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60,70年代中国飞机发动机的生产历史

http://www.51xue.org.cn  2007/6/5 源自:中华职工学习网 【字体: 字体颜色

涡喷7的研制可说对我国的航空发动机工业具有重要的意义,使我国的航空发动机实现了从单转子向双转子的跨越,在一定程度上缩短了与世界水平的差距,并为日后我国发动机的改进改型及自行研制新型航空发动机奠定了基础。

  涡喷7发动机是按前苏联提供的P-Ⅱ-300发动机的技术资料制造的,主要用于当时研制的二倍音速歼-7飞机。涡喷7发动机性能较涡喷6有了很大的提高,其最大推力为38.2千牛,加力推力达55.9千牛,分别比涡喷6提高了50%和77%,并且为轴流式双转子结构,带有6级低压气机和二级涡轮组成高压和低压两个转子。火焰筒采用气膜冷却式,加力燃烧室也作了改进,消除了涡喷6发动机高空加力点火不稳定的缺点。尾喷口的调节由自动装置控制,材料上使用了较多的新材料,像压气机和涡轮叶片分别采用了不锈钢和高温合金,无论在性能还是在结构上,涡喷7都较涡喷6复杂,对制造工艺的要求也更加严格

  1965年,涡喷7的研制工作全面展开,由于前期准备工作充足完备,试制工作进展顺利,同年10月第一台发动机即装配完成,经过1年多的试车,所有性能均符合要求,1966年12月通过技术鉴定,开始批量生产。

  60年代末,由于国家三线建设及沈阳航空发动机厂的生产任务过于繁重,国家决定涡喷7发动机转由贵州航空发动机厂生产。贵州航空发动机厂于1965年开始建设,1968年在没有完全建成的条件下就开始了第一台涡喷7的试制工作,1969年完成,1970年通过了全寿命试车考核,具备了批量生产的能力。由于当时技术生产条件所限,涡喷7在设计及制造过程中存在着许多不足之处,在装机使用中多次出现Ⅰ级压气机叶片颤振折断等多种故障,严重威胁歼-7飞机的飞行安全。通过贵州航空发动机厂技术人员进行攻关并扇《啻?5项改进措施,到1979年所出现的多种问题均得以解决,大大提高了涡喷7发动机的性能及质量水平,为后来的改进改型成功发挥了重要作用。

  涡喷7甲是涡喷7发动机的第一种改型,作为我国自行研制的歼-8飞机的动力装置的需求而研制。它是在涡喷7的基础上成功运用预先研究的多项技术成果,成功地实现了从单纯仿制生产到自行设计改型的转变。

  1964年,我国自行研制的第一种高空高速歼击机歼-8开始了方案论证,为了突出高空、高速性能及提高爬升率、增加航程的目的,必须要推力大、耗油率低的动力装置来保证。为此提出了两种方案供选择:一种是全新设计一种12吨级发动机;另一种采用双发设计,使用2台改进的涡喷7发动机。由于全新设计大推力发动机的周期太长,研制风险过大,无法满足歼-8飞机的研制进度。而采用两台涡喷7的改进型则是最为现实的办法。不过要提高原涡喷7发动机的推力,必须通过提高涡轮前温度的办法来解决。但如何解决提高温度后涡轮叶片的强度及承受能力下降的问题是涡喷7甲研制的关键。

  1965年5月,涡喷7甲发动机的研制工作正式启动,首先要解决的就是涡轮叶片温度升高后性能下降这只“拦路虎”。最后决定把发动机涡轮叶片由实心改为空心,引入低压冷空气对叶片进行强制冷却,从而增强了叶片的抗高温能力,以达到提高涡轮前温度的目的。该项技术当时在国内还处于研究阶段,国外也只有很少几个国家刚刚进入实用阶段。如何保质、保量地完成研制工作,对于当时的我国材料、工艺及制造能力都是一个严峻的考验。经过国内多家研究单位及相关行业的努力及密切合作,1966年1月,第一台空心涡轮叶片生产完成,2个月后,第一台装有空心叶片的涡喷7甲发动机装配完成,4月开始了地面试车,发动机的各项设计指标全部一次达标。发动机的最大推力较涡喷7提高28%,耗油率则下降了13%,完全可以满足歼-8飞机所要求的飞行性能要求。但是,在第一台涡喷7甲试制成功后,由于受到当时“文化大革命”的影响,后续的研制工作曾一度中止,直到1981年2月才陆续完成地面调试、高空模拟试车及全部的性能试飞试验,最终于1982年6月投入批量生产。

