重兵器吧 关注:126,436贴子:2,867,535
  • 29回复贴,共1

F119发动机的发展(转)

只看楼主收藏回复



IP属地:广东1楼2015-07-28 17:34回复
    1982年,美国空军提出拟用于90年代中后期的下一代“先进战术战斗机(ATF)”计划,与当时的F-1 5等第三代战斗机相比,ATF除要求有好的机动性外,还要突出有良好的敏捷性,高的隐身性,超声速巡航与短距起降能力等。相应地对用于ATF的发动机则要求推重比达到10.0一级,中间推力要高,要采用矢量喷管等。当时有由洛克希德、波音和通用动力三公司联合提出的YF-22方案与由诺斯罗普、麦道两公司联合提出的YF-23方案参与投标竞争。发动机方面则有美国普惠公司与GE公司为主,分别提出推重比为10.0一级、推力为133.6 kN的PW5000(XF119)、GE37(XF120)发动机参与竞争。
    XF119发动机零组件的生产始于1985年9月,第1台发动机FX601于1986年10月进行首次台架试车。为了飞机进行飞行评估,两公司又分别发展了用于飞行试验的发动机YF119、YF120。经过几年的开发研制,1990年6月、9月YF-23(装YF119,YF-120)、YF-22(装YF119、YFl20)相继首飞进行对比飞行验证评估,1991年4月23日美国空军宣布选中装普惠公司YF119的YF-22作为ATF的机型。1991年8月YF-22进入“工程制造和发展(EMD)”阶段。从此,飞机被命名为F-22,发动机被命名为F119。在ATF飞机研制过程中,飞机重量与阻力均增加较多,为此,要求发动机的推力相应提高近1 7%,即最大推力(加力推力)要求为156 kN,中间推力(不开加力时最大状态下的推力)为105 kN,F119发动机采取了将XF119的风扇直径稍作增加以提高15%的风扇空气流量,来满足推力增大的要求.为此发动机的涵道比由0.25增至0.30。按美国军用标准MIL-SID-879(1968),F119的第1种生产型发动机被命名为F119-PW-100,图1示出了F119-Pw-100发动机纵剖面图。

    表1列出了F119发动机发展历程中的几个重要里程碑

    XF119、YF119在进入EMD阶段前总共完成了3000余小时的整机试车,到1998年6月共进行了 8 000余小时整机试车。当转入EMD阶段时(1991年8月3日),普惠公司获得研制9台F119试验发动机与39台飞行试验发动机的13.75亿美元的EMD合同。按当时空军需要2000套以上的动力装置(包括备件)来计算,普惠公司将获得120亿美元的收入。1999年12月17日首台EMD阶段的F119发动机进行首次试车,1997年9月7日装F119-Pw-100的F-22战斗机进行了首飞,开始了长达数年的飞行试验计划。


    IP属地:广东2楼2015-07-28 17:35
    回复
      【发动机综述】
      F119发动机(见图2)由3级风扇、6级高压压气机、带气动喷嘴、浮壁式火焰筒的环形燃烧室、单级高压涡轮与高压涡轮转向相反的单级低压涡轮、加力燃烧室与二维矢量喷管等组成。整台发动机分为:风扇、核心机、低压涡轮、加力燃烧窒、尾喷管和附件传动机匣等6个单元体,另外还有附件,FADEC及发动机监测系统,参见图3。


      F119发动机主要性能参数见表2。与普惠公司为第三代战斗机F-1 5、F-1 6研制的推重比为8.0一级的F100发动机相比,F119在总级数,零件鼓和推重比等均有较大的改进,见表3。


      与F119相竞争的YF120发动机为变循环发动机(参见图4),在2级风扇后有一可调节的外涵出气环,在高压压气机中,第一级工作叶片做得较长成为风扇,称之为核心机传动的风扇,其后有流向外涵的出气环,在工作中始终是打开的,因此称主外涵出气环。在低工况时,两个外涵道均打开,使涵道比加大以获得低的耗油率;在大工况时,2级风扇后的可调节放气环关闭,发动机成为小涵道比涡轮风扇发动机,以增加单位推力。风扇到核心机间的压力匹配是通过装在加力燃烧室前的可变面积涵道引射器(VABI)将外涵气流引向加力燃烧室来达到。VABI除对加力燃烧室隔热屏进行冷却外,还将外涵多余的气流引射到尾喷管喉道前的排气气流中,以加大推力。

      由图2和图4可以看出,YF120的风扇、压气机均比F119少1级,且高低压涡轮间无导向叶片,因此YF120比F119少5排叶片。表4列出了GE公司的YF120与普惠公司的YF119结构上的主要差别。
      表4 YF120,YF119两型发动机结构上的主要差别

      F119总体结构设计中,与普惠公司以往的发动机相比,有两个突出的变化,其一是高压转子支承方式改用了GE公司惯用的形式,其二是高压涡轮采用了单级。


      IP属地:广东3楼2015-07-28 17:35
      回复
        顶!


        6楼2015-07-28 17:37
        回复
          【发动机维修性和可靠性】
          1.1 维修性
          发动机在设计中特别加强了发动机的维修性,例如大部分附件包括燃油泵和控制系统均作为外场可换组件(LRU),而所有的每个LRU拆换时间不超过20min,所用的工具仅是11种标准手动工具,在外场维修时需进行拆装的紧固件不允许用保险丝、开口销,由于采用“B”型螺母,拧螺母时可不采用限扭扳手。孔探仪的座孔设计成无螺纹内置式的,所有导管、导线均用不同的颜色予以区分,滑油箱装有目视的油位指示器,连接件做成能快卸快装的设计。
          所有的附件、导线和管路均在发动机下部每个外场可换组件均能直接达到。 发动机设计成由第5百分位女姓(身高157cm体重45 kg)到第95百分位男性(身高188九体重91 kg)间的维修人员穿着防护服。于戴防护手套均能对装在飞机上的发动机进行日常的维护工作。
          1.2 可靠性
          F119在设计中遵循“采用经过验证的技术”的做法,以及整台发动机结构简单,零部件数目少。因此虽然它在性能方面较前一代发动机F100有较大提高,也采用了一些以前发动机中未采用的设计,但它的可靠性却比F100的要高。
          表5列出了F119发动机与F100- Pw -220发动机可靠性指标的比较,后者是在F100-Pw-100(原型)发动机的基础上,用牺牲性能来提高可靠性的改进型。


          IP属地:广东7楼2015-07-28 17:40
          回复
            啧啧~回复率比我的还要可怜


            8楼2015-07-28 23:06
            回复
              F119最可怕的地方不是在于其推力而是在于用不到0.3的涵道比保证了足够强的推力,这极大的赋予了它强大的加速性。即便是F135,我想WS15和129的涵道比估计恐怕还要比它的大。在航发这块不得不说老米的技术积淀深厚,研发能力之强,基础工业能力颇深。对于我国而言,多学习先进国家的发展之路,结合自身国情,多下功夫加大技术开发力度,增加技术积淀能力和项目工程管理经验,加速发展我国高端制造业和航发工业


              11楼2015-08-04 00:22
              收起回复
                神器


                来自Android客户端12楼2015-08-05 20:16
                回复


                  13楼2020-04-08 09:33
                  回复


                    IP属地:河北来自Android客户端14楼2020-04-09 23:16
                    回复