AЛ-31Ф(AL-31F)

结构形式 双转子加力式
 
推力范围 加力12258daN、中间7620daN。
现  状 生产
价  格 300万美元
用  途 用于苏-27歼击机。不带加力的AЛ-31Ф曾用于“暴风雪”(БУРАН)航天飞机在大气层中试飞时的动力装置(机上装6台)。改进型还用于苏-35等飞机上。

研制情况

  AЛ-31Ф为留里卡设计局在1976~1985年间研制的加力式涡轮风扇发动机。在研制中曾遇到极大的困难。一是超重。起初,发动机有4级风扇、12级高压压气机、2级高压涡轮和2级低压涡轮共20个级。结果发动机超重,达1600kg,而推力仅11000daN,不得不进行大改。改后的方案,风扇仍为4级,但高压压气机减为9级,高低压涡轮各为1级,总级数降到15级,于1976年将重量降到1520kg,但故障很多。

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为排除故障重量又有增加,约增加了10%,后来采用每减重1kg奖励5个月工资的办法,减轻了70公斤,实现了原定的重量目标。二是涡轮效率比设计值低4%,后来决定接受这个现实。但为了达到性能,只好将涡轮进口温度由1350℃提高到1392℃。结果涡轮叶片裂纹,为此改进了冷却流路,流路十分复杂,采用了旋流冷却,用了新的工艺和好的材料,表面加钴、镍、铬、铝涂层。为此曾撤换过5名领导。在1976~1985年期间,共解决了685个难题。AЛ-31Ф设计中共获得128项专利,使用51台发动机,总运转22900h,其中台架试车16625h,试飞6275h。

苏-27与歼-11战斗机的心脏:AL-31F涡扇发动机

  AЛ-31Ф还有改进型,其中包括带有矢量喷管的改进型,但未见详细报道。
AЛ-31Ф(AL-31F)

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结构和系统

进 气 口 进气机匣为全钛结构,有23个可变弯度的进口导流叶片,导流叶片前缘固定,由来自高压
     压气机第7级的空气防冰,后部则为可调叶片。
风  扇 4级轴流式,增压比为3.6。整个风扇为全钛结构。前3级转子叶片带有阻尼凸台。整个风
     扇转子用电子束焊焊为一个整体构件。第4级转子叶片对应的外机匣上,带有机匣处理环
     腔,开有400个斜槽,用以提高风扇的稳定工作裕度。第4级出口整流叶片为双排的串列叶
     栅。
高  压
压 气 机 9级轴流式。第1~3级盘用电子束焊焊在一起,而第4~6级盘同样用电子束焊焊为一个整
     体。第7~9级则为单盘,而用长螺栓与6级盘连在一起,第1~6级盘为钛合金构件,第7~
     9级则用耐热合金制成。第1~5级转子叶片用钛合金制成,第6~9级转子叶片用耐热合金
     制成。所有9级的榫头均为环形燕尾槽式榫头。进口导流器和1级导流器均由钛合金制成并
     装在一个由钛合金制成的前机匣上。进气导流器和第1~2级导流器,共三排是可调的。1
     ~8级导流器均为悬臂式结构,出口导流器也是双排串列叶栅。
燃 烧 室 环形。有28个双油路离心式喷嘴,两个点火装置和半导体电嘴。
涡  轮 高低压涡轮均为单级。高压涡轮导向器共有14组,每组3个叶片。高压涡轮转子叶片共90
     片,不带冠,榫头处带有减振器。低压涡轮导向器共11组,每组亦为3个叶片。转子叶片
     亦为90片,带冠。低压涡轮轴的特点是前后分为三段,前、后段由耐热不锈钢制成,中
     段由钛合金制成,三段间以“叉型”结构用径向销钉连为一体。高、低压涡轮的4排叶片
     均为气冷式叶片,总冷气量占内涵空气流量的17.5%,其中直接引自第二股气流的为7.5%,
     主要冷却高压涡轮导向器前缘等处,另一股气流为8.9%,自燃烧室机匣外壁处引出,经设
     置在外涵流路中的空气-空气换热器冷却,可使冷却空气降温125~210℃,这些空气中,
     占内涵流量的6.4%经高压导向器的中腔进入,除用于冷却导向叶片外,有4.6%进入高压涡
     轮盘前,并有3.2%的空气用于冷却高压涡轮转子叶片。低压涡轮转子叶片用外涵空气进行
     冷却。冷气经涡轮后机匣支板引入内部,经低压涡轮盘上的一些径向斜孔的泵效应增压,
     再进入低压涡轮叶片。
加  力
燃 烧 室 进口处有混合器,分5区供油,其中第5区为加力起动区,采用“热射流”方式点火。火焰
     稳定器有3圈“V”形稳定器,并有一些径向传焰槽。防振措施为全长防振屏并在内尾锥处
     开有大量的防振孔。
尾 喷 管 收敛-扩张式喷口,各有16个调节片和封严片。收敛喷口靠16个液压作动筒操纵,扩张喷
     口则靠16个周向气压作动筒形成的环形“束带”固紧,随着喷口落压比的变化,靠气动力
     作动改变喷口的出口截面面积。
控制系统 基本部分为机械-液压系统,包括主泵-主调节器、加力泵和加力供油和喷口控制等主要
     附件。还具有称为综合控制器的模拟式电子控制装置,控制发动机的主要工作状态的极限
     值,并有其他多种功能。当电子系统出现故障时,便自动转换由机械-液压系统控制。还
     具有多项参数的监测系统,以及前苏联发动机特有的防喘系统和涡轮冷却气控制系统等。
AЛ-31Ф(AL-31F)

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技术数据

最大加力推力(daN)        12258
中间推力(daN)          7620
加力耗油率[kg/(daN·h)]     2.00
中间状态耗油率[kg/(daN·h)]   0.795
推重比              8.17(按前苏联关于发动机干质量标准)
                 7.14(按国际上一般规定计算)
空气流量(kg/s)          112.0
涵道比              0.60
总增压比             23.8
涡轮进口温度(℃)         1392
最大直径(mm)           1300
长度(mm)             4950
质量(kg)             1530 (按前苏联标准)
                 1750 (按国际上一般规定)

 

 

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