美国战斗机发动机技术研究与产品研制的

旨在为战斗机发动机技术研究和产品研制提供参考与借鉴,全面综述了美国战斗机发动机技术研究与产品研制的发展历程和典型成果,并归纳和总结了其发展特点与趋势：技术研究是产品研制的坚实基础,而核心机和发动机验证机只是用于开发与验证技术,特别是正在验证的自适应循环技术还需要深入验证;型号研制受国防武器需求牵引,是众多先进技术的有机集成;提高技术指标始终是战斗机发动机的发展趋势;高可靠性和耐久性是型号使用的必然要求,并逐步成为发展趋势;提高经济可承受性是航空发动机最终追求目标。     

国外TBCC关键技术及试验设备研究综述

从空气动力学角度系统梳理了TBCC发动机研究需攻克的关键技术,并论述了国外开展相关研究建设的重要试验设备。其中,关键技术主要包括进气道技术、模态转换技术、高马赫数涡轮发动机技术和尾喷管技术;试验设备主要包括单项技术攻关设备、关键部件验证设备、缩比原理机验证设备和全尺寸样机验证设备。从国外开展TBCC发动机关键技术和试验设备建设的研究中得到几点启示,可为我国进行TBCC发动机研制提供参考及借鉴。     

核心机系列发展方法在5kg/s流量级核心机上的应用研究

在研究国内外核心机系列发展研究成果的基础上,以中国燃气涡轮研究院研制的5 k N推力涡扇发动机的5 kg/s流量级核心机为平台,开展了核心机派生发展10 k N推力中等涵道比涡扇发动机的应用研究。通过对派生发动机方案实施效果的分析,验证了核心机派生发展发动机技术途径的可行性。归纳了系列发展在核心机设计时应考虑的主要因素,以及发展大推力跨度和不同用途发动机时核心机所需的改进设计。     

F110发动机系列的研制道路给我们的启示

GR公司的F110发动机系列是近年来获得广泛应用的军用航空发动机之一。它是采用型号衍生的研制方法将B—1轰炸机用的F101发动机的核心机成功地移植到战斗机用的F110发动机上,之后又在核心机保持不变的情况下,衍生出F110X等发动机,形成F110发动机系列,成为运用型号衍生法的典范。它的研制实践证明F101的核心机是非常成熟、性能一流且具有巨大潜力的核心机;同时也显示出型号衍生法具有灵活性大、起点高、风险小、投资少、周期短、寿命期费用低等优点,是研制军、民用航空发动机的一个好途径,可供我们借鉴。     

GE公司民用航空发动机发展战略

进入21世纪,美国GE公司在民用航空发动机市场的表现尤为突出,研究其民用航空发动机发展战略,可为中国民用发动机产品研制提供借鉴。介绍了GE公司为提高其新产品性能所做的技术预先研究计划和技术储备;采用产品路线图方法总结了GE公司民用航空发动机产品布局和发展路线。研究结果表明:GE公司重视民用发动机核心机和衍生型号发展,为满足市场需求不断优化产品布局,为降低发动机研制风险和成本采用先进的管理模式,在不同产品中采取联合研制的策略。     

某型发动机研制标准化工作的经验与体会

总结了某型发动机各研制阶段开展的型号标准化工作的经验和体会,为推动型号标准化工作发展,提升型号研制标准化工作的基础和保障作用提供参考借鉴。     

F100发动机的研制对发展制造技术的启示

制造技术预研应以新一代发动机的核心机和验证机为目标,并尽快提高其稳定性、可靠性,才能尽快完成型号研制任务。     

国外桨扇技术发展概况

首先梳理了国外桨扇设计方法及风洞试验验证情况,并从已有的研究结果中归纳出,在巡航马赫数超过0.70条件下,先进对转桨扇的推进效率可达85.0%以上,且基本解决了气动设计问题,噪声水平也得到明显降低。其次介绍了国外桨扇发动机验证机或型号的桨扇部件研制进展,以及相关地面或飞行试验验证情况。最后分析了未来国际上桨扇发动机的研制趋势。可为我国未来对转桨扇技术的发展提供参考。     

