登陆注册
209400000094

中国最先进的军用航空发动机——WS-15

WS-15全称涡扇15“峨眉” 涡扇发动机,是为我国第四代中型战斗机而研制的小涵道比涡扇发动机,也是我们目前最为先进的军用航空发动机。

该发动机由606所、624所、614所、410厂、430厂和113厂等单位专家组 织研制。“峨眉”航空发动机的技术验证机在2006年5月首次台架运转试车成功。这标志着我国在自主研制航空发动机的道路上又实现了历史性跨越,在研制我国第四代中型战斗机的征程上迈出了坚实的重大一步。2007年3月原形机首次台架运转试车成功,预计2013年3月发动机完成设计定型试验,2014年7月生产型发动机定型。

中俄于1992年春天开始展开艰苦谈判,在经过3年的拉锯之后,因为俄罗斯的经济状况很差,用于军工科研的经费很少很少,又因为在92年明斯克马丘丽莎会议雅克-141被终止后,P-79发动机没有了使用对象,又没有其他的战斗机使用此发动机,所以“联盟”航空发动机科研生产联合体(原图曼斯基发动机设计局)的经济状况很差,在这种状况下,1995年6月,中俄签订了转让P-79发动机生产许可证的协定。1996年8月,俄罗斯的“联盟”航空发动机科研生产联合体向中国方面交付了P-79发动机的全套设计图纸及技术资料 ,特别是引进了制造P-79发动机核心机的生产设备及生产制造工艺资料。遗憾的是用于雅克-141的P-79B-300发动机矢量喷管技术却没有得到。

后来,1998年亚洲金融危机时俄罗斯经济也陷入多重危机,中国此时不仅购买了用于雅克-141的P-79B-300发动机矢量喷管技术,同时也取得了莫斯科联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R179-300发动机设计方案和P-79M的设计图纸和技术资料。R179-300发动机这台发动机是为垂直起飞歼击机雅克141研制的R-79V-300发动机的进一步发展。

在这种背景下,1996年初,江和甫协同刘大响院士负责组织“九五”国防重大背景(垂直起降歼击机的计划)的预研项目——某新型涡扇发动机(以P-79发动机为基础进行深度开发)关键技术预研工作。组织完成P-79发动机的核心机的测绘仿制工作;P-79发动机的高压压气机、燃烧室、涡轮三大核心部件等比例的测绘仿制工作。进行理论方法、计算方法和试验方法的探索研究;以突破先进部件关键技术为主,重点围绕三大高压部件等比例全尺寸试验件的工程设计和试制及试验以及其相关的强度、控制等系统进行综合应用研究,在三大核心部件的测绘仿制中,大胆倡导采用了航空动力许多前沿设计技术成果和大量应用新材料、新工艺,从而突破了120余项关键技术。

624所在取得了莫斯科联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R179-300发动机设计方案和P-79M的设计图纸和技术资料后, 研制了YWH一30—27核心机,YWH一30—27核心机就是以P-79发动机核心机为基础进行深度开发的.CJ-2000是以YWH一30—27核心机为基础进一步开发的,WS-15是CJ-2000的型号研制的代号。

1999年国庆节后, 624所参照R179-300和P-79M的发动机设计方案,推出了以YWH一30—27核心机为基础的改进设计方案,在争夺下一代战斗机歼-13的发动机时,获得胜利,2000年初正式被选定为歼-13单发常规布局腹部DSI进气的隐身歼击机飞机的动力装置。编号为WS-15,命名“峨眉”涡扇发动机。上级要求“WS-15”发动机的研制要全面贯彻新的国军标GJB241-87“航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范和全面贯彻发动机结构完整性大纲。同时决定将WS-15的研制分为三个阶段实施:即三大高压性能部件研制与核心机研制、验证机和原型机的研制。至此WS-15正式立项研制,这是我国首次遵循“基础研究-关键技术突破-先进部件-核心机-验证机-型号研制”这一发展模式所开展的涡扇发动机研制工作,因此可以说是具有里程碑式的意义!全面研制工作于2000年初开始。

