60，70年代中国飞机发动机的生产历史

涡喷13发动机
　　进入80年代后，我国的航空发动机研制能力已具备了一定的实力，并且通过长期对涡喷7发动机的仿制、改进改型，对涡喷发动机的技术性能已掌握得较为成熟。而这个时期也是我国新型歼-8Ⅱ和歼-7Ⅲ飞机研制的关键时刻。由于飞机性能要求的提高，现有的各型涡喷发动机（即使是较先进的涡喷7系列也无法作到）都无法满足其需要，必须要有一种新的发动机作为这两种飞机的动力装置。因此，最终决定在涡喷7发动机的基础研制性能上（特别是稳定性、可靠性）进一步提高的发动机，并命名为涡喷13。与涡喷7相比，涡喷13发动机在性能上有了很大的提高。结构上主要是对发动机的压气机进行了大幅度改进，发动机的喘振裕度明显提高，低压转子加了轴间轴承，振动小，压气机转子盘和叶片大量使用了钛合金，既减轻了重量又提高了叶片的工作强度。此外，还增加了较为先进的发动机控制装置，提高了发动机的控制性能，使其可靠性、稳定性都有了较大的提高。发动机的推力也提高到了43.1千牛，加力推力则达到了64.7千牛，分别比涡喷7提高了50%和15%，发动机的翻修间隔也达到了350小时。涡喷13发动机的研制工作从1978年开始全面展开，1980年，首批3台发动机开始进行调试试车，到1984年先后完成了可靠性试车、高空台模拟试车、露天台性能试车及长期试车考核，测试结果表明各方面性能均达到了设计要求，1985年开始装机试飞，满足了歼-8Ⅱ飞机的研制进度。

　　涡喷13AII型发动机采用高温涡轮，提高涡轮前温度，从而增加了推力，保证了飞机的飞行性能

　　80年代末，随着歼-8Ⅱ飞机的定型生产，经过改进的涡喷13A发动机也开始了研制，改进的主要方向放到提高性能及可靠性上，并采取了多项措施。如为减轻发动机的重量，将2到7级压气机的钢机匣改为铸钛机匣，使发动机的重量减轻了12.9千克；将Ⅰ级涡轮叶片改为空心气冷叶片，对燃烧室和加力燃烧室也作了改进。改进后发动机的前涡轮温度提高了50度，发动机的加力推力提高到了64.7千牛。多项试验表明，涡喷13A发动机的匹配性好，工作稳定，可靠性有了明显的改善。1991年，涡喷13A开始进入批量生产，成为量产歼-8Ⅱ的改型机歼-8B的标配动力。

　　在取得已有成绩的基础上，贵州黎阳发动机公司（原贵州航空发动机厂）在“小步快跑、量力而行”原则指导下，又开始对涡喷13发动机在结构和性能上进行发展和完善。1984年，改进型涡喷13F发动机开始研制，它是在涡喷13AⅡ发动机的基础上将4级涡轮均改为带冠叶型，加力燃烧室改用沙丘驻涡火焰稳定器，从而使发动机在飞机作大机动动作时仍可以稳定工作，发动机的安全工作裕度有了很大提高。1993年，作为歼-7E飞机的配套动力开始投入批量生产。为满足歼-7C型飞机的改型需要，在F型的基础上又研制出了涡喷13FⅠ型发动机，重新设计了第一级压气机，并在压气机的机匣上采用了附面层控制技术，进一步优化了沙丘驻涡火焰稳定器，1994年设计定型。1993年，歼-8Ⅱ飞机的最新改型歼-8ⅡM飞机开始研制，其特点是突出中低空机动性能及载弹量，因此需要加大飞机的动力。1993年3月，在涡喷13AⅡ的基础上，新型涡喷13B发动机的研制工作开始。该发动机的各方面性能都是涡喷13系列中性能最好的，主要是在压气机、机匣、涡轮叶片及加力燃烧室上作了重大的改进，发动机的加力推力提高到了68.6千牛，耗油率则下降了2.5%，达到了当初的设计目标。

　　图8：歼-8II飞机上装备了2台涡喷13AII发动机，虽然比涡喷7在各方面有了较大的提高，但是其固有的性能缺陷使歼-8II的飞行性能不能得到完全发挥，未来有可能被更为先进的“昆仑”发动机所取代

　　涡喷13系列发动机的研制使我国结束了不能研制生产高性能涡喷发动机的历史，虽然其性能及技术还不是特别先进，但却是我国从仿制改型向自行设计制造的重要转变。

“昆仑”发动机

　　80年代中期，我国航空发动机的研制能力已有了长足进步，可以生产出一大批性能较为先进的涡喷发动机来满足空军部队的作战要求。但这些发动机基本上都是在前苏联发动机基础上的改进、改型，并没有走出前苏联发动机的“框子”，客观地说并不完全是自己的产品，整体技术水平仍处于20世纪60到70年代的水平。这不仅制约了我国航空发动机制造工业的发展，同时还严重影响到我国军用战机的性能。因此，能否为国产战机装上中国自己研制的强劲“心脏”，是解决中国战机所面临的各种问题的关键所在，对我国今后航空发动机及军用战机的研制都具有极其重要的意义。

