落实到位,生产系统全面提速,大力加强技术创新,不断探索新工艺、新方法,按照研制要求进行工装设计制造,突破了一系列技术难题。各参研单位积极进行管理创新,调整生产布局,进行大规模技术改造,极大地改善了“
秦岭”
发动机的生产条件,保证了秦岭发动机研制工作的开展,为我国
航空发动机的研制积累了宝贵经验。