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AL-31F改进型上采用的先进技术俄罗斯"土星"公司研制的AL-31F发动机有AL-31F-M1、-M2(又称SM)、-M3三种改型。AL-31F基本型采用的风扇为4级,直径905mm,空气流量112kg/s,压比3.55;控制系统为机械-液压式,起飞推力为122.58kN。AL-31F-M1上采用了KND-924-4型风扇,级数仍为4级,叶片为带阻尼凸肩的窄弦直叶片,第1级叶片数为37,直径增加到924mm,空气流量为119kg/s,压比3.68;控制单元改为数字式KRD-99C,重量略微增加到1557kg,涡轮前温度降低至1357℃,起飞推力增大到132.4kN,大修周期延长至750h。AL-31F-M2上采用的风扇在KND-924-4型…     

风扇转子叶片周向积叠的三维气动优化设计

为了研究优化环境对优化结果的影响，利用商业软件NUMECA对某风扇第一级转子叶片进行了气动优化设计，并对比研究了第一级转子单排叶片的优化及其在整级环境中的优化结果。研究发现．单叶排优化后．虽然能提高整级风扇的效率，但是由于匹配的原因，整级风扇在整个流量范围内总压比都比优化前的有所减小；在级环境中优化后，该级风扇的效率和稳定工作范围都扩大了，且保证了级压比不变，其优化效果比单叶排的优化效果好。     

基于任意多项式中弧线的单级高效率风扇设计

为了在压气机通流设计阶段考虑叶片弯掠效应,开发了基于流线曲率法的通流设计程序,提出一种基于四次多项式的任意中弧线叶片造型方法,并推导了任意回转面上的中弧线表达式。以此方法为基础,采用通流设计与叶片造型相互迭代的方式开展大流量跨声速风扇设计研究。此风扇级的设计点为巡航状态,设计流量为155kg/s、压比为1.54。研究结果表明:在设计状态,此风扇级的总压比为1.545,转子和级效率分别为0.939、0.916;在设计转速下,失速裕度为17%,转子和级最高效率分别为0.945、0.923;在起飞状态,流量接近440kg/s,效率与巡航状态相当,压比高于巡航状态。     

F136发动机及其关键部件

F136发动机是在YF120-GE-100发动机的基础上为JSF计划研制的新一代发动机。它的直径为1.09m的3级风扇采用20片三元气动设计的高流量宽弦钛合金叶片,第1级叶片为空心结构;第2,3级叶片为实心结构,3级叶片全部采用线性摩擦焊焊接的整体叶盘结构。5级整体叶盘结构的压气机也采用三元气动设计,转子叶片叶尖前掠,静子叶片为弓形,前2级用钛合金加工;后3级采用钢加工。燃烧室为由多孔层板加工的单头部双层壁环形燃烧室。单级高     

增大战斗机发动机推力的途径

本文综述了F100、F110、F404、AL31F等推重比7～8的第3代战斗机发动机的改型发展历程和采用的技术,总结了这些发动机增大推力与推重比的主要途径,即:增大风扇进口流量、减小涵道比与提高风扇压比、改进加力燃烧室、提高涡轮进口温度、采用新颖结构与轻质材料和采用FADEC控制系统等.     

相似设计在某风扇改型设计中的应用

针对某涡扇发动机推力增大的动力需求,在充分分析原型风扇性能和流场的基础上,对原型风扇进行了改型设计.改型设计的方法采用“轴流/离心压气机通用叶片造型设计系统”,依据相似理论,在保证第2级风扇进口的相似准则和原型一致,即保证改型与原型第2级风扇在进口的换算流量和换算转速相等的前提下,来增大第1级风扇的流量和压比.经过三维流场计算和分析,结果表明:在风扇转速提高到1.011的情况下,流量提高到1.071,压比提高到1.074,效率提高到1.029,裕度比原型提高了0.8%,达到了性能指标的要求,改型设计结果比较理想.总体对风扇的性能和整机匹配性分析和评估表明:该风扇改型设计方案能够满足该涡扇发动机推力增大的需求.      

