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俄研制新航空发动机 涡轮叶片复杂温度超过2000K

日期:2021-07-13

        据俄罗斯航空新闻网报道,目前俄罗斯正为该国第五代战机PAK FA飞机研发第二阶段发动机。位于俄罗斯雷宾斯克市“土星”科研生产联合体将负责发动机的主要研制工作。据介绍,PAK FA战机第二阶段发动机工程代号为“129”。首批129型发动机将于2015年交付,届时首批配备第一阶段发动机的T-50战机将开始列装俄罗斯空军。
129型发动机奋起直追
        在提到俄罗斯第五代战机发动机的主要特点时,土星公司总设计师尤里·什托金透露称,T-50并非普通的战斗机、轰炸机或强击机,而是一款多用途飞行器,这样的战机应加装最新型第五代发动机,使其能够实现高度机动、高速和经济性能,与美国的F-22和F-35竞争。
        据什托金称,与上一代发动机相比,129型发动机将具备以下新特点:重量更小、单位推力更大、燃油消耗率更低、散射面积更小。最重要的,新型发动机价格相对便宜,售后服务方便。在提到129型发动机的部件与组件时,什托金指出,航空发动机的核心是高压涡轮,其完善程度直接决定了发动机的性能。与上一代压气机相比,129型发动机的高压压气机零件数量减少,但由于采用了新材料与工艺,压气机的制造费并不会增加。
至于129型发动机所用材料,什托金表示,从原则上讲,如果没有新材料,就不能保证新一代燃气涡轮发动机的性能。不过,他强调称,土星公司有新材料应用的经验和不错的成果。据什托金称,129型发动机采用耐高温镍合金叶片。之所以采用这种合金,是因为涡轮叶片很复杂,温度超过2000K。
        除此之外,什托金还强调称,土星公司资金充足,可研制出能够提升发动机寿命的新型复合材料。土星公司这方面工作已经开展很久了。土星公司已经成功研制了第一阶段试验发动机,目前正在装配,工程代号117。实际上,117型发动机是苏-27战机所配AL-31发动机的AL-41F1改型。按T-50战机项目发展规划,第一阶段发动机,即AL-41F1型发动机将装配T-50原型机和首批量产型T-50战机——首批战机将于2015年开始列装俄罗斯空军。作为PAK FA战机项目的第二阶段发动机,目前人们对129型发动机知之甚少。不过,此前曾有报道称,129型发动机与AL-41F1型发动机的推力不同,而且燃油效率更高。据称,129型发动机巡航飞行时推力为107千牛,加力模式下可提供176千牛推力。
美国F119仍然是“老大”
        俄罗斯首架PAK FA战机原型机T-50已于2010年1月进行飞行试验,第二架T-50原型机于2011年3月进行飞行试验。第三架原型机于2012年8月试飞中开始进行对主动电子扫描雷达的测试。第四架原形机于2012年12月2日首飞。按照俄罗斯苏霍伊设计局的计划,PAK FA战机在完成机身测试工作后,俄罗斯将采购首批10架评估试验机,然后在2016年后装备60架标准型号。
        与俄罗斯仍处于研发阶段的T-50战机相比,美国F-22战机早已于2005年投入现役。F-22战机具备规避雷达探测和超音速巡航等多种能力。更重要的是,与仍处于研发阶段的129型发动机不同,F-22战机所配F119型发动机早在1997年的时候就已加装F-22战机,并进行了长达数年的飞行试验计划。
        F119型发动机全称F119-PW-100,是美国普惠公司专门为F-22A战机研制的双转子小涵道比加力涡扇发动机。与美国前一代战机发动机F100相比,F119型发动机的可靠性、耐久性和维修性都有大幅提升。F119最大直径1.13米,长度4.826米,重量1360千克,其最大推力156千牛,中间推力105千牛。就推力而言,F119型发动机较俄罗斯129型发动机的理论推力稍有不如。不过,与现有发动机相比,F119的结构与性能代表了*********的战机发动机水平。
        F119型发动机燃油控制系统为第四代全权限数字电子控制系统,每台发动机有两套调节器,每套调节器有二台计算机,以确保调节系统高的可靠性。除此之外,与俄罗斯下一代129型发动机相同,美国普惠公司在F119型发动机的设计中,也特别强调发动机的维修性与可靠性。而且,在设计F119发动机时,还采用了经过验证的技术,使发动机结构简单和零件减少。因此,F119的性能较前一代发动机F100有较大提高,也采用了一些以前发动机中未采用的新技术,而其可靠性比F100的要高。