世界一流水平的军用涡扇发动机F119——F-22最新进展系列报道之三

F119是美国普惠公司正为F-22战斗机研制的加力式涡扇发动机,推力为156千牛,它大量采用了美国近年来在航空发动机技术方面的研究成果,而且还将继续采用美国国防部正在实施的综合高性能涡轮发动机技术计划的成果.F119与装F-15和F-16的F100发动机相比,它的部件数少40%,如F119和F100都采用3级风扇,但F119的风扇为整体式叶盘结构;F119的高压压气机为6级,而F100的为10级,F119的高低压涡轮各为1     

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     

F-35飞行试验跟踪报道

目前,AA-1号F-35A战斗机已经成功完成了空中加油、噪声测试、超声速飞行、发动机空中停车和重新起动等一系列关键的试飞科目,而BF-1号F-35B战斗机也完成了打开升力风扇舱门和尾部发动机舱门的试飞科目,为即将展开的短距起飞垂直降落（STOVL）试飞科目奠定了基础,F-35的各项飞行试验都在紧锣密鼓地进行之中。     

JSF的STOVL型别推进系统的设计竞争

洛克希德·马丁公司和波音公司的团队终于得到根本不同的概念 ,以应对依据STOVL需求给出的挑战。波音的X - 32B采用直接升力系统 ,而洛克希德·马丁的X - 35B采用附加一台安装在垂直方向的小型升力风扇 ,提供除发动机推力变向以外的增加升力。洛克希德·马丁公司和波音公司都完成了JSF概念论证阶段 ,二者的投标都优于军方需求 ,但洛克希德·马丁公司在更多领域里有擅长 ;波音公司的STOVL型别方案被认为比洛克希德·马丁公司的方案具有较高的风险。洛克希德·马丁公司的增加升力风扇方案胜过波音的直接升力设计 ;发动机技术、飞控软件和发动机 (含其矢量推力喷管 )设计一体化 ,对获得成功是重要的 ;而波音公司采用直接升力 ,作为短距起飞和垂直着陆 (STOVL)推进系统的决定 ,是它的JSF项目投标不成功的主要弱点。     

带升力风扇的垂直起降推进系统建模研究

为了填补国内对转升力风扇研究与垂直起降系统建模研究相结合的空缺,分别针对常规与对转升力风扇,建立了垂直起降推进系统的部件级实时数学模型,并进行了性能对比。针对减阻的要求,通过插值将升力风扇进气道的阻力系数选为0.0470;针对升力风扇非设计点特性准确性的要求,采用基元级理论对风扇进行半设计半计算;特别引入中介推力修正系数(κ)用于对转风扇的参数设计,该方法下两升力风扇推力相等,轴功率偏差为0.0265。进一步的动态仿真表明,由于风扇特性的影响,同样工况下非设计点处对转风扇的升力和轴功率更大;并且由于升力风扇与发动机的耦合性,针对不同升力风扇的差异性,发动机会通过调整转速而产生"趋同"的作用效果。     

F136发动机——F-35战斗机的备选发动机

F136发动机是美国联合攻击战斗机F-35的备选发动机。它包括3种型别,即配装F-35A常规起落型(CTOL)的F136-GE-100发动机,配装F-35B短距起飞垂直着陆型(STOVL)的F136-GE-600发动机,配装F-35C舰载短距起落型(CV)F136-GE-400发动机。F136发动机是F-35战斗机的一大闪光点。它是1种智能型发动机,不但能提供鹞式发动机1.9倍的强大动力、178kN的升力,而且维修方便;该发动机部件具有通用性特点,多数零部件都能在20min内更换     

