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日志

ZT 大国重器:中航工业涡轮院攻克涡扇-15发动机叶片研制难关 ...

热度 23已有 1246 次阅读2014-12-11 01:49 | 中航工业, 成发科技, 发动机

成发科技,明天又得涨停?!



中国战斗机新一代大推力发动机的研制工作目前正在进行中,近日《中国航空报》的一篇文宣文章提到,位于成都的中航工业涡轮研究院攻克了该型发动机涡轮叶片研制的难关。文章中提到该型发动机“涡轮叶片还要承受超过其金属融化温度700度的高温”、“高温是涡轮部件面对的第一道坎,工作环境温度动辄就是一、两千度”。虽是只言片语,已经足以推测文章中说的是全新一代的高性能军用发动机,很可能就是传闻已久的涡扇-15型发动机。

2007年,公开文宣资料称涡扇-15的核心机研制成功

以下为《中国航空报》文章部分内容:

涡轮部件,是航空发动机的三大高压部件之一。常见的民用发动机的一个工作叶片发出的功率,就相当于一台F1方程式赛车或3台家用轿车的动力输出。同时,涡轮叶片还要承受超过其金属融化温度700度的高温、大约1000千克的离心拉伸应力。“高温”与“压力”是涡轮工作真实的写照。

中航工业涡轮院涡轮技术研究室专业工作就是航空发动机预研项目、在研型号中涡轮部件的气动和结构技术研究和设计……

高温是涡轮部件面对的第一道坎,工作环境温度动辄就是一、两千度;涡轮叶片从最早的没有冷却结构的实心叶片,到今天要在一个小小叶片上打成百上千个冷气通道孔的先进超强冷却叶片,其设计和制造难度可见一斑。

这是涡轮设计质的飞跃,但同时带给涡轮设计团队的是一个个诸如叶片烧蚀、叶片断裂、叶片掉块等技术难关。肩负着自主研制国产新一代航空发动机的历史使命,他们深深地知道“既然干涡轮,就得多受累”。涡轮部件不能可靠工作,发动机寿命就无从谈起,因为高温,涡轮设计必须兼顾冷却和性能的平衡,发展和使用最先进的工艺及材料,在兼顾性能、可靠性、制造性多因素下进行设计。他们针对高温带来的故障问题进行系统地试验研究:叶片试验、涡轮盘试验、振动试验……在设计—故障—改进的轮回中接受考验,在气动、传热、结构、强度、材料、工艺、试验等专业环节中千锤百炼。难题一个个踩在脚下,“高温”的锤炼,也炼就了他们的技术基础。一次次的磨炼,积累了设计经验,提高了他们解决和应对各种实践问题的能力。

成都涡轮院专家们正在召开技术会议

如今,院里的涡轮设计技术和这支团队一步步走向成熟:成功开发国内第一个涡轮气动设计系统;国内首个采用复合倾斜叶片的高压涡轮部件等;荣获国家级科技成果奖、部级成果奖10余项,院级成果40多项。

观察者网军事分析员指出,在文章中提到的”涡轮叶片要承受超过其金属融化温度700度的高温”一句话令人惊讶,目前制造涡轮叶片的材料一般是镍铬铁合金,这种材料根据合金配方的不同,熔点有一定浮动,约为950摄氏度上下。也就是说,这种新型发动机的涡轮前温度高达1650摄氏度左右,换算成开氏度就是就是约1925卡左右。涡轮前温度是发动机先进程度的一个重要指标。据资料,美国F-22战斗机的F119发动机的涡轮前温度约1970卡,推力达15.6吨。据俄联合发动机公司资料称,俄罗斯AL-31F发动机的涡前温度则是1665卡,推力12.5吨;99M1发动机涡前温度1690卡,推力13.5吨。可见涡前温度与发动机推力数据有很大关系。

歼-20第五架原型机日前首飞,该机目前采用的发动机推测为俄99M1型

从目前已知的数据来看,只有涡扇-15发动机能够接近这个数字。据公开数据,国产涡扇-10发动机的涡前温度约为1747卡,推力传闻比AL-31F略高,可能是12.7吨。这一消息与此前其他文宣文章提到的“涡扇-15的涡轮前温度比前代型号提高200卡”的说法相互佐证。

根据经验公式,在发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下,涡前温度每提高100卡,推力增加15%。那么可以推测,涡扇-15即使在风扇和涡轮设计与涡扇-10处于同一水平的前提下,推力也可达到15.7吨以上。

据传,涡扇-15发动机目前已经进行整机台架测试,研制进展相当顺利。《中国航空报》文章从侧面证实了这一传言。

12月4日,俄罗斯联合发动机公司总裁在讲话中透露,俄罗斯自行研制的新一代航空发动机“30型”发动机的核心机目前正在组装阶段,据推测这种发动机的性能可能与涡扇-15相似。

不过,涡扇-15目前还是由中航工业成都涡轮研究院负责研制,未来在从研制阶段转入生产阶段时可能还要遇到更多问题,对于此型发动机装机飞行时间,恐怕还不能轻率做出估计。




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发表评论 评论 (10 个评论)

回复 桃子甜 2014-12-11 02:34
完全不靠谱,15是大推,606的项目。624手里的型号是新中推。

他们改叫涡轮研究院,也想在预研方面多吃多占,但型号的分担,15不是624的菜。
回复 李根 2014-12-11 03:44
神马时候装机成军,神马时候再来吹
回复 皇家骑警总监 2014-12-11 09:33
李根: 神马时候装机成军,神马时候再来吹
哈哈,就是就是。
回复 库布其 2014-12-11 10:51
不靠谱。至少下面的数字是错误的:

在文章中提到的”涡轮叶片要承受超过其金属融化温度700度的高温”一句话令人惊讶,目前制造涡轮叶片的材料一般是镍铬铁合金,这种材料根据合金配方的不同,熔点有一定浮动,约为950摄氏度上下

最常见的压气机叶片合金,Inconel 718,国内叫做GH4169,典型的镍合金,熔点就是1200度了。
回复 库布其 2014-12-11 10:51
参考:http://www.specialmetals.com/documents/Inconel%20alloy%20718.pdf
回复 xlan1976 2014-12-11 12:10
涡轮前温度真能达到1900K以上吗?如果是,那还是挺让人振奋的成果。
回复 jerf71 2014-12-11 13:07
多谢分享。
回复 jerf71 2014-12-11 13:08
李根: 神马时候装机成军,神马时候再来吹
同意。
回复 不知 2014-12-11 13:59
牛皮吹了多少年了,研制出来和真正合格产品装备部队差远了。
回复 njyd 2014-12-12 00:34
所谓合格产品要看标准。
现在就要想达到英美那样的水平,显然不大可能。
但是要达到将就能用,应该问题不大,人家有五千小时寿命,俺三百小时行不行?再不济100小时?这也能上天三四十次了。
和平时期可以慢慢磨出个高指标,战时如果买不到硬着头皮也得上,只要最关键的推力够了就行。
二战时的B29,没试飞几天,好象是不到一年,就量产用上了,据说自身故障损失比战损还多,美国还不是照用?
  至少中国已有了自己的能用的东西了,已经能保证战时不会受制于人,指标高不高是下一步的事。

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