高壓壓氣機的設計是整個核心機工程自主程度最高的項目,完全沒有任何對外成品技術的參照、山寨,但最後的設計性能測試確出奇地好。
翻過對高壓壓氣機結構設計簡介就是壓氣在這幾個月時間測試中得到的數據,雖然不是太詳盡,但壓氣機的大致性能已經有了摸底數據,單是最重要的海平面空氣流量數據一項,就足以讓楊輝可以大笑三天不止。
整個高壓壓氣機的空氣流量已經達到了52.2kg/s的喜人成績(上一章要求的60kg/s是我計算錯誤,能達到那個級別的核心機都可以直接發展f110這一級別的大推力發動機了),這數據意味着什麼?可以毫不誇張地說,這款核心機已經算是所有第三代雙轉子中推發動高壓壓氣機最好的。
美國的f404、f414出自同一核心機,空氣流量只有47kg/s;法國偷師美國技術而發展的m88,其核心機空氣流量比之f404還不如,整個m88早期型號才45kg/s啊不到的空氣流量;毛子的rd33好一些,採用了9級葉輪,將核心機空氣流量控制在了51.3kg/s。
現在冷不丁的冒出了高達52.2kg/s的高壓壓氣機,這就表明至少高壓壓氣機性能上,現在已經追趕上了世界水平,有了吳老這樣的大牛人甚至還堪堪超過世界水平那麼一些。
這就是技術預研的威力,通過從最基礎的技術底層攻關,每一項技術不需要都要比國際水平高太多,只要能超過一點就算是進步。只有當每一個基礎部件都有進步之後,最後總裝出來的整體纔會給人最大驚喜。
西方國家的發動機技術比共和國牛逼,靠的不是哪一方面強的不可追趕,真正在整機技術上拉開差距的,還因爲人家把各方面的技術都持續地投資、預研。
當人家定型一代發動機的時候,技術預研已經開始了向下一層次邁進,而共和國通過成品逆向。先不說能不能達到人家原產的性能。
光是你在逆向人家技術的時候,人家的下一代技術預研已經完成差不多,只要有需要把預研的技術拿出來,各種小進步的項目技術組裝起來成一個整體的時候。巨大的技術代差就出來了。
因此,從各方面說來,逆向工程在這種複雜的工業設備中,幾乎是沒有什麼前途的,即使你通過逆向工程學會了人家的技術那又怎麼樣。
你花費大力氣學到的技術也只是人家落後一代的東西。真要有志氣準備趕超的後發者,是需要從基礎上一步一步開始。
沒有從基礎上升級技術的能力,說什麼趕超都是沒有任何可能的。
現在的西南科工之所以願意花巨資接手連國家不願意繼續下去的預研項目,好像是冤大頭,畢竟是一個看不到明顯的目標,甚至最後的能做出什麼東西都是未知的項目,誰願意要!
西南科工不去選擇仿製、逆向別人的航空發動機,這就是基於要夯實發動機研製基礎的考慮,要想百尺竿頭再進一步,就要儘早的打消整機逆向工程這種不切實際的想法。
要說仿製一臺先進的中推發動機。楊輝有的是方案,在比如現在蘇聯的rd33發動機,這款發動已經被蘇聯對外出售,要搞到這種發動機雖然困難,但也不是不可能。
有了明確的參照,西南科工可以指着它給高層說:看看,這就是一款好發動機,只要把資金到位,我們西南科工可以仿製出來。
說實在的,rd33這款發動機真的沒有太多的技術含量。rd33發動機本來就是七十年代末期研製成功的渦扇發動機,由於當時蘇聯各種技術並不是太好。
rd33發動機對製造工藝的要求很低,它之所以能勉強夠用,是因爲它有着還算不錯的結構設計。不錯的材料,加上對推重比要求不高才能算是合格,又因爲美製的f404發動機具有恐高症,大哥也就不說二哥。