F100最新改进──F100-PW-229A

F100—PW—229A是在F100—PW—229基础上研制的，也是F100军用发动机系列中最新和最先进的改进型，拟用于F—15E和F—16C／D。-229A将与GE公司的F110—129EFE（加强型战斗机发动机）竞争。与-229相比，它具有更大的推力、低的耗油率和低的使用费用以及可增大有效载荷。据普惠公司称，如果美国现有装-229的飞机都改成装-229A，则可节省4亿美元。目前-229A还处于研制阶段。高性能的风扇是-229A改进的关键，该风扇是在F119发动机风扇基础上研究的，其直径比-229的大25毫米，这使涵道比增加，空气流量达125千克／秒，推力增加10％。尽…     

M88-3发动机

M8 8 - 3发动机是M 88- 2发动机的第 1种衍生型发动机 ,于 1999年 2月完成设计 ,2 0 0 2年进行了首次整机试验 ,2 0 0 4年开始进行飞行试验 ,预计 2 0 0 5年左右定型。　　与M 88- 2发动机相比 ,M 88- 3发动机的高压核心机、低压涡轮和发动机控制器部件基本不变 ,33%的部件是新设计的。新的 3级低压压气机是由CENTOR发展而来 ,采用整体叶盘结构和 3D气动设计的宽弦叶片 ,流量增加了 10 % ,达到 75kg/s,压比提高到 4 .5。压气机增加了静子级 ,增大了质量流量 ,提高了在各个飞行区的部分功率下的性能。第 1级高压涡轮采用单晶材料的叶片…     

普惠公司研制PW4098发动机

这是该公司在PW4084发动机基础上为“B市场型”波音777研制的增推型,推力为436千牛。其改进包括:一是增加1级低压压气机,风扇前移以适应增加的低压压气机,改进风扇气动力以增加空气流量,增加风扇压比;二是采用为推力达400千牛的PW4000研究的核心机,这种核心机是去年夏天开始研究的     

F100-PW-232发动机

F10 0 -PW - 2 32发动机的前身为F10 0 -IPE92发动机 ,是F10 0 -PW - 2 2 9IPE发动机的发展型。通过在F10 0 -PW - 2 2 9发动机的机匣内将风扇的直径增大 0 .2 5 4cm ,使F10 0 -PW - 2 32发动机的总增压比由 32提高到 35 ,流量由 112 .4kg/s提高到 113.8kg/s ,涵道比由 0 .4 0降为 0 .34。这样 ,F10 0 -PW - 2 32发动机或者能够增大推力 (最大推力增大到 15 1kN ,额定推力为 14 6kN ,非加力推力为95 .2kN) ,或者通过发动机在更低的温度下工作延长发动机的寿命。增大推力后的发动机的推重比为8.3。预计 ,F10 0未来发展型发动机将…     

片光反射遮挡式超高速亚毫米粒子探测技术

为满足在超高速碰撞靶上开展航天器抗空间碎片防护性能试验，需要准确测量速度3～10km／s，以及更高速度的毫米级或亚毫米级粒子的飞行速度，在可以实现毫米级粒子探测的片光遮挡式粒子探测技术基础上发展了片光反射遮挡式粒子探测技术，通过采用提高粒子直径与激光光束宽度的比值，解决了探测粒子直径小于1mm时探测信号弱不能识别等关键技术，研制了试验装置并开展了验证试验，研究结果表明该技术在0．2～10km／s速度范围内可实现直径为0．1mm量级粒子的有效探测。     

改进的F100-229的风扇能延长发动机寿命

普惠公司已完成改进性能风扇的试验,该风扇具有提高F100-229发动机耐久性几乎达40％的潜力。装改进性能风扇的F100-229的高空试验于去年11月在美空军阿诺德工程发展中心开始,今年3月初结束。为提高效率采用改进气动力的风扇能使F100-229 的空气流量增加约10％。     

大涵道比涡扇发动机风扇/ 增压级试验件结构 设计及验证

某大涵道比风扇/增压级试验件为1级风扇加3级增压级结构,为实现风扇/增压级部件特性录取,结构设计在满足气动设计要求的基础上,重点考虑了合理性和可靠性问题,采用理论结合工程经验的方法完成了转子支撑、静子连接和轴承润滑及密封等难点设计,兼顾大涵道比风扇/增压级结构及气动特点,采用宽弦风扇叶片设计、榫头/榫槽圆弧榫连及装配式风扇转子流路板结构。顺利完成试验件研制工作,经试验验证,压比、效率等性能参数达到或超过设计指标。     

F135发动机的升力风扇喷管

F1 35推进系统升力风扇组件的可伸缩式D形喷管在STOVL工作状态为F - 35C飞机提供偏转推力。D形喷管由 4段构成 ,最后部分包括固定的叶片。 1 997年 4月至 7月中旬 ,AADC公司在NASALewis公司航空声学推进试验室的推进升力试验设备上完成了 1 /3缩比升力风扇排气喷管模型的台架试验。在整个喷管压比范围内 ,喷管的俯仰矢量角向前 1 5° ,向后 6 0°。试验结果表明 ,该喷管满足了JSF计划的设计要求 ,也与AADC公司的内流计算流体力学分析结果一致。这些试验结果也将用于升力风扇系统的全尺寸设计。F135发动机的升力风扇喷管@梁春华…     

