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太行发动机,又称涡扇10系列发动机。由中国航空空研究院606研制,是国内第三代大型航空空涡扇发动机。被誉为“世界屋脊”的太行,是我国第一台以太行命名的大推力涡喷发动机,其意义不言而喻。
太行发动机于1978年预研,1987年成立,2005年12月28日完成设计评审,历时27年。
太行发动机是我国第一台具有自主知识产权的高性能、大推力、加力涡喷发动机,结束了国内先进涡扇发动机的空成本。推力达到12000 kgf-14000 kgf(Kg力9.8N/Kg),大推力涵道比,全自动数字控制系统。
目前主要用于装备我国第三代高性能歼-11B战斗机。现在已经安装了大量的国产歼-11B战斗机和国产歼-16战斗机。
模型使用
根据装配对象的不同,涡扇10系列包括涡扇10、涡扇10A、涡扇10B、涡扇10C、涡扇10D等。其中,涡扇10A是专门为我国为追赶世界先进水平而推出的新型战斗机而设计的。
太行发动机不仅可以作为战斗机的动力,而且大涵道比的太行发动机未来加力改型可以用于轰炸机,而大涵道比的加力式可以用于未来的大型运输机。源自太行发动机的船用燃气轮机,可作为驱逐舰等大型水面舰艇的主要动力。而且,在“太行”的研发过程中,工厂严格执行了参照“美国标准体系”。
"定的国家军用标准,发动机的可靠性和使用寿命比起以往的国产发动机和进口的俄制发动机,要有质的飞跃。太行发动机的研制成功意味着国产海空主战装备的"心脏病"将得到全面解决。
“太行”的诞生,也是锻造中国R&D航空空强国顶尖人才的过程。中国已经开始拥有一支能够自主研发大推力航空空发动机的人才队伍和创新梯队。对于中航空动力来说,“太行”只是一个起点。(商盟百科网chnore.com)
为了加快涡扇10系列发动机的发展,我国采用了两条腿走路的原则。一是引进国外成熟的核心技术。20世纪80年代中美关系改善时,中国从美国进口了与F100同级别的空对地燃气轮机。
,这是涡扇10A核心机的重要技术来源之一;二是自研改进。中国充分运用当时正在进行的高推预研部分成果(如92年试车成功的624所中推核心机技术,性能要求全面超过F404),对引进的核心机加以改进,使核心机技术与美国原型机发生了较大变化,性能大为增强。
2007年1月,装备WS-10“太行”发动机的国产歼-11B重型战斗机顺利完成型式审查,标志着我国在自主研制航空空发动机方面实现了从中推力到高推力的跨越。从涡喷发动机到涡扇发动机的飞跃:从第二代发动机到第三代发动机的飞跃,对我国国防工业和国防现代化具有深远的历史意义。
只有美国、俄罗斯、欧盟和中国才能研制出高推力的第三代涡扇发动机。太行发动机的成功和开放,向世界证明了中国航空空动力工业的整体实力和技术水平,也意味着中国可以在关系国计民生的重大动力领域实现自主,比如在太行核心发动机基础上改进的大涵道比涡扇发动机和船用燃气轮机。
磨碎
改革开放的浪潮复兴了航空空发动机行业。1986年太行发动机在第八届珠海航展上展出
2001年1月,在邓小平同志的指示下,肯定了发动机行业老专家发展涡扇发动机的建议。于是,第一飞行动力研究所与其兄弟一起,开始了新一代大推力涡扇发动机——太行发动机的研发。
“太行”发动机的研制不是为了研发,而是我国国防建设迫切而重要的需要。毫不夸张地说,它关系到我国某两型先进战斗机的生死存亡。“两型先进战斗机配一台发动机,这可是大事”。
1987年至1993年,在原国防科工委和空军的大力支持下,经过6年多的艰苦奋斗,首飞动力克服了基础薄弱、条件不足等诸多困难,完成了“太行”验证机阶段的研制,并计划装备我国自行研制的新型战斗机,使其能够从技术状态转入样机研制状态。值得注意的是,一台发动机的研制一般要经历技术储备和攻关阶段——材料零部件生产——总装——金属样机——验证机——地面试验——飞行平台试验——安装试验飞行——长寿命试验——定型。但在当时的技术条件下,用“太行”发动机匹配一种新型飞机进行试飞是非常冒险的,因为这种新型飞机还没有定型,是为单发动机设计的,在安装发动机进行试飞之前,除了大量的地面试验外,还需要通过飞行平台试验。当时国内唯一的飞行试验台寿命已过,飞行包线太小。90年代初,通过进一步引进合作,新机有了国外成熟的发动机进行试飞。但问题是:“太行”发动机如何找到合适的飞行平台进行领先试飞?“太行”发动机总设计师、首飞动力所副所长张恩和经历了涡扇6发动机的整个研制过程。涡扇6拆卸后,他领导了第一飞行动力研究所的民用产品开发工作。他强烈的紧迫感让他觉得选择一个合适的试飞平台非常重要,否则他会失去安装的对象,悲剧会重演!
