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AL-31F发动机
AL-31F发动机苏-27系列飞机是当今世界上典型的第三代(俄罗斯称为“第四代”)歼击机,自该机问世以来,曾经创造了快速爬高的多项世界纪录,普加乔夫驾驶的苏-27飞机还首创了著名的高难度“眼镜蛇”机动飞行动作。据报道,早在1988年已估计有三四百架苏-27战机在苏军中服役。此后,该系列飞机不仅部署到独联体国家,而且还成功地出口到俄罗斯境外的包括印度和中国在内的一些国家。这些业绩的取得,都与该系列战机的动力装置AL-31F发动机有密切关系。AL-31F除了用在双发布局飞机之上,还推出了可用在单发布局飞机上的改型发动机AL-31FN。因此,AL-31F的过去、现在和未来的发展引起了人们的关注。
简介
AL-31F是由俄罗斯留里卡“土星”科研生产联合体研制的带加力燃烧室的涡扇发动机。该联合体前身是留里卡设计局,组建于1946年,是前苏联的主要战斗机发动机设计局。在上世纪60年代,留里卡研制了AL-21F系列涡轮喷气发动机,其最大加力推力达11000daN。1970-1974年投入生产,广泛用于苏-17、苏-20、苏-22、苏-24和米格-23战斗机上。在AL-21基础上,1976年(另一说法是1973年)留里卡开始研制AL-31F发动机。1985年该发动机研制达标后,用于苏-27、苏-30和苏-35战斗机。
AL-31F的结构形式是双转子加力式涡扇发动机。推力范围:加力12250daN,中间7620daN。每台价格300万美元。AL-31F有一些改进型,其中包括带矢量推力喷管的改进型AL-31FP发动机。
从总体上讲,作为苏-27战机的专用动力装置AL-31F发动机,其性能是优良的,具有明显优势。
(1)尺寸小,推力大。其涡轮具有有效的冷却系统和良好的热力学特性;压气机增压快速,发动机结构紧凑,保证飞机有较高的推力和良好的机动性。
(2)稳定性高。可使用在苏-27飞机的各种飞行高度和速度下,即使飞机在以M2的速度进入平螺旋、直螺旋、翻转螺旋和进气道喘振的情况下,发动机工作仍然极其稳定。喘振消除系统、空中自动点火系统、主燃烧室和加力燃烧室的再次启动系统等可保证在使用机载武器时动力装置的工作可靠性。
(3)维修简便。该发动机采用单元体结构,由14个单元体组成,因此,如果出现某些损坏,不需要全部更换,只替换下有故障的单元体即可。这样,在使用条件下进行发动机维修时,可更换其中的6个单元体。
(4)使用寿命长。AL-31F可根据其技术状况而使用,只要发动机还正常,就可以一直使用下去,而现代化水平的诊断设备可保证飞行安全。但其使用寿命也有一个限度,一般认为该发动机第一次维修前的使用寿命可达1000h,总使用寿命应该不少于10年。
改进型:AL-31FN发动机
AL-31F本来是双发布局的苏-27系列战斗机的专用发动机,为使它能在单发飞机上使用,留里卡设计局“礼炮”(Salut)公司几年前推出了AL-31F的改型发动机AL-31FN。
该型发动机的特别之处是:将发动机附件传动箱从附着在发动机上面,移到附着在发动机的下面,而飞机附件传动机匣还是安装在发动机上面。这样处置是为了满足客户要求。
从俄罗斯“礼炮”公司2002年11月提供的资料来看,由俄方改型专供出口的AL-31FN发动机性能、尺寸和质量的数据,与原型的AL-31F发动机只有很少的区别,详见表1。
由于从双发配置改为单发配置的飞机使用,发动机附件得以简化,又由于AL-31FN发动机拆去了内外涵流道的分流隔板,使得发动机重量减轻了一些。但由此带来的一些负面影响,仍有待深究。另一不足之处是AL-31FN的燃油消耗率也略有提高,因此,AL-31F系列发动机仍有性能改进的必要。
发展新思维
AL-31F发动机已经生产20多年了。上世纪90年代,“礼炮”公司把头几批AL-31F提供给前苏联空军,安装在双发布局的苏-27型歼击机上。尽管“礼炮”公司进行了产品质量跟踪、预防检修和定期维护,但是维修措施并不能保障该发动机永久使用。因此,为了适应新世纪的战争环境,“礼炮”公司在本世纪初已建议俄国空军按三个阶段改进AL-31F发动机。

第一阶段的改进已经完成,只改变了“通风机”——风扇的两端部件,推力提高了600-
700kg。2002年1月,该改型在两架苏-27飞机上进行了综合飞行试验,第二架飞机用于进行国家试验,2002年12月按计划结束。飞行研究结果证实了初始计算指标,即安装有两台AL-31F-M1改进型发动机的苏-27飞机,在11000m高度上从300km/h加速到1200km/h飞行速度的时间比原型飞机减少了26s。由此,可使飞机在空战中更具有加速性好的优势。

按计划应在