中国航空发动机发展简史——发动机行业跨越式发展的里程碑:涡喷7
2021年08月07日 23:28895阅读 · 13喜欢 · 1评论
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涡喷7
(WP7)
涡喷7甲涡轮喷气发动机结构
牌 号 涡喷7系列
用 途 军用涡喷发动机
类 型 涡轮喷气发动机
国 家 中国
厂 商 贵州黎阳航空发动机公司/沈阳黎明发动机制造公司
生产现状 生产
装机对象 涡喷7 歼-7
涡喷7甲 歼-8 白天型
涡喷7乙 歼-7Ⅱ
涡喷7乙B和涡喷7乙Ⅲ 歼-7ⅡH、歼-7L和歼-7出口型
研制情况
涡喷7是黎明发动机制造公司于1963年按前苏联Р11-Ф-300发动机开始仿制的,1966年12月国家验收,1967年小批生产。1968年转至黎阳公司试制,1970年开始批量生产。在使用初期出现了不少影响可靠性、耐久性与维修性的结构问题,通过改变结构、更换材料和改进工艺基本排除故障。首翻期为100h,总寿命300h.1980年后涡喷7原型基本停产。
为满足歼-8飞机的要求,1965年沈阳航空发动机研究所开始研制涡喷7甲。1966年3月首次地面台架试车,性能达到设计指标。1968年6月通过50h长期试车,获准飞行。1969年7月,涡喷7甲装于歼-8飞机通过首飞考核。1970年转黎明发动机制造公司继续研制。从1969年至1979年,总计完成零部件试验12000h,地面和高空占整机试验2500h,飞行试验1000多架次,发动机运转2200h。涡喷7甲(01批)由沈阳航空发动机研究所于1979年设计定型后投入小批生产,首翻期为50h。涡喷7甲(03批)由黎明发动机制造公司于1981年12月设计定型,首翻期100h。涡喷7甲(05批)是在(03批)基础上继续延寿改进,1989年设计定型,首翻期200h。
为满足歼-7改型的需要,1965年由沈阳航空发动机研究所和黎明机械公司联合在涡喷7甲的基础上改型发展涡喷7乙。该型别01批的性能与涡喷7甲相同。1969年转至黎阳公司和贵州航空工业集团第二设计所继续研制,并加之改进,成为涡喷7乙(02批)。1979年8月正式定型,首翻期100h,总寿命300h。此后,又陆续研制出延寿改型涡喷7乙B和涡喷7乙Ⅲ,分别于1981年和1992年通过技术鉴定,首翻期为200h和300h,总寿命为600h和900h。
1966年12月8日,沈阳国营四一0厂(今中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司)试制的涡喷-7发动机通过了生产定型试车,12月26日通过国家鉴定。 1967年6月8日转入批量生产,于1968年10月装用于歼-7飞机并试飞成功。涡喷-7发动机是在没有苏联专家指导和缺少关键资料的条件下,全部采用国产材料自行仿制成功的,技术上获得全面提高。涡喷-7的试制成功对我国的航空发动机工业具有重要意义,使我国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型及自行研制新型航空发动机奠定了基础。
涡喷7系列主要有以下改型:
涡喷7 原型,已停产。
涡喷7甲 用于歼-8飞机的改型,采用气冷涡轮,使涡轮进口温度提高100℃。此外,还采用分区分压供油和直流式喷油杆的加力燃烧室设计技术。
涡喷7乙 在涡喷7甲基础上的改进型,用于歼-7飞机。在研制中,排除了原压气机的薄弱环节,改进了主燃烧室安装边的材料,解决了主燃烧室寿命短和加力燃烧室壁温高等问题。现已停产。