20世纪90年代初,中国从国外引进了一批先进的飞机,直接装备部队。为了降低装备飞机的研制风险,张恩和及时提出了以国外飞机为基础的“太行”发动机领先试飞方案。1993年3月,第一航空动力研究所向中国航空空工业公司申请,以一架从中国进口的飞机为飞行平台,进行“太行”发动机的飞行员飞行试验。(商盟百科网chnore.com)
1995年6月7日,时任副总参谋长的曹刚川传达中央军委的重要决定,说:“太行发动机配备新型战斗机,二是某型飞机的后续动力。因此,太行发动机的成败和周期不仅关系到新战斗机,也关系到进口飞机的效能。因此,太行发动机是这两种飞机成败的关键。空军队建设的下一步就是基于这个引擎。脚踏实地,各级领导高度重视。...... "曹刚川讲得惊人,他不是危言耸听。如果“太行”发动机研制成功,将是一个双赢的结果。如果开发失败了,大家都知道。
1997年,“太行”发动机进入最艰难的突击阶段,这是决定命运的关键时刻。因为要和飞机配套,飞机不能换或者只能简单换,主要技术问题还得通过发动机匹配来解决。金属样机设计前,时任首飞动力所所长海义德、总工程师张恩和带领研究人员到沈阳首飞所与时任所长刘春义、总工程师李明等进行协调。,从空气动力学和结构两方面论证“太行”发动机的选机问题。由于主机尺寸比原飞机发动机大,油箱、油量、加力喷管调节器都超限,道路问题摆在第一航空电站面前。为了尽快解决问题,总工程师张恩和每天都跟着总装车间,指挥大家把发动机的外部旁路放到总装车间的地板上,把配件一个个放上去。
为了满足训练要求和指标,总体设计办公室对外部设计进行了改进,带领团队三次空陆军,并多次更改方案。最终成功解决了加力气缸5度旋转、加力点火器超限、后壳体改造、外部管路及附件重排等问题。对于国外花了六轮才完成的设计任务,我们的设计师两三轮就设计好了图纸,完成了加载飞机的整体方案。1998年9月,装备该机的全尺寸金属原型机制造装配如期完成,仅用一个半小时就成功安装飞机,进一步证明了“太行”发动机能够与该机匹配,为研发成功奠定了坚实的基础。
注册并授权项目
上世纪80年代初,中国航空空研究院606所(中国航空沈阳发动机设计研究院空工业第一集团公司)因上世纪70年代推出的歼-9、歼-13、强-6、大型运输机等项目而下马,研制了20年的六系涡扇发动机也因没有装配对象而被迫下马,令人惋惜,而中国却在航空/航空。面对我国航空工业的严峻形势空,我国在20世纪80年代中期决定研制新一代大推力涡扇发动机,即涡扇10系列发动机(太行发动机)。涡扇10(WS-10)项目建立于1987年10月。当时,它被认为是J-10的匹配发动机。以当时中国的技术,独立研制一台先进的大推重比大推力涡扇发动机并不容易。
涡扇10建立后,核心机的改进开始了。1987年开始进入验证机研制阶段,1993年完成。1992年10月,该验证机开始在086号航班上进行测试,1997年开始模型研制(飞行前测试阶段)。它被认为是歼11和歼10战斗机的动力,苏-27被用作飞行试验平台。可以说,这是一个非常冒险的选择。中国两大主力战机的动力宝藏都在太行发动机上。一旦失败,将对中国国防和发动机发展造成不可挽回的损失。1997年进入发动机与车型匹配的突击阶段。