从中国燃气涡轮研究院(624所)工作会上获悉,我国自行研制的推力推重比为9的涡轮风扇航空发动机的核心机CJ2000于2005年4月14日首次点火成功后,推重比为9的涡轮风扇航空发动机的核心机已于2005年7月上旬在台架运转试车时,各种性能完全达到了设计指标,转速推到地面最高转速(换算转速102.2%)-----“峨眉”航空发动机的技术验证机在2006年5月首次台架运转试车成功。这标志着我国在自主研制航空发动机的道路上又实现了历史性跨越,在研制我国第四代中型战斗机的征程上迈出了坚实的重大一步。2007年3月原形机首次台架运转试车成功,预计,2009年6月“峨眉”发动机的原型机将完成FRET(飞行前鉴定试验阶段),预计2013年3月发动机完成设计定型试验,2014年7月生产型发动机定型。

按照飞机任务要求,“峨眉”航空发动机在循环参数选择上采用较高的涡轮进口温度、中等总增压比和比较低的涵道比。采用的新技术主要有损伤容限和高效率的宽弦叶片、三维粘性叶轮机设计方法、整体叶盘结构的风扇和压气机、单晶气冷涡轮叶片、粉末冶金涡轮盘、刷式封严、树脂基复合材料外涵机匣、整体式加力燃烧室设计、陶瓷基复合材料喷管调节片、三元矢量喷管和具有故障诊断和状态监控能力的双余度式全权数字式电子控制系统。发动机由10个单元体组成。

发动机结构和系统

进气口:

进气口采用全钛结构环形进气机匣,带18个可变弯度的进口导流叶片,其前部为径向支板,后部为可调部分, 前缘则以来自高压压气机的空气防冰。

风扇:

风扇采用3级轴流式宽弦实心钛合金风扇叶片,第1级风扇叶片采用宽弦设计,风扇叶片可拆换,带有中间凸台。第2和第3级风扇为用线性摩擦焊技术焊接成的整体叶盘结构。风扇机匣是整环结构,风扇转子作成可拆卸的,即第2级盘前、后均带鼓环,分别与第1、3级盘连接。增压比约为4.01。3级静子和转子均为三维流设计。

高压压气机:

高压压气机采用6级轴流式,增压比7.16。前3级转子为整体叶盘结构,是在锻坯上用电化学加工出来的。后3级转子叶片通过燕尾形榫头与盘连接。前3级定子叶片材料为钛合金。转子为电子束焊和螺栓连接的混合结构,采用三维流技术设计。定子部分进口导流叶片和第1、2级静子叶片为可调,前3级盘用高温钛合金制成,第2级盘前、后均带鼓环,分别与第1、3级盘连接。第 4~ 6级盘由镍基高温合金粉末冶金制成,用电子束焊焊为一体,用长螺栓前与第3级盘连在一起。钛合金整体中介机匣和对开的压气机机匣,设有孔探仪窥孔,用以观察转子和其他部件。

燃烧室:

燃烧室采用短环式燃烧室,火焰筒采用激光打孔的多孔结构进行冷却,火焰筒为整体双层浮壁式结构,外层为整体环形壳体,采用双通路喷嘴,燃油经22个双锥喷嘴和22个小涡流杯喷出并雾化,实现无烟燃烧,具有均匀的出口温度场。

高压涡轮:

高压涡轮采用单级轴流式,采用国内第二代单晶涡轮叶片材料、隔热涂层和先进冷却结构。单级轴流式,不带冠,采用气膜冷却加冲击冷却方式。转子叶片和导向器叶片材料均为国内第二代单晶材料,叶身上有物理气相沉积的隔热涂层。机匣内衬扇形段通过冷却空气进行叶尖间隙控制。转子叶片和导向器可单独更换。涡轮部件采用单元体结构设计 ,由涡轮转子、导向器、涡轮机匣、涡轮后机匣和轴承机匣等五个组件组成。

低压涡轮:

低压涡轮采用单级轴流式,与高压转子对转,空心气冷转子叶片,带冠。转子叶片均可单独更换,导向器叶片可分段更换。仍然采用了低压涡轮导向器。低压涡轮轮盘中心开有大孔,以便安装高压转子的后轴承。

加力燃烧室:

加力燃烧室采用整体式,采用径向火焰稳定器,火焰稳定器由1圈“V”形中心火焰稳定器与36根径向稳定器组成。径向稳定器用风扇空气冷却,加力筒体采用阻燃钛合金以减轻重量,筒体内作有隔热套筒,两者间的缝隙中流过外涵空气对筒体进行冷却,中心环形火焰稳定器沿圆周做成12段,可以自由膨胀,整套火焰稳定器可以在发动机装在飞机上的条件下进行更换。

尾喷管:

尾喷管采用全程可调收敛、扩张式三元矢量喷管—在俯仰方向可作±25°偏转。从 25°到-25°的行程中只需1.5秒钟。用于调整飞机俯仰飞行姿态。装有先进的陶瓷基复合材料的尾喷管调节片。

控制系统:

控制系统采用推力和矢量由双余度全权限数字电子控制系统控制(FADEC),按风扇转速和核心机压比调节发动机工作,有故障隔离功能。

技术数据

最大加力推力:16186.5daN

中间推力:10522daN

加力耗油率:2.02kg/daN/h

中间耗油率:0.665kg/daN/h

推重比:8.86

空气流量:138kg/s

涵道比:0.382

总增压比:28.71

涡轮进口温度:1477℃

最大直径:1.02m

长度:5.05m

质量:1862.3kg

(以上材料搜集整理与网络)

同类推荐
  • 孤龙归来

    孤龙归来

    由于家庭变故,孤龙从小进入孤儿院,稍有长成后,被海选进入特工学校参加训练,并于优异成绩毕业。毕业后,在沿海口岸实习,承担潜伏及侦破敌对间谍网路任务。任务完成后,获得的毕业继续潜伏,之后经商成功到海外潜伏,后为父母报仇,接受遗产!最后,接上级指示进入国际恐怖犯罪集团生化基地,历尽磨难并获得情报后,利用机会逃出魔窟......
  • 刽子手的信仰

    刽子手的信仰

    孤岛求生,喋血天涯路,鏖战群雄,谁人挡!刽者,断也。从刀,会声!人称刽子手。荣誉而归,家破人亡,形影单只,天煞孤星。且看一刽子手,如何背负信仰,披巾斩棘,一路前行,笑傲风云。
  • 花豹突击队

    花豹突击队

    血与火的战场,风声鹤唳的山林,神奇的猛兽和古武少年,这是一支有着铮铮铁骨的特种部队,这是一群浴血疆场、有血有泪的特种军人。枪声与热血共存,猛兽与英雄相伴,这是一本描写铁骨军人的书!书友群号:336093992 竹香书屋VIP读者群:群号468694031
  • 厉鬼奇兵

    厉鬼奇兵

    一座被山匪屠过的山寨,隐藏着一个巨大的秘密,恶鬼出没,冤魂索命。为揭开封灵山隐藏的秘密,各路人马粉墨登场,他们勾心斗角,尔虞我诈。当侵略者入侵时。各寨山匪,国民党,地方武装等,在云翔天的带领下,根据鬼寨闹鬼的故事,组成了一支抗日队伍,并把这只队伍命名为抗日厉鬼大队。《魔血九重之血咒》已正式上传,每天早上八点准时更新,记得看哦!
  • 特别行动

    特别行动

    <特别行动>第二部序幕开启!金三角,中国、泰国特种部队联合执行的“金环蛇”行动,目标武装贩毒组织“敢帕军”!意外的埋伏、不可思议的泄密,揪人心痛的人质劫持事件,一切都出人意料;代号“芬里厄”的境外情报组织,神秘的军火走私集团,美艳的对手,危险的搭档,每个人的内心难道都如此难测?高科技的杀人利器、毫无头绪的案情、危险之极的计划,这一切的背后到底隐藏着什么样的罪恶?一切答案,均在《特别行动》第二部烈火之中。看过才明白。鲜花、投票、盖章,请大家顶起!
热门推荐
  • 大周权相

    大周权相

    号外!号外!那位让人烦恼的林阿真又海内外穿越了。殷大小姐不要这样啦,摸摸小手也是会闹出人命的,咱就不能斯文一点吗?耶!不行?那,那你先闭上眼睛,青山不改…绿水长……,咕拜!啪……看什么看?没看过男人脸腮抹胭脂啊?惊!翩儿宝贝你忘了把菜刀放回厨房了?阿真哥哥,翩儿想砍人……
  • 阿溪

    阿溪

    有人说初中就应该谈一场恋爱,所以初三许念溪在幻想爱情的同时遇到了一个渣男赵时,由此她便想着自己得到了爱情,但是一个渣男怎可能因为一个萌新而动情呢,真可笑,一直被玩弄的爱情最终不过是赵时想要她的第一次??
  • 我当创世神的那些年