航空发动机技术成熟度评价方法研究

技术成熟度评价是控制新型航空发动机研制中技术风险的有效途径,在国外航空发动机研制、技术发展中得到广泛应用。本文介绍了美国国防部成熟度评价方法和国外航空发动机技术成熟度评价的现状,提出了开展航空发动机技术成熟度评价的设想和初步的评价方法,并以虚拟的高压压气机技术验证项目为例进行了技术成熟度模拟评价。     

F100发动机的研制发对发展制造技术的启示

制造技术预研应以新一代发动机的核心机和验证机为目标，并尽快提高其稳定性，可靠性，才能尽快完成型号研制任务。     

核心机及其派生发动机发展的方法研究

核心机及其派生发动机发展的方法研究表明,可通过增大空气流量和增大核心机循环功来实现发动机推力增大,但这需要在发动机设计中事先考虑工作转速、流通能力和叶轮机功率等的储备。在核心机基础上进行发动机系列化发展,原则上可采用保持高压压气机设计换算转速不变、或保持最高燃气温度不变的技术措施,但在实际应用中上述两种方法都采用。因此,在核心机及基本发动机研制中．既要有燃气温度和转速的储备,又要有高压压气机性能的储备。由于使用要求不同,在核心机基础上研制大涵道比涡扇发动机和小涵道比加力涡扇发动机的技术途径是不同的。     

核心机及其派生发动机发展的方法

核心机及其派生发动机发展的方法研究表明,可以通过增大空气流量和增大核心机的循环功来实现发动机推力增大,但需要在发动机设计中事先考虑工作转速、流通能力和叶轮机功率等储备。在核心机基础上进行发动机系列化发展,原则上可以采用保持高压压气机设计换算转速不变,或者保持最高燃气温度不变的技术措施,实际应用中上述两种方法都采用。因此,在核心机及基本发动机研制中,既要有燃气温度和转速的储备,又要有高压压气机性能的储备。但是,在核心机基础上研制大涵道比涡扇发动机和小涵道比加力涡扇发动机的技术途径是不同的。      

GP7200发动机降噪特性

GP72 0 0发动机是GE公司和PW公司联盟为A380飞机研制的大涵道比涡扇发动机。GE公司负责高压核心机和控制系统的研制 ,PW公司负责低压转子和附件齿轮箱的研制。GP72 0 0发动机充分吸取了GE90和PW40 0 0发动机的研制和使用经验 ,获得了较高的性能和可靠性。在设计过程中 ,GP72 0 0发动机采用了最新的先进的且经验证的技术 ,使发动机噪声水平大大低于噪声限制值 ,其降噪特性如图所示GP7200发动机降噪特性@梁春华     

技术验证在航空发动机研制中的作用

简要介绍了国外航空发动机研制的技术验证情况，分析了技术验证的目的，作用和技术特点，提出了实施技术验证计划中应注意的问题，并对验证计划的整体规划，关键技术分解，设计体系的继承和发展，部件和发动机不同验证阶段的侧重点等提出了建议。     

高超声速强预冷航空发动机技术研究进展

高超声速强预冷航空发动机技术是1项具有巨大潜在技术优势的革命性动力技术,已成为高超声速动力的研究热点。 调研了国外具有代表性的强预冷发动机技术发展脉络及现状,并对不同发动机方案的典型技术特征进行了分析与总结;详细介绍 了中国在强预冷航空发动机热力循环设计分析、紧凑强预冷器设计制造和试验、超临界氦叶轮机设计、宽域进排气系统优化设计 及高效燃烧等技术方面的最新研究进展。国内外已有研究表明：高超声速强预冷航空发动机原理先进、综合性能优异,多项核心 技术已取得重大突破,无“卡脖子”难题;中国可进一步开展强预冷航空发动机核心系统和整机集成验证,提升强预冷航空发动机 技术成熟度,为水平起降重复使用高超声速飞行器研制提供有力支撑。     