　　“昆仑”发动机就是在这种背景下开始研制的。它是我国第一种完全自行设计、研制的国产涡喷发动机，具有完全的“自主知识产权”，其所使用的技术、材料、工艺等完全立足国内。“昆仑”发动机的研制有几分偶然因素在内，最终能有今天的这个结果是非常不易的。1983年，随着涡扇6的中止研制，研制单位606所的设计人员已无型号可作，设计队伍日见涣散。为了这支宝贵的设计队伍不致于彻底垮掉，1984年，上级为该所下达了研制“昆仑”发动机验证机的任务，606所又恢复了原有的生气，仅用2年零8个月就完成了样机。1987年正式立项，开始进入原型机的研制阶段。而此时恰逢我国颁布了全新的国军标GJB241-87“航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范”，上级要求“昆仑”发动机的研制要全面贯彻新的国军标。由于国军标是以美国的军标为基础编制的，与以前我国所按的前苏联军标有着很大的不同，因此此前所有对发动机的设计试验标准全部都得推倒重来。这使“昆仑”发动机研制进度大大拖慢，最后经历了长达18年的时间才在2002年设计定型。但从今天看来，当年贯彻国军标转移是极为正确、极富远见的，它不仅提高了我国研制航空发动机的能力与水平，还解决了我国航空发动机长期以来所存在的可靠性低、可维护性差、使用寿命短的缺陷。“昆仑”发动机之所以用了近18年的时间才完成研制工作，主要是由于国军标的要求十分苛刻，要全面贯彻起来就当时的国内基础并不具备条件，另一个原因是我们缺少一些必须的实验设备，因此，要在原定的时间内完成研制计划是很困难的。

　　具有自主知识产权的“昆仑”2发动机，他是我国第一种按照军标标准完成全部实验项目的高性能发动机

　　“昆仑”发动机的地面试车过程中曾先后出现过高压涡轮叶片折断、高压压气机和低压压气机叶片断裂、发动机管路渗漏油、空中润滑油消耗量过大、舱壁温度过高等问题，而在装机试飞中又出现了部分加力脉冲、加力点火成功率低、高空大速度喘振停车、高空小速度切断加力停车等各种重大技术问题。公司技术人员经过近一年多的努力，所有出现的技术问题都最终得到了圆满的解决，研制工作也顺利进入了最后阶段，完成了所有试验任务，最后在2001年12月通过了国家测试，达到设计定型标准。

　　“昆仑”发动机为双转子带加力式涡喷发动机，采用了带气动变化喷嘴的环形燃烧、复合气冷定向凝固无余量精铸涡轮叶片、数字式防喘控制系统及气膜冷却等多种先进技术，技术性能上达到了一个很高的水平。发动机长4.635米，直径882毫米，重1010千克，最大推力49千牛，加力推力69.6千牛，推重比6.4，加力推力耗油率0.20千克/牛•小时，最大推力耗油率0.098千克/牛•小时，翻修时间达到了850小时，总寿命达到1500小时，总体达到了世界80年代中期的技术水平。

　　后来，我国又先后推出“昆仑”Ⅰ、“昆仑”Ⅱ型发动机。Ⅰ型是原型1号机的改型机，主要是对外部机匣、附件等外部部件进行了适应性改造，以提高其装配性能。“昆仑”Ⅱ型则是加大推力型，它是在“昆仑”发动机的基础上，以不损害发动机的工作可靠性、耐久性和安全工作裕度的前提下，通过采用先进技术来增大发动机的空气流量、提高部件的工作效率、减少漏气及流体损失，并且进一步降低了耗油率，机体部件上提高了钛合金的使用，减轻了发动机的重量，提高了发动机的推重比，提高了性能。“昆仑”Ⅱ型发动机的外形尺寸与原型一样，但最大推力和加力推力分别提高到了53.9千牛和76.4千牛，最大推力和加力推力时的耗油率则下降到0.093千克/牛•小时和0.18千克/牛•小时，推重比为7，是目前我国最先进的涡喷发动机。由于“昆仑”Ⅱ型发动机的安装方式和外形尺寸与我国大量在役的涡喷7、涡喷13系列发动机基本相同，具有很好的互换性，因此可以很方便地安装到现役各型歼-7、歼-8飞机上，从而使这两种飞机的性能有了一个跨越式的提高，极大地提高了我海空军航空兵的空中作战能力

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