涡喷7乙B 在涡喷7乙基础上的延寿改型,有供出口的涡喷7B(M)和7B(BM)批次。
涡喷7乙Ⅲ 在涡喷7乙B基础上的进一步延寿改型,有供出口的涡喷7乙ⅢK和7BⅣ批次。
结构和系统
进 气 口 环形。进气锥随发动机转子一起旋转,无进口导流叶片。
低压压气机 3级轴流式。第1级转子叶片为宽弦实心叶片,无阻尼凸台,共24片。除第1级盘用40CrNiMoA 外,其余盘和叶片均用1Cr11Ni12W2MoV材料。压比3.34,最大转速11212r/min,瞬时可达11874r/min。
高压压气机 3级轴流式。转子叶片和盘均用1Cr11Ni12W2MoV钢制成。出口处有2个放气活门。压比2.65,转速11954r/min。
燃烧室 环管式。10个火焰筒,采用5段气膜冷却,材料为GH44,涂W-2高温陶瓷。安装边材料为GH15。燃烧室外套材料为1Cr18Ni9Ti。有2个低压电容点火器。
高压涡轮 单级轴流式。导向器叶片和转子叶片为空心气冷。导向器叶片材料为K403。转子叶片带冠,材料为K417,精铸成9小孔。
低压涡轮 单级轴流式。不冷却实心叶片。导向器叶片材料为K403。转子叶片材料为GH49,叶片之间有32根防振箍套。
加力燃烧室 由圆筒形中心截锥体加力扩压器、中间预燃室点火器、两排V型火焰稳定器、15个径向稳定器和筒体组成。分内外两区和主副两级压力供油。有45对直流式喷油杆,335个喷油孔。筒体材料为GH44,防振屏和隔热屏材料为GH128。
尾喷管 简单收敛式。喷口面积由24片调节片和24片封严片无级调节。调节片和封严片材料为GH128。
控制系统 机械液压式。主燃油控制是保持低压转子转速为常数,加力燃油控制是保持涡轮落压比为常数。
燃油系统 主燃油和加力燃油均用高压柱塞泵供油。压力7800~8800kPa。使用RP-1和RP-2航空煤油。
滑油系统 封闭回路式。由1个供油泵和4个回油泵。进口滑油温度不超过100℃,回油温度不超过175℃。滑油耗量不大于1.2L/h。
起动系统 使用QF-12A起动发电机。
点火系统 主燃烧室用DH-6低能点火装置和电蚀电嘴,加力燃烧室用GGD-7高能点火装置和半导体电嘴,两者均为间接点火。
防冰系统 在发动机进气锥外表面涂憎水涂层,并从高压压气机出口引热空气进入整流罩内,对进气锥表面加温防冰。
支承系统 低压转子由前支点、前中介和后中介轴承组成“1-2-0”支承系统,高压转子由中支点和后支点轴承组成“0-2-0”支承系统。
技术数据
最大加力推力(daN)
涡喷7 5639
7甲 5884
7乙、7乙B、7乙Ⅲ 5982
中间推力(daN)
涡喷7 3825
7甲 4315
7乙、7乙B、7乙Ⅲ 4315
加力耗油率[kg/(daN·h)]
涡喷7 2.34
7甲 2.04
7乙、7乙B、7乙Ⅲ 2.04
中间耗油率[kg/(daN·h)]
涡喷7 0.989
7甲 0.997
7乙、7乙B、7乙Ⅲ 1.030
推重比
涡喷7 5.38
7甲 5.18
7乙 5.50
7乙B 5.57
7乙Ⅲ 5.46
空气流量(kg/s)
涡喷7 63.7
7甲 64.5
7乙、7乙B、7乙Ⅲ 64.5
总增压比 8.85
涡轮进口温度(℃)
涡喷7 915
7甲 1015
7乙、7乙B、7乙Ⅲ 1015
最大直径(mm) 906
长度(mm)
涡喷7 4600
7甲 5160
7乙、7乙B、7乙Ⅲ 4600
质量(kg)
涡喷7 1151
7甲 1158
7乙 1191
7乙B 1191
7乙Ⅲ 1198
用途
涡喷7甲 中国双发歼8歼击机
歼8
涡喷7乙 中国单发歼7Ⅱ歼击机
歼7-Ⅱ