    我当创世神的那些年

    (万界流,非创世流,第三人称,非第一人称)我从凡间来,更到凡间去。不拘名利场,却在红尘中。血染刀剑未沾衣,滚尘扑面不留痕。仙佛神圣难敌手,移星易宿谈笑间。英雄美人帝王将相,却难免生老病死悲欢离合。怪力乱神魑魅魍魉,也不过蝇营狗苟小肚鸡肠。呜呼!宠辱不惊,闲看庭前花开花落。去留无意,漫随天外云卷云舒。
  • 极品世子爷

    极品世子爷

    穿越成了藩王世子,沈继志在建功立业,收复疆土,表面上却只能当个纨绔。大周昌平年间,衣冠南渡,英烈豪杰为收复故土抛头颅、洒热血,只为收复故土,驱除外虏,皇帝却只想着偏安一隅。若干年后,齐王世子沈继喊出:“男儿当收拾旧山河,朝天阙!”【本书部分背景设定架空南宋高宗朝】
  • 莫氏轩辕

    莫氏轩辕

    新书《神明九炼》已在ZH发布欢迎捧场轩辕崖上。一个背着玄铁重剑的黑袍青年负手而立,神情淡然地昂首望天。【主人,他来了。】漂浮在青年身后的赤色大龙突然口吐人言的向远处天边望去。只见在其神念感应的数百里高空中,赫然一个几乎遮蔽大半天空的巨大黑影悬浮着,并以一种难以形容的速度,飞快的向他们靠近。巨影附近黑云滚滚,隐有雷电闪烁轰鸣,而在黑影巨大的背上,一个面色阴沉的中年男子双手倒背的站着。见此后,黑袍青年淡然一笑,双目眯缝起来:【骖灵巨龟!来者果然是教皇,看来我莫氏与教廷的恩怨,今天终于要有个了断了。】
  • 我们村的阴阳两界

    我们村的阴阳两界

    在一个小山村里,最神秘、最诡异、最可怕、最乡土的灵异事件频发,在深入探寻这些事件的过程中,一连串的惊人的诡秘接连爆出……传说中的神秘领域,不为人知的神秘传说,午夜,请谨慎。
  • 城宝图密码之五仙传奇

    城宝图密码之五仙传奇

    记载了羊城已经尘封了千年秘笈和宝物的《城宝图密码》,在即将被公开之际,遭不明势力干预和企图独吞。误打误撞获得线索的少男少女们,能否解开谜题,保全财宝,成就一段传奇佳话?
  • 三宝来袭:南少他霸道锁妻

    三宝来袭:南少他霸道锁妻

    夏珂颜遭人算计,沉睡了三年。一觉醒来,却有人告诉她,她多了三个娃?娃的爸爸还是号称A市最难搞掂的男人--南氏集团总裁南钦煜。求放过呀,她只想报仇!三个小奶包却不依了:妈咪,你是渣女嘛,为啥不对我们负责任鸭?南钦煜对三宝的助攻表示很满意:嗯,你们妈咪还想抛弃爸爸。夏珂颜晕了。这都什么事呀?
  • 隐世奇侠传

    隐世奇侠传

    尘封的《隐世书》,残落的姻缘玉,隐匿而又重现的隐道奇术,让这个世界充满着神秘与未知。谁知道生死册和善恶门之后,隐藏着什么样的真相?隔世的情缘,恍若如昨;今世的情爱,是否依然?《隐世奇侠传》,邀您一同进入清灵城听小曲,隐灵山上捉蓝鬃兽,北原沼泽观五谷之地,北雪山中赏天心莲花,遗忘城中豪饮千杯,清灵海上与云族共舞,玲珑山上听千墓传奇……故事从一位老人带着一个美貌的姑娘,在清灵城弹唱小曲儿,慢慢展开……
  • 替魔神大人打工

    替魔神大人打工

    因为癌症被亲人抛弃即将死去的我,在梦里竟然遇到了魔神,还和魔神大人以我的生命为条件做了个交易……。本以为只是梦的我醒来之后我惊奇的发现我的身体完好如初。正当我为此感到高兴时,意识里边却穿出来七个不同的声音,是七个葫芦娃吗?我们才不是葫芦娃!脑子里边的声音不愉快的反驳道。我们是嫉妒、傲慢、色欲、暴食、贪婪、懒惰、暴怒!是来监督你为魔神大人打工的。诶?不是吧?难道我真的和魔神大人交易了?算了算了,吃人手短,拿人嘴软。为了完成和魔神大人的交易,我愉快的成为了地狱有限公司的优秀打工人!