涡轴(涡桨)/涡扇(涡喷)发动机通用核心机技术

通用核心机技术不仅可增加所发展发动机的通用零件数,缩短研制周期,还可使所发展的各类发动机性能均较先进.不同流量的通用核心机可相应发展不同功率/推力范围的各类发动机,通用核心机的设计需考虑强度与气动性能的折衷,其部件应有宽广的高效与稳定工作范围,且通用前提下也允许核心机后续发展时有小的变动.文中最后讨论了某中小型通用核心机方案设计中涡轮级数和压气机形式的选择问题.      

美国自适应发动机研究的进展与启示

为借鉴和参考美国自适应循环发动机的研究与研制经验,综述了美国变循环发动机演变至自适应发动机的3个发展阶段,重点介绍了其在多用途经济可承受的先进涡轮发动机(VAATE)研究计划下的自适应通用发动机技术(ADVENT)分计划、自适应发动机技术验证(AETD)分计划、自适应发动机过渡(AETP)分计划和空中优势自适应推进技术(ADAPT)分计划的开发与验证情况。分析总结出美国自适应发动机具有以下特点:技术先进且应用前景广泛,代表未来发展方向;变循环与自适应循环技术均不成熟,还需深入验证;技术研究采用竞争策略实施。     

涡轮基组合动力技术发展分析

在高超声速推进系统中,涡轮基组合动力装置凭借宽广的飞行范围和良好的比冲性能,成为临近空间飞行器的主要候选动力装置。历经几十年发展,其在关键技术方面取得了诸多突破,目前正向着工程研制方向迈进。通过对国外TBCC动力技术的发展路径、技术特点、研制经验进行系统分析,认为TBCC动力技术研究主要围绕高速涡轮发动机、冲压发动机以及组合循环发动机的技术验证开展。用于TBCC动力的涡轮发动机首选是现有发动机的改进,未来可能在继承涡轮发动机先进技术的基础上,针对高马赫数任务场景等特点进行适应性设计,发展高速涡轮发动机;冲压发动机技术进展显著,但还需向大尺寸方向发展;模态转换技术虽然取得一定突破,但还需深入验证。基于未来临近空间飞行器的需求,立足于现有技术基础和可预见的技术方向,分析提出了TBCC动力技术发展建议：提前开展关键技术预研、基于现有资源发展演示验证平台及进行基于技术发展需求的飞发协同设计。     

美国第6代战斗机发动机进展分析

为借鉴和参考美国第6代战斗机发动机的研制经验,综述了美国国防部对美国空军和海军、美国空军和海军对第6代战 斗机及第6代战斗机对发动机的需求,梳理和绘制了第6代战斗机发动机技术研究和产品研制的发展路径,总结和归纳了其发展 特点,对其未来趋向进行了分析和预测。美国战斗机发动机在世界上处于技术领先地位,第6代战斗机发动机需求经过几番迭代 论证,已经明确为自适应循环发动机;第6代战斗机发动机技术经过长期持续的开发与验证,已经基本成熟,并且技术特征基本确 定为以自适应结构为主的1+N模式;竞争发展已经进入X验证机竞争发展阶段。     

美国加速任务试车技术在军用航空发动机上的应用

加速任务试车(AMT)是目前国外研究军用航空发动机耐久性的标准试验,是发动机寿命管理的重要方法。本文以美国F404-GE-402发动机、F110-GE-100发动机为例,介绍了AMT技术在发动机设计验证、部件改进、寿命管理、维修计划等方面的具体做法,对有效提高我国发动机型号研制的风险管理与控制能力和实现发动机的高可靠性具有重要的研究与借鉴价值。