2000年10月,624台高空机组具备了大推力发动机的试验能力,随后开始了该型号高空机组的试验。该型号于2001年7月首飞,2002年6月进行了苏-27单太行发动机试飞平台首飞,取得了阶段性成果。2003年12月,安装了两台WS10A J10s。2005年5月11日开始永久试验,2005年11月10日通过永久初始寿命试验,2005年12月28日完成最终试验。
WS10A涡轮前温度从WS10的1710K提高到1747K,推重比也从7.14提高到7.5左右,推力也从122KN提高到132KN,达到90年代世界先进水平。
已经发展了20年的太行发动机,在当时中国的经济技术环境下并不容易。虽然仍然存在可靠性问题,但可靠性是在不断改进的过程中逐渐提高的。
过去几年,太行的重点目标是:2003年重点车型减肥的“减肥年”;2004年,开展了“故障排除年”,以确保关键模型的最终确定;2005年推出的“细节年”,提升和完善设计品质;2006年开展“精致年”,进一步完善设计,提高设计质量。太行的业绩还在不断提升,未来还会进一步提升。(商盟百科网chnore.com)
困难
回顾过去20年的风风雨雨,以智慧和信心践行使命的广大科研人员换来的护照,既光荣又闪耀,既苦涩又悲壮。20世纪90年代以前,第一航空动力站空的发动机试验台很简单。每次测试中发动机启动,轰鸣声震耳欲聋,方圆几英里都能听到,所以参与者必须用棉球塞住耳朵。尽管如此,在加力测试期间,轰鸣声仍然让人难以忍受,强烈的噪音可以想象成对身体的刺激。当年经历过那种环境的试驾者,有一部分患有心脏病,耳膜穿孔,但从来没有抱怨过。正是有了这些资深航空兵空人,我们的航空兵空发动机业务才能发展壮大。太行发动机的广大科研人员刻苦钻研,克服了许多困难,先后攻克了几十项重大技术关键。2003年,“太行”发动机的研制进入决战阶段。由于对发动机研制规律的认识和把握还有较大差距,在质量管理和工作作风上也存在一些问题,研发工作几度陷入困境。经受住了两大考验:一是高压压气机第四级盘在发动机试验时断裂;第二次,在高空模拟试验和调整飞行试验中,暴露出一些技术问题,如高空小面速发动机加速慢。在2003年8月底至9月初的飞机试飞中,5次起降出现了3次“特殊情况”。2004年夏天,在太行发动机规定的飞行试验中,发动机空停机。虽然最后安全返回,太行发动机的研制却是被动的。06所联合业内外专家分析排除故障对策,进一步做好故障研究和故障分析,先后完成17次故障计算、研究和分析报告,最终恢复太行发动机型式试飞。解决了飞行试验中遇到的地面喘振、空异常噪声、试验温度异常、小型发动机提前释放等诸多技术难题。
在发动机试制中,中国第一航空公司创造性地学习和应用国外先进经验,打破了过去一厂一机的管理模式,充分发挥了国内各专业的优势。多家企业组成国家联合团队,共同攻关,成功应用数百种新材料、新工艺。发动机材料已接近或达到国际先进水平。先进材料占整机重量的50%以上。包括先进钛合金、先进高温合金和高比强度-高温树脂基复合材料首次用于国产发动机。
解决一个关键问题
涡扇10/10A是三级风扇、七级整流、一级高压、两级低压的先进发动机,被称为高推力、高推重比、低涵道比的3+7+1+2结构。曙光成功采用了跨音速风扇、风冷高温叶片、电子束焊接整体风扇转子、钛合金精铸中间机匣、挤压油膜轴承、刷式密封、高能点火喷嘴、空芯加力燃油泵、变弯度整流叶片、收敛扩散自如、高压机匣处理、整机单元设计等先进技术。