  涡喷7甲发动机的研制,使我国第一次走完了从设计、试制、零部件加工及整机地面调试、高空模拟实验到最后试飞定型的全过程,证明了我们是有能力在航空发动机这一高技术领域内有所作为的。

  歼-8飞机上使用的是2台国产涡喷7甲发动机,但是其耗油率大,推力小,使歼-8飞机的航程及机动性受到很大影响

  涡喷7乙则是由贵州航空发动机厂在涡喷7甲发动机的基础上研制的另一种改型,两者的主要区别在于加力燃烧室的长度及结构有所不同。由于涡喷7甲发动机存在着涡轮叶片裂纹和铸造成品率较低,以至于加力燃烧室的温度过高,导致存在“烧”后机身的问题。贵州航空发动机厂通过提高涡轮叶片的强度和铸造成品率,加力燃烧室增加了三段隔离屏,使壁温下降了100度,成功的解决了原涡喷7甲所存在的所有问题。1978年底,首台涡喷7乙发动机通过鉴定试车,其加力推力比涡喷7提高了6%,耗油率下降了2%。根据空军及歼-7飞机出口的要求,贵州航空发动机厂又在1979年对涡喷7乙发动机进行了进一步的改进,主要是提高发动机的翻修时间、使用寿命及可靠性。通过采用十多项技术改进措施,使涡喷7乙发动机的翻修时间由原100小时增加到250小时,可靠性也有了较大的提高,这种改进型最后被称为涡喷7乙B型,1981年7月完成全部试验工作,1982年开始批量生产,用于歼-7M飞机的配套动力。

涡喷8发动机
  这是我国为轰-6轰炸机研制生产的一种大推力喷气式发动机,也是按前苏联所提供的PⅡ-3M发动机技术资料于1958年开始研制的,是当时我国研制生产的推力最大的一型发动机,也是50年代末世界上比较先进的一种喷气式发动机。涡喷8发动机的最大推力为93千牛,重量为3100千克,直径1.4米。这种大型发动机的研制生产体现了一个国家的综合国力和工业基础水平。
  
  1958年,国产轰-6轰炸机的研制工作开始,为配合轰-6研制工作的顺利进行,哈尔滨、沈阳和西安三家航空发动机厂联合研制涡喷8发动机。但由于航空工业缩短战线,涡喷8的研制工作曾一度停止,直到1963年才恢复,此时,研制工作已由西安航空发动机厂一家独立完成。沈阳、哈尔滨两家航空发动机厂给予西安航空发动机厂极大的帮助及技术、物质上的支援,从而保证了发动机的研制进度。1963年底,发动机的零部件加工制造工作开始,1965年下半年研制工作全面展开。经过近两年的试制,1967年1月,第一台涡喷8发动机通过了国家的鉴定试车,结果各项性能全部符合设计要求,转入了批量生产。涡喷8发动机的研制成功,使轰-6轰炸机的试制工作也进展得十分顺利。如今,装备有涡喷8发动机的轰-6及各种改型仍是我海空军重要的远程打击力量。

  涡喷8虽然研制成功,但其所需要的原材料、毛坯料及各种成品附件繁多,1967年时仍有50%的材料不能在国内生产,对该发动机的试制生产工作都产生了不利的影响。为早日实现完全国产化,经过全国多个相关单位的共同努力,到1971年,涡喷8的各种生产原材料均可立足国内,基本上实现了国产化。

  在涡喷8研制成功后,西安航空发动机厂又开始对其进行延寿改进工作。原来涡喷8发动机的翻修间隔只有300小时,经过提高发动机的制造工艺和产品质量,到1974年第一次翻修时间已提高到了500小时,1979年更是提高到了600小时,进入80年代后,随着一些新技术的采用,则一步提高到了800小时,80年代末期更达近1000小时,是原来的3倍多。80年代后期,为满足轰-6各种改型机的需求,西安发动机厂开始研制涡喷8的加大推力型,通过采取提高涡轮前温度及压气机结构等措施,使发动机的最大推力提高到了98千牛,还进一步提高了发动机的可靠性及安全性。改进后的涡喷8发动机于1993年开始批量生产,装备在轰-6的各种改型上。

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