陈光/文
发动机设计得越复杂,零件数目越多,就越易出问题。为了提高发动机的可靠性,同时也为了简化维修工作,应在发动机设计中,尽量简化结构,减少零件数目。当然,这必然是采用先进技术后才能达到的。
例如,当有了大型的电子束焊或摩擦焊设备后,压气机转子做成焊接的一体结构才有可能;采用粉末冶金的涡轮盘后,不仅可使盘的耐温能力提高,而且强度也可提高,使发动机转速提高,为达到同样总压力比的发动机其级数可以减少;压气机中采用先进的可控扩散叶型后,叶片数目约可减少1/4等。
以 GE公司为例,它发展的两代战斗机用的发动机J79(用于F-4鬼怪式)与F404(用于 F/A18),推力级基本相同,但F404的压气机级数与涡轮级数分别比J79 的少7 级与1级,即发动机总级数少8级,整台发动机的零件数少2/3,加上采用了许多其他措施后,F404的可靠性比J79提高了4倍。
又以普惠公司为例,1986年中投入营运的 PW4000发动机,与1982年中投入营运的 JT9D 7R4发动机相比,它们的外廓尺寸与推力级基本相同,但零件数目却由5 万件降为2.5万件,即减少了50%。
总的零件数目的减少是由于:风扇叶片数少11%,增压压气机叶片数少32%,高压压气机叶片数少27%,高压涡轮叶片数少43%,低压涡轮叶片少9%,即叶片总数少了24%;各种安装边少了20个,其中外部机匣安装边少4个,内部转子安装边少8个,静子安装边少9个;各种紧固件少2600个,各种管子及相应的托架、卡箍等少30%等。
与PW4000发动机推力级基本相同的同代发动机CF6 80C2与 RB211 524G/H,零件的总数也比JT9D7R4的少,分别为31000与19000件。
欧洲战斗机“台风”EF2000(属于三代半战斗机)用的EJ200发动机,与用于欧洲“狂风”战斗机(属于第三代战斗机)的 RB199发动机相比,推重比提高了1.34倍,总级数却由16级减为10
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