這些都是楊輝心裡知道的,自然不管從哪裡看都不願意仿製rd33發動機,現在的共和國通過自主研發、引進。得到了蘇聯、英國發動機技術,具備了一些還算不錯的基礎技術,自然就要借鑑多方技術優點,拿出真正的共和國血統發動機。
有資金的持續投入,加上楊輝願意花些時間等,又有國際權威坐鎮,新中推的高壓壓氣機能有比之早出生的前輩好一些是水到渠成的。
高壓壓氣機研製喜人,絕對算是合格了,核心機三大部件中的燃燒室研製也是在這邊624所開展。
相比高壓壓氣機有吳老這樣的牛人帶領,拿出了世界先進的成果,燃燒室的研製就顯得平平淡淡,繼續在f404的核心機深度開發、吃透。
拿出的燃燒室技術雖然不比f404的短環形燃燒室先進,但也不會落後,至少比渦扇10的環形燃燒室又要先進一些,算是不會拖後腿就夠了。
整個燃燒室由合金機加工而成,燃油經過18個雙錐噴嘴、18個渦流杯噴出並霧化,可以實現無煙燃燒,這是典型的氣動噴嘴設計方案。
至於整個核心機最爲關鍵的高溫渦輪葉片,也是用上了北航材料研究的dd3單晶技術,倒不是說北航已經完全實現了葉片的工業化大規模製造。
現在的單晶葉片僅僅只是在西南科工的配合下,能夠生產出用新核心機使用的高溫渦輪,至於成品率,這還要繼續努力。
因爲現在的僅僅只是核心機試製階段,對高溫渦輪的需求量並不是太多,在兩年的合作中,西南科工和北航材料所通過各種辦法想方設法提高成品率。
各種辦法試驗中,成品率雖然提升不多,還沒有達到西南科工的要求,但在長期的試製中總還是有一些成品。
這些成品除了用於測試之外,兩年時間積累的一些沒有使用的成品葉片也有百十來片,於是就被送到了624所裝上核心機用於核心機使用。
這些成品的單晶高溫渦輪甚至比實驗室條件下製造的還要貴,它們是多次試驗提高成品率生產方法的副產品。這些用於研究提高成品率的資金可一點也不少。前前後後加起來已經快要達到六千萬人名幣。
六千萬人名幣的造價拿出了就這麼百十片成品渦輪,這造價能不高嗎?一片的造價就是接近五十萬左右,想想就覺得心裡在滴血。
爲此,整個624所也格外珍惜這來之不易的渦輪葉片。一直是小心翼翼的呵護着。
正式組裝起來的高溫渦輪盤一共也就是五個,兩個用於渦輪盤性能測試,另外兩個用於核心機的組裝,剩下的一個則是放在一邊備用。
當楊輝看到整個核心機成品的時候,這才感覺到這款核心機的來之不易。兩臺核心機並排陳列在專用臺架上,鋼製機匣泛着金屬特
有的光澤。
從正面看去,首先看到的是整個高壓轉子的支撐點,由於轉子是在機匣內部工作,自然就需要定位在機匣的中心,這就需要對轉子進行支撐。
作爲核心機一般都是設計兩個支點,一個在高壓壓氣機第一級葉輪前面,另外個支點設計在高溫渦輪的最後面。
主流的雙轉子航空發動機中,承力最大的絕對是位於高壓壓氣機前的支點,這個支點不僅要承受橫向的支撐力。同時還要承受徑向的發動機部分推力。
仔細研究之後,明白了這個支點的設計原理,將整個支撐筋給做成一個類似靜子環的設計,不僅起了承力作用,同樣還能對低壓風扇傳來的壓縮空氣進行整流。
這種設計倒是挺不錯,能最有效的利用起每一克重量,至於核心機高溫渦輪處的後點的支設計方案,楊輝大概已經猜到了什麼!
現在這臺核心機是國際主流三代中推發展最晚的,沒有點後發優勢又怎麼可能!