太行前期高压涡轮叶片采用DZ125定向凝固合金,但批量生产全部采用DD6单晶合金,涡轮盘前期采用GH4169高温合金。现在FGH95粉末冶金已经得到应用。高低压涡轮采用对转结构,在第三代发动机中极为少见。美国只是在第四代发动机F119(F/A-22猛禽战斗机使用的发动机)上开始采用对转结构。这种设计可以减少飞机机动时作用在发动机壳体上的载荷,从而使壳体变得更轻。低压涡轮导向器也可以省略,从而减少发动机零件的数量、长度和重量。
太行的最大推力为132千牛,推重比为7.5,前涡温度为1747千牛,这样高的前涡温度在第三代发动机中并不多见。
太行初期,涵道比0.78,风机为三级轴流,进口导叶变弯度,压比3.4。压气机采用9级轴流高压压气机(压比12,绝热效率85),高压压气机0~3级静叶可调,5级引气,燃烧室为带气动雾化喷嘴的短环形,高压涡轮为1级轴流,低压涡轮为2级轴流,加力燃烧室为V型加径向混合式稳焰器,尾喷管为收敛-发散可调喷管控制系统。这是该喷嘴在国内首次应用于发动机,预计会是,发动机控制系统前期采用电子数模混合控制系统,后期采用电子全数字控制系统(FADEC)。支撑系统为高压转子1-0-1,低压转子1-1-1。根据国际发动机的情况,航空空发动机基本分为三类,即小推力发动机,推力一般在3000kg以下;中等推力发动机,推力一般为6000-9000公斤;大推力发动机的推力一般在11000公斤到15000公斤之间,涡扇10无疑是大推力发动机。
总设计师
张恩和,男,1939年生,航空空发动机专家,太行发动机总设计师。(商盟百科网chnore.com)
简历张恩和,1965年毕业于哈尔滨工业大学发动机设计专业,来到沈阳发动机设计院进行设计工作。十多年来,张恩和参与了通用机舱多种发动机型号的研发,在岗位上取得了突出的成绩。中国第一航空空报国突出贡献奖、航空空报国领军科学家、国防科技进步奖、香港贺亮合力基金会科技进步奖;荣获全国五一劳动奖章、全国优秀专业技术人员称号,多次获得航天航空部一等功空。
1981年,42岁的张恩和成为当时第一位国家公费派遣的访问学者,开始了两年在纽约理工学院学习航空空机械工程的经历。
1983年11月,从国外回来的张恩和继续担任发动机总机房结构组组长,从事一线科研工作。从1985年起,被提升为副主任的张恩和一直是“云起”飞机涡轮螺旋桨5A-1发动机降低燃油消耗项目的总设计师。在国外技术专家的配合下,张先生带领团队实现了油耗降低9.4%的目标,获得了国内适航证,并在航线上投入使用“云起”飞机。张恩和获得部级一等功,并获得金牌。
由于他在军用飞机和民用产品领域的杰出成就,1987年太行发动机正式成立时,张恩和被任命为副行政长官。1991年正式担任太行发动机总设计师。2005年12月28日,太行发动机通过设计评审。2006年3月,发动机正式定型。这标志着我国在自主研发aero 空发动机的道路上,实现了从中推力到高推力、从涡喷到涡扇、从第二代到第三代的三次历史性跨越,使我军武器装备跃上新台阶,是国航空工业发展最显著的成就之一。
太行发动机最新消息(全球公认十大最好发动机)