航空航天技术

普惠试验F100－229A风扇叶片这种新型风扇叶片是按面积率设计的，首次用在F100发动机上。它的设计源于F119发动机上所进行的计算流体力学工作。新叶片根部呈扉斗型，以产生面积率效应，减少轮毂处的空气堵塞。这项改进可提高发动机空气流量，并使发动机在海平面的最大加力推力达143千牛，不加力推力达88千牛。试验中F100—229A的推力已超过163千牛。预计2000年中期开始F100—229A的耐久性验证试验，2001年着手早期生产。（生）‘罗兰C’将延长使用到2008年最近，在“导弹用户年会”上发表的一篇论文中声称，FAA将进一步确定“罗兰C”…     

轴驱动升力风扇发动机稳态性能仿真模型研究

以常规混排涡扇发动机性能模型为基础,结合升力系统工作原理,并以推力比为控制目标,建立了轴驱动升力风扇发动机稳态性能仿真数学模型。根据此模型编制了轴驱动升力风扇发动机整机稳态性能计算软件,并以轴驱动升力风扇发动机的三种工作状态为例进行了计算分析。结果表明,该模型软件逻辑正确,计算精度满足后续研究需要,为轴驱动升力风扇发动机性能分析及控制规律研究提供了必要的技术基础。     

短距起飞/垂直降落飞机外流场特性研究

为探索和研究短距起飞/垂直降落(STOVL)飞机,在垂直降落状态时的外流场特性和热燃气再吸入等飞推一体化关键问题,对STOVL飞机F-35B进行了飞机机身重构和网格划分,利用Fluent软件完成了F-35B外流场的三维数值模拟。研究了垂直降落状态下飞机不同离地高度和不同喷管面积下的热燃气再吸入问题。同时,给出了进气道入口截面、地面和机身的温度分布,直观说明了其升力系统方案的外流场技术特点。结果表明:为防止热燃气再吸入,应合理选择升力风扇喷口与主发动机喷口的面积相对值,并结合实际所需升力比,尽量减小两个喷口的面积比。     

F136 F-35的备选的发动机之一

基于F-16战斗机动力装置选择的经验，JSF计划办公室决定洛克希德·马丁公司的F-35 JSF采用2种发动机，普惠公司的F135被选为主要动力装置，GE和罗-罗公司合作研制的F136则作为备选发动机。F136计划简况1995年，GE和罗-罗公司的推力为178千牛的F136被选作JSF的备选发动机。为使F-35的两种发动机具有完全的通用性，GE和罗-罗公司与普惠公司密切配合，这包括确定发动机与飞机机体结合面的参数和控制系统的特点，以使任一种JSF都能适合装F135或F136发动机。……     

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…     

F110发动机性能提高计划

F110基本型(F110-GE-100)发动机是在F101发动机的核心机和F404发动机的风扇与喷管的基础上发展的涡轮风扇发动机,于1986年10月配装F-16C/D战斗机投入使用。之后,在F110-GE-100发动机的基础上,GE公司又发展了推力为12900dAN、推重比为7.28的F110-GE-129发动机,并于1991年配装F-16C/D和F-15A/C战斗机投入使用。20世纪90年代初,GE公司又规划了1个分3阶段实现的F110发动机性能提高计划,旨在使F110发动机的推力增大到17800daN。第1步工作的目标:使发动机的推力增大15%~20%,达到15600daN;或者在发动机推力保持目前水平的前提下,使发…     

双发布局短距/垂直起降飞机外流气动特性研究

针对YAK-141和F-35B两种不同推进系统构型的短距/垂直起降飞机,利用流场仿真软件,研究了双发布局短距/垂直起降飞机,分别采用升力发动机+转向喷管和升力风扇+转向喷管推进系统构型时,飞机短距/垂直起降工况下的外流气动特性,包括高温燃气回吸、地面效应和环境影响等。结果表明,升力风扇+转向喷管推进系统构型的短距/垂直起降飞机,在高温燃气回吸和环境影响等方面具有一定的优越性;不同推进系统构型的短距/垂直起降飞机,在短距/垂直起降时存在不同的喷泉流,其位置和气动特性对机身下表面的温度和压力分布有影响。     

