俄研制新航空發(fā)動機(jī) 渦輪葉片復(fù)雜溫度超過2000K
日期：2021-07-13
據(jù)俄羅斯航空新聞網(wǎng)報道，目前俄羅斯正為該國第五代戰(zhàn)機(jī)PAK FA飛機(jī)研發(fā)第二階段發(fā)動機(jī)。位于俄羅斯雷賓斯克市“土星”科研生產(chǎn)聯(lián)合體將負(fù)責(zé)發(fā)動機(jī)的主要研制工作。據(jù)介紹，PAK FA戰(zhàn)機(jī)第二階段發(fā)動機(jī)工程代號為“129”。首批129型發(fā)動機(jī)將于2015年交付，屆時首批配備第一階段發(fā)動機(jī)的T-50戰(zhàn)機(jī)將開始列裝俄羅斯空軍。
129型發(fā)動機(jī)奮起直追
在提到俄羅斯第五代戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)的主要特點(diǎn)時，土星公司總設(shè)計(jì)師尤里·什托金透露稱，T-50并非普通的戰(zhàn)斗機(jī)、轟炸機(jī)或強(qiáng)擊機(jī)，而是一款多用途飛行器，這樣的戰(zhàn)機(jī)應(yīng)加裝最新型第五代發(fā)動機(jī)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)高度機(jī)動、高速和經(jīng)濟(jì)性能，與美國的F-22和F-35競爭。
據(jù)什托金稱，與上一代發(fā)動機(jī)相比，129型發(fā)動機(jī)將具備以下新特點(diǎn)：重量更小、單位推力更大、燃油消耗率更低、散射面積更小。最重要的，新型發(fā)動機(jī)價格相對便宜，售后服務(wù)方便。在提到129型發(fā)動機(jī)的部件與組件時，什托金指出，航空發(fā)動機(jī)的核心是高壓渦輪，其完善程度直接決定了發(fā)動機(jī)的性能。與上一代壓氣機(jī)相比，129型發(fā)動機(jī)的高壓壓氣機(jī)零件數(shù)量減少，但由于采用了新材料與工藝，壓氣機(jī)的制造費(fèi)并不會增加。
至于129型發(fā)動機(jī)所用材料，什托金表示，從原則上講，如果沒有新材料，就不能保證新一代燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的性能。不過，他強(qiáng)調(diào)稱，土星公司有新材料應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和不錯的成果。據(jù)什托金稱，129型發(fā)動機(jī)采用耐高溫鎳合金葉片。之所以采用這種合金，是因?yàn)闇u輪葉片很復(fù)雜，溫度超過2000K。
除此之外，什托金還強(qiáng)調(diào)稱，土星公司資金充足，可研制出能夠提升發(fā)動機(jī)壽命的新型復(fù)合材料。土星公司這方面工作已經(jīng)開展很久了。土星公司已經(jīng)成功研制了第一階段試驗(yàn)發(fā)動機(jī)，目前正在裝配，工程代號117。實(shí)際上，117型發(fā)動機(jī)是蘇-27戰(zhàn)機(jī)所配AL-31發(fā)動機(jī)的AL-41F1改型。按T-50戰(zhàn)機(jī)項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃，第一階段發(fā)動機(jī)，即AL-41F1型發(fā)動機(jī)將裝配T-50原型機(jī)和首批量產(chǎn)型T-50戰(zhàn)機(jī)——首批戰(zhàn)機(jī)將于2015年開始列裝俄羅斯空軍。作為PAK FA戰(zhàn)機(jī)項(xiàng)目的第二階段發(fā)動機(jī)，目前人們對129型發(fā)動機(jī)知之甚少。不過，此前曾有報道稱，129型發(fā)動機(jī)與AL-41F1型發(fā)動機(jī)的推力不同，而且燃油效率更高。據(jù)稱，129型發(fā)動機(jī)巡航飛行時推力為107千牛，加力模式下可提供176千牛推力。
美國F119仍然是“老大”
俄羅斯首架PAK FA戰(zhàn)機(jī)原型機(jī)T-50已于2010年1月進(jìn)行飛行試驗(yàn)，第二架T-50原型機(jī)于2011年3月進(jìn)行飛行試驗(yàn)。第三架原型機(jī)于2012年8月試飛中開始進(jìn)行對主動電子掃描雷達(dá)的測試。第四架原形機(jī)于2012年12月2日首飛。按照俄羅斯蘇霍伊設(shè)計(jì)局的計(jì)劃，PAK FA戰(zhàn)機(jī)在完成機(jī)身測試工作后，俄羅斯將采購首批10架評估試驗(yàn)機(jī)，然后在2016年后裝備60架標(biāo)準(zhǔn)型號。
與俄羅斯仍處于研發(fā)階段的T-50戰(zhàn)機(jī)相比，美國F-22戰(zhàn)機(jī)早已于2005年投入現(xiàn)役。F-22戰(zhàn)機(jī)具備規(guī)避雷達(dá)探測和超音速巡航等多種能力。更重要的是，與仍處于研發(fā)階段的129型發(fā)動機(jī)不同，F(xiàn)-22戰(zhàn)機(jī)所配F119型發(fā)動機(jī)早在1997年的時候就已加裝F-22戰(zhàn)機(jī)，并進(jìn)行了長達(dá)數(shù)年的飛行試驗(yàn)計(jì)劃。
F119型發(fā)動機(jī)全稱F119-PW-100，是美國普惠公司專門為F-22A戰(zhàn)機(jī)研制的雙轉(zhuǎn)子小涵道比加力渦扇發(fā)動機(jī)。與美國前一代戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)F100相比，F(xiàn)119型發(fā)動機(jī)的可靠性、耐久性和維修性都有大幅提升。F119最大直徑1.13米，長度4.826米，重量1360千克，其最大推力156千牛，中間推力105千牛。就推力而言，F(xiàn)119型發(fā)動機(jī)較俄羅斯129型發(fā)動機(jī)的理論推力稍有不如。不過，與現(xiàn)有發(fā)動機(jī)相比，F(xiàn)119的結(jié)構(gòu)與性能代表了最先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)水平。
F119型發(fā)動機(jī)燃油控制系統(tǒng)為第四代全權(quán)限數(shù)字電子控制系統(tǒng)，每臺發(fā)動機(jī)有兩套調(diào)節(jié)器，每套調(diào)節(jié)器有二臺計(jì)算機(jī)，以確保調(diào)節(jié)系統(tǒng)高的可靠性。除此之外，與俄羅斯下一代129型發(fā)動機(jī)相同，美國普惠公司在F119型發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)中，也特別強(qiáng)調(diào)發(fā)動機(jī)的維修性與可靠性。而且，在設(shè)計(jì)F119發(fā)動機(jī)時，還采用了經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)，使發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單和零件減少。因此，F(xiàn)119的性能較前一代發(fā)動機(jī)F100有較大提高，也采用了一些以前發(fā)動機(jī)中未采用的新技術(shù)，而其可靠性比F100的要高。