特別是有了f404發動機實物對照之後,通用的另一項堪比可調靜子的設計:中介軸承支點。肯定也被拿來用上了。
即:中介軸承,這是一種廣泛使用在雙轉子發動機高溫渦輪後的二號支點中的設計,該支點的軸承內圈套在低壓轉子主軸上,外圈則頂住高壓渦輪主軸。
這種設計最早見於b1轟炸機使用的f101渦輪風扇發動機。好處在於可以減少一個承力框架,以及相應的滑油腔、供回油裝置等。此設計減少了相當一部分的零部件、重量,同時也簡單了後勤維護,提高發動機的可靠性。
這種設計的確是很不錯的,一經面世之後便受到廣泛的追捧,就連蘇聯人也忍不住這誘惑。在rd33發動機上使用了這種設計。
唯一的缺點就是這東西對兩個轉子的設計要求更高一些,畢竟這東西的內外環是固定在不同轉速轉子的主軸上面,一旦哪一個轉子震動過大,軸承就要損壞。
軸承損壞會導致核心機後點支撐失效,隨及就會導致整個高速運轉中的核心機沒有足夠的支撐點,發動機自然就……
從核心機正前方又緩緩地繞道後方,仔細地觀察了核心機二號支撐點,得到的信息果然如同楊輝最開始猜測的那樣,聯想到中介軸承的特殊特點,楊輝小小的發出了一聲‘抱怨’。
“這個二號支撐點是採用了中介軸承設計方案?這種設計方案對核心機設計的確有利,算是最好的選擇,但這就算是給發動機整體設計方案出了個大難題啊!”
這種抱聽起來則就更像是一種肯定,話語中更多的是對中介軸承設計的認同,這讓所有人聽起來都感覺很滿意,也是對整個核心機設計隊伍的褒獎。
同來代624所參加這次核心機全功率試車的還有溫總師,他也知道核心機支撐點採用中介軸承設計是意味着什麼,但溫總師卻對此信心滿滿。
“中介軸承設計方案好啊,這種設計方案不僅優化了核心機結構,對我們後面的發動機整機設計也很有一番幫助,這將大大減少整機設計中的複雜性,這款是少了一個轉子支撐點啊!”
至於採用了中介軸承設計之後,新發動機對低壓轉子穩定性的要求增加一事,溫總師自有他自己的一番計劃,爲了達到西南科工提出的新發動機推力要求,低壓壓氣機同樣也有特殊的設計方案。
想到採用中介軸承之後,留出的整機質量、長度餘量,溫總師就感覺自己還有很多的文章可以做,或許低壓風扇的設計方案可以再改改,反正又騰挪出來了這麼多的餘量。
楊輝不知道溫總師新裡的打算,包括白所長、劉總工、吳老也不知道,但這並不妨礙大家在心裡對溫總師的自信叫好。
劉總工是624所的當家人,也是整個核心工程的總負責人,中介軸承設計是他拍板定下來的,現在負責整機設計的總師對核心機的設計表示滿意,那就行了。
“中介軸承設計只是我們核心機設計中新技術的一個方面,除了中介軸承設計,我們還使用了圓弧端面聯軸器設計,這是我們從英國人手中學到的技術。”
說着,就有指引着衆人來到一邊的四分之一實體剖視模型前面,指着高壓壓氣機的齒輪聯軸器自豪地解釋着,這東西又是核心機整機技術的一大亮點。
圓弧端面齒輪聯軸器是歐洲航空發動機設計常用的一種方法,它的工作面是由一凹一凸兩個齒輪組成,這就造成這種齒輪的面製造起來非常麻煩,需要有專門的格里森齒輪磨牀製造。
這種特殊的設備是制約該技術推廣開來的一大重要原因,但現在的共和國不存在這種問題,由於引進的斯貝202發動機也是採用圓弧端面齒輪聯軸器設計,自然共和國也就有了製造這種特殊齒輪的格里森磨牀。
這纔是624所爲什麼敢採用這種歐洲血統航空發動特有設計的原因,誰讓咱自己有了這種技術啊!現在有了就要有效的利用起來,不然就是絕對的暴殄天物。
要知道這種圓弧端面齒輪聯軸器的好處太多,最大的一點就是人家可以做到自動定心且傳遞超大扭矩,拆裝也相當容易。
而這些優點中最讓衆人看重的則是自動定心功能,這種自動定心功能可不是簡單的自動定心,它不僅僅在常溫下可以做到自動定心,在高溫環境中高速轉動的壓氣機同主軸之間依然可以做到完美地自動定心。
這就很有意思了,不管在常溫還是高溫情況下都可以做到自動定心,這就意味着壓氣機、主軸之間的連接可以做到更緊密,整個轉子運轉起來之後的震動也可以大幅度降低。
這種設計就完全可以彌補中介軸承設計的弱點,從而可以做到放心大膽地使用中介軸承設計。加上圓弧端面聯軸器的其他優點綜合在一起,核心機想不使用這種設計都不行,實在是非它不可啊!