中國最先進的軍用航空發動機——WS-15(2 / 2)

按照飛機任務要求,“峨眉”航空發動機在循環參數選擇上采用較高的渦輪進口溫度、中等總增壓比和比較低的涵道比。采用的新技術主要有損傷容限和高效率的寬弦葉片、三維粘性葉輪機設計方法、整體葉盤結構的風扇和壓氣機、單晶氣冷渦輪葉片、粉末冶金渦輪盤、刷式封嚴、樹脂基複合材料外涵機匣、整體式加力燃燒室設計、陶瓷基複合材料噴管調節片、三元矢量噴管和具有故障診斷和狀態監控能力的雙餘度式全權數字式電子控製係統。發動機由10個單元體組成。

發動機結構和係統

進氣口:

進氣口采用全鈦結構環形進氣機匣,帶18個可變彎度的進口導流葉片,其前部為徑向支板,後部為可調部分, 前緣則以來自高壓壓氣機的空氣防冰。

風扇:

風扇采用3級軸流式寬弦實心鈦合金風扇葉片,第1級風扇葉片采用寬弦設計,風扇葉片可拆換,帶有中間凸台。第2和第3級風扇為用線性摩擦焊技術焊接成的整體葉盤結構。風扇機匣是整環結構,風扇轉子作成可拆卸的,即第2級盤前、後均帶鼓環,分別與第1、3級盤連接。增壓比約為4.01。3級靜子和轉子均為三維流設計。

高壓壓氣機:

高壓壓氣機采用6級軸流式,增壓比7.16。前3級轉子為整體葉盤結構,是在鍛坯上用電化學加工出來的。後3級轉子葉片通過燕尾形榫頭與盤連接。前3級定子葉片材料為鈦合金。轉子為電子束焊和螺栓連接的混合結構,采用三維流技術設計。定子部分進口導流葉片和第1、2級靜子葉片為可調,前3級盤用高溫鈦合金製成,第2級盤前、後均帶鼓環,分別與第1、3級盤連接。第 4~ 6級盤由鎳基高溫合金粉末冶金製成,用電子束焊焊為一體,用長螺栓前與第3級盤連在一起。鈦合金整體中介機匣和對開的壓氣機機匣,設有孔探儀窺孔,用以觀察轉子和其他部件。

燃燒室:

燃燒室采用短環式燃燒室,火焰筒采用激光打孔的多孔結構進行冷卻,火焰筒為整體雙層浮壁式結構,外層為整體環形殼體,采用雙通路噴嘴,燃油經22個雙錐噴嘴和22個小渦流杯噴出並霧化,實現無煙燃燒,具有均勻的出口溫度場。

高壓渦輪:

高壓渦輪采用單級軸流式,采用國內第二代單晶渦輪葉片材料、隔熱塗層和先進冷卻結構。單級軸流式,不帶冠,采用氣膜冷卻加衝擊冷卻方式。轉子葉片和導向器葉片材料均為國內第二代單晶材料,葉身上有物理氣相沉積的隔熱塗層。機匣內襯扇形段通過冷卻空氣進行葉尖間隙控製。轉子葉片和導向器可單獨更換。渦輪部件采用單元體結構設計 ,由渦輪轉子、導向器、渦輪機匣、渦輪後機匣和軸承機匣等五個組件組成。

低壓渦輪:

低壓渦輪采用單級軸流式,與高壓轉子對轉,空心氣冷轉子葉片,帶冠。轉子葉片均可單獨更換,導向器葉片可分段更換。仍然采用了低壓渦輪導向器。低壓渦輪輪盤中心開有大孔,以便安裝高壓轉子的後軸承。

加力燃燒室:

加力燃燒室采用整體式,采用徑向火焰穩定器,火焰穩定器由1圈“V”形中心火焰穩定器與36根徑向穩定器組成。徑向穩定器用風扇空氣冷卻,加力筒體采用阻燃鈦合金以減輕重量,筒體內作有隔熱套筒,兩者間的縫隙中流過外涵空氣對筒體進行冷卻,中心環形火焰穩定器沿圓周做成12段,可以自由膨脹,整套火焰穩定器可以在發動機裝在飛機上的條件下進行更換。

尾噴管:

尾噴管采用全程可調收斂、擴張式三元矢量噴管—在俯仰方向可作±25°偏轉。從+25°到-25°的行程中隻需1.5秒鍾。用於調整飛機俯仰飛行姿態。裝有先進的陶瓷基複合材料的尾噴管調節片。

控製係統:

控製係統采用推力和矢量由雙餘度全權限數字電子控製係統控製(FADEC),按風扇轉速和核心機壓比調節發動機工作,有故障隔離功能。

技術數據

最大加力推力:16186.5daN

中間推力:10522daN

加力耗油率:2.02kg/daN/h

中間耗油率:0.665kg/daN/h

推重比:8.86

空氣流量:138kg/s

涵道比:0.382

總增壓比:28.71

渦輪進口溫度:1477℃

最大直徑:1.02m

長度:5.05m

質量:1862.3kg

(以上材料搜集整理與網絡)