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    涡轮风扇发动机在战斗机中的应用|陈光谈航空32

    2017年3月18日 作者:航空之家

    小涵道比涡扇发动机适用于战斗机

    经过分析和研究,认为涡轮风扇发动机还是适合于战斗机使用的,因为它具有一些明显的特点:

    即起飞推力大;

    巡航耗油率低;

    “加力比”大,涡轮喷气发动机的加力比约为1.4-1.6,而涡轮风扇发动机可高达1.6-2.0。

    因此,只要充分利用它的特点,采取一些措施减小其外径,就能发展出适用于战斗机的涡轮风扇发动机。

    斯贝MK202最早用于改装F-4“鬼怪”战斗机

    为此,当时首先在较好的民用涡轮风扇发动机的基础上,采用降低涵道比以减小发动机直径,提高发动机转速,增加涡轮前燃气温度,更换新材料等措施,再配上加力燃烧室,在较短的时间内就发展出了适用于战斗机的带加力燃烧室的涡轮风扇发动机(图5-7)。

    图5-7、用于战斗机的带加力燃烧室的涡轮风扇发动机

    例如:英国罗·罗公司于1964年在“三叉戟”客机的民用型斯贝涡轮风扇发动机的基础上,发展了军用型“斯贝”MK202(民用型斯贝发动机的涵道比为1.0,改型后军用斯贝MK202的涵道比为0.62),用它换装了J79涡轮喷气发动机的F-4“鬼怪式”战斗机于1968年投入使用。

    图5-2、用于战斗机的带加力燃烧室的涡轮风扇发动机

    表5-2列出了F-4“鬼怪”式战斗机由涡轮喷气发动机换装“斯贝”MK202涡轮风扇发动机后性能的改善情况,它充分显示了战斗机采用涡轮风扇发动机后所带来的好处(注意:斯贝MK202并不是最先进的涡轮风扇发动机,它的推重比仅为5.03)。

    图5-8 、“斯贝”MK202加力式涡轮风扇发动机

    F-4换装涡轮风扇发动机后性能的提高,主要是“斯贝”MK202涡轮风扇发动机比原装的J79涡轮喷气发动机性能有了较大的改善:推力提高了30%,巡航耗油率降低了20%,推重比由4.7提高至5.03。

    此外,发动机进口直径由0.992米减小至0.826米,发动机长度由5.301米缩短至5.205米。

    图5-9、 F-4“鬼怪”式战斗机

    图5-8为用于战斗机的军用“斯贝”MK202加力式涡轮风扇发动机,图5-9为美国的F-4“鬼怪”式战斗机,采用二台J79涡轮喷气发动机作动力,但英国用的F-4却换装了“斯贝”MK202加力式涡轮风扇发动机。

    TF41和TF30相继改装研制成功

    图5-10、美国第一种加力式涡轮风扇发动机TF30—民用JTF10A的改型

    当时,罗?罗公司还与美国艾利逊公司合作,将民用“斯贝”改型为TF41不带加力燃烧室的军用涡轮风扇发动机(涵道比为0.74),装于美国A-7D“海盗”亚声速攻击机上(1968年)。

    普·惠公司也将民用JTF10A发动机改型为军用加力式涡扇发动机TF30(图5-10),用于F-111(1966年)、A-7A(1966年)、F-14(1972年)等飞机上。

    F-111、F-14均为可变后掠翼的飞机,F-111是世界上第—种采用加力式涡轮风扇发动机的战斗机,同时还是世界上第一种可变后掠翼的战斗机,图5-11为F-111的上视图。

    由图上可以看出,飞机的机翼可绕着枢轴转动而改变机翼的后惊角:飞机起飞、低速飞行时,机翼转到最前方即后掠角处于最小;

    飞机高速飞行时,机翼转向后方紧贴机身,即后掠角处于最大。采用可变后掠翼后,战斗机在高、低速飞行时均有较好的性能。

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