高负荷低反动度吸附式风扇气动设计与性能分析

为了探索研究风扇负荷极限,采用基于增加进口正预旋和动叶轴向速度提升的两种低反动度设计方法,对叶尖切线速度为370m/s的风扇级进行了气动设计研究。通过三维数值计算,结果表明,在设计点,风扇级实现了2.39的单级压比,通流效率达90.84%,且抽吸流量仅为进口的5.5%,达到了设计目标。进一步的流场分析表明,静叶根部较高的损失系数一方面与较强的激波有关,另一方面与端壁过大的抽吸流量导致的堵塞有关。改型设计应从降低根部入口激波强度或降低抽吸流量,即增加抽吸背压或缩小抽吸面积入手。     

基于优化算法的压气机叶片气动设计

将数值最优化方法与叶轮机械正问题流场计算相结合,实现对风扇/压气机叶片积叠线、子午面流道和沿径向弦长分布组合的优化设计,数值最优化采用基于局域网的并行遗传算法.运用该软件对NASArotor67风扇转子进行重新设计,设计目标为设计点压比和流量不变、效率最高以及堵点流量不变.与原风扇转子比较,稳定工作流量范围略增大并且在整个工作流量范围内优化转子压比近于不变、效率提高约0.5个百分点.      

F135-PW-100发动机

135 -PW - 10 0发动机是美国PW公司为F -35A飞机研制的新一代战斗机发动机。它由F119发动机衍生而来 ,核心机基本保持不变 ,风扇和低压涡轮重新设计、加力燃烧室进行了改进 ,喷管由二元俯仰矢量喷管改为轴对称非矢量喷管。F135 -PW -10 0发动机的性能参数见附表附表　F135 -PW - 10 0发动机的性能参数推重比 10 .5涵道比 0 .2加力推力 180kN总压比 91.8军用推力 133kN空气流量 91kg/s质量 170 0kg涡轮进口温度 1810KF135-PW-100发动机@梁春华…     

Boeing公司为7E7飞机选定发动机

Boening公司正在研制更高性能、更高效的 7E7飞机。 2 0 0 4年 4月 6日 ,Boeing公司宣布选定美国GE公司的GENX发动机和英国RR公司的TRENT1 0 0 0发动机 ,如图 1 ,2所示 ,而美国PW公司的PW -EXX发动机落选。图 1　GENX发动机图 2　TRENT1 0 0 0发动机　　GE公司的GENX发动机是以GE90 - 1 1 5B发动机为基础 ,并采用减载风扇脱开装置、高抗扭能力的GE1 0 1 4风扇中轴材料和基于GE90 - 1 1 5B的高流量弯掠复合材料风扇 ,推力为 31 1kN ,总压比为4 2 ,涵道比为 9 6。直径为 2 82m的风扇采用先进气动设计的有机物基复合材料的…     

基于统计特征的轴流风扇/压气机性能试验数据相关性分析

采用关联统计的系统研究思想,收集整理了国内14台轴流风扇/压气机性能试验数据,在分析、识别大流量风扇与高压比压气机变工况特性曲线形状结构特征的基础上,提出了表征风扇/压气机气动性能的两类基本属性.通过尝试构建多种无量纲物理参数,在统计层次上探索了风扇/压气机特性曲线变转速偏移程度和等转速工作范围的量化关联关系.结果表明:大流量风扇非设计转速特性曲线的偏移程度和有效流量工作范围均要大于高压比压气机;风扇/压气机最高效率线上相对压比、相对流量、相对流量-转速比和相对加功量-转速比4个物理参数之间存在明显统计规律;所构建的经验数学模型可以对性能试验数据做统一相关性分析.      

基于航空煤油重整的SOFC-GT混合动力系统性能

建立了基于航空煤油重整固体氧化物燃料电池-涡轮发动机（SOFC-GT）混合动力系统仿真模型,比较了两种回热方式的重整装置以及不同涡轮布置位置时的系统性能变化,优选出最佳的混合动力系统架构。进一步分析了压气机压比、燃料利用率、燃油流量以及空气流量等运行参数对SOFC-GT混合动力系统性能的影响。研究结果表明：设计点工况下,最佳混合动力系统的发电效率能达到45%,体现出良好的系统性能;当燃料利用率为082时混合动力系统的效率和功率最高;随着燃油流量(0051 1~0058 4 mol/s)的增加,混合动力系统的效率和功率均增加;而随着压气机压比(25~33)或者空气流量(37~44 mol/s)的增加,混合动力系统的效率和功率都减小。