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涡扇发动机系列
经过数十年的曲折发展,至21世纪初中国在涡喷发动机方面终达巅峰。涡喷发动机虽然技术简单、推力大,维护简单,但涡喷发动机的最大致命缺点――油耗居高不下!同时涡喷发动机在民机使用中还存在另一大缺点:噪声大!战斗机为了追求高机动性,要求发动机的推重比越高越好,而涡喷发动机难以满足。涡扇发动机成为解决这些问题的关键所在。其实中国在涡喷发动机发展刚有起色之时便紧盯世界航空发动机发展潮流,从20世纪60年代就开始了涡扇发动机的研究。可以说,中国的涡扇发动机研制时间并不晚,但由于种种原因,最终研制的大部分型号几乎都没能坚持到底,成功型号更是少之又少,成为中国航发研制中无法弥补的遗憾。
开篇之作――涡扇-5发动机
在20世纪60年代初,中国经过十余年的发展,各行各业都步入正轨,一切都向国富民强发展。当时空军装备涡喷-5发动机的轰5轰炸机已大批量进入空军服役。经过多年使用,涡喷-5的性能逐渐落后,严重制约轰5这个“老兵”性能的发挥。空军迫切希望能用性能更好的发动机来改装轰
5,让这棵“老树”能够开出“新花”。当时中国的航空工业最好的产品涡喷-5、涡喷-6、涡喷-7都不堪重用。国家希望能研制一款新型发动机。当时涡扇发动机已成为未来航发的发展方面,各国都加紧研制各自的第一代涡扇发动机。中国有关单位,审时度势,结合军方意见,决定上马涡扇发动机。希望能赶上世界航发的脚步。中国在涡扇发动机的研究方面与国际同行站在同一起跑线上,跟上了时代步伐。
1962年,中国在确定方向后,立刻着手研制涡扇发动机。为了降低风险及缩短研制周期,决定在涡喷-6发动机的基础上进行改进设计。1963年1月沈阳航发动机设计所提出设计方案,随后开始全面的设计工作。该发动机给予了涡扇-5(WS-5)的编号。
涡扇-5是基于涡喷-6改进而来的,保留了涡喷-6的大部分成熟设计,以降低技术难度。取消了加力燃烧室和可调喷管,增加后风扇部件;去掉压气机放气装置,而改成前4级静子可调;增加零级导流叶片,并由其带动一个单级风扇而成为双涵发动机。改型后,发动机的性能有了很大的提高,其主要技术指标为:,比涡喷-6提高了35%;?时,比涡喷-6下降了30%;涵道比
。由于压气机的效率提高和耗油率下降,如果换装到轰5上其航程和作战半径可分别提高30%和24%。
1965年,涡扇-5的第一台样机完成总装,随即转入到繁重的试验中。在这漫长过程中,出现了由于振动导致风扇叶片根部裂纹的故障。经过工厂技术人员攻关,在1965年7月解决问题;1966年进行了最大推力和耗油率测试,均达到了设计要求;1970年,通过了长期试车考核。1971年开始换装在一架轰5上(为保险起见,另一台发动机仍为涡喷-5)进行验证试飞。刚开始先进行跑到滑跑试验,没有出现任何问题,证实发动机状态良好。涡扇-5的优良性能让沈航发厂上下极为振奋,全厂上下随即集中力量,积极地准备下一阶段的升空试飞。但在进入20世纪70年代后,中国的新型轰炸机轰6已进入大批量生产阶段,让性能落后的轰5处于十分尴尬的境地。后经军方努力,虽保住了轰5,没让其大规模退役。但换发计划也失去了必要,从而使尚处襁褓中的涡扇5失去了使用目标,遂于1973年终止了研制计划。
涡扇-5前后试制了11台样机,在超、跨声速风扇设计、压气机可调叶片技术和叶片调节器等关键技术上有着突破性的进展。不过就在涡扇-5即将完成全部技术定型之时的
1973年,世界上的主要涡扇发动机都基本投入使用,RB199、F100、F110、F404、AL-31F、RD-33这些直到现在仍为主要空军强国主力战机的动力装置都基本进入批量生产阶段。与上述涡扇发动机相比,中国的涡扇-5毫无优势可言,落后许多。但涡扇-5上取得众多新技术在以后研制的多种发动机上得到了广泛的应用。这也让进入历史尘埃中的涡扇-5为中国航发崛起作出了最后的贡献吧!只不过涡扇-5的终止研制使中国航发设计的涡扇发动机装备使用推迟了近30年,让国人扼腕叹息不止。也又一次印证型号牵引项目方式的失败。
涡扇-6发动机
在20世纪60年代,世界各主要航空强国的二代战机都已进入服役状态。对未来的第三代战机都作出相应的探讨研究。中国也不例外。在1964年,中国为了替换老式的歼5、歼6战斗机和强5强击机,也启动了新一代的战斗机机和强击机的研制工作。即后来都下马的歼9战斗机和强6强击机。由于这两款战机都是针对未来20世纪后30年的战场环境使用,均需要一款性能强悍的新型发动机。而当时中国能拿得出的几款发动机均不符合要求。为此,沈阳航空发动机研究所在国家有关部门的授意下正式着手研制新型发动机。沈发所根据军方要求及国际上对新型发动机进行系统化分析,提出了三类方案共
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