基于某型发动机发展 STOVL 动力性能方案研究

短距起飞/垂直降落（STOVL）飞机由于其优越的作战性能,受到了世界航空大国的高度重视。通过借鉴目前最先进的 STOVL 动力 F135- PW -600发动机技术发展思路,研究了基于国内某型发动机改 STOVL 动力方案时,主发动机与升力风扇之间的匹配和约束关系。研究结果表明：随着升力风扇压比和流量的增加,主发动机升力减小,升力风扇升力增加;同一主发动机状态下,升力风扇流量越大,发动机前后升力平衡的升力风扇压比越小,总升力越大;主发动机性能越高,发动机前后升力平衡的升力风扇压比和流量越大,发动机总升力也越大。     

固定翼舰载机的起飞方式研究

目前,世界上共有10个国家的海军拥有近30艘各型航空母舰,其中先进的大型航空母舰——美国海军的“尼米兹”级核动力航空母舰可以搭载20架F-14、18架F-18,20架A-7E战斗机,10架S-3A反潜机,5架EA-6B电子战飞机,5架E-2C预警机,8架SH-3G／H直升机。这些飞机的重量、发动机推力、机翼升力不同,起飞距离不同,故起飞方式也各异。     

GE90的发展悬而未决

GE公司的研究人员在1996年将进行一系列试验与评审,以便为GE90发动机下一阶段发展的决策提供依据。GE公司目前面临的问题是他们是否应将GE90的推力提高到约436千牛或进一步提高到467千牛。在作决定时,GE公司的合作伙伴必须将研制费用与什么时候可能需要467千牛推力的预测进行权衡。据波音公司说,目前似乎波音777-300的一些改型将需要推力为400千牛的发动机。而推进技术部门说,其他波音777的改型仍可能需要推力为423～436千牛的发动机。     

装新的地区喷气机的CF34-8C发动机

加拿大庞巴叠公司的地区飞机分公司已选择美国GE公司的推力为57.8千牛的CF34-8C发动机装70座的CRJ-X地区喷气机,GE公司将投资2亿多美元研制这种CF34的派生型发动机。-8C具有推力提高到80干牛的潜力。现有的CF34的推力为41千牛。GE公司计划将新的-8C销售给地区喷气机制造商和远程商务飞机制造商。GE公     

F135发动机的最新进展

F135发动机是JSF计划中X35飞机的动力装置,是一台由F119发动机衍生而来的发动机。为了节省研制费用,F135发动机采用与F119发动机基本相同的核心机;为提高推力,增加了发动机的空气流量,提高了发动机的工作温度;为了获得短距起飞和垂直着陆能力,增加了新颖的升力风扇、三轴承旋转喷管、滚转控制喷管。PW公司是主研制商,负责主要部件的设计和研制;汉密耳顿标准公司负责研究发动机的控制系统、外部构件和主齿轮箱;RR公司负责研究升力系统及将在F135     

升力风扇和涡扇发动机组合动力系统性能模拟与分析

基于部件匹配和多设计点分析技术,发展了加装升力风扇的涡扇发动机性能计算模型.以F135涡扇发动机为例,对模型的可靠性进行了验证.数值模拟结果表明:升力风扇不工作时,涡扇发动机性能模拟与常规涡扇发动机是一致的,当升力风扇工作时,若实现低压涡轮与涡扇发动机风扇、升力风扇工作点的匹配,不仅需要调节尾喷管喉道面积,而且可变外涵道出口面积、低压涡轮导向器喉部面积也需要调节.基于该模型,可以进行带升力风扇的涡扇发动机循环参数匹配和不同任务状态的性能分析.      

世界上推力最大的发动机

GE90—115B是GE90发动机系列中最新的改型,该发动机在取证试验中推力达570千牛,创建了航空发动机推力的世界最高记录。目前,—115B已完成在空中试车台上的试飞计划,并装在B777—300ER试飞,预计很快就将取得FAA和JAA适航合格证,明年投入使用。GE公司计划进一步进行该发动机的成熟性试验,以便暴露和修正任何薄弱点