渦扇-5是我國研製的第一種渦輪風扇發動機,設計特點為單轉子,無加力,後風扇式,但完成研發後沒有投入使用。
基本介紹
- 中文名:渦扇-5
- 地位:我國研製的第一種渦輪風扇發動機
- 設計特點:單轉子,無加力,後風扇式
- 研發公司:瀋陽發動機研究所
研發歷程,技術特點,
研發歷程
1963年1月,瀋陽發動機研究所(606所)根據空軍要求改進轟-5轟炸機而提出的技術指標,在渦噴-6發動機的基礎上,開始研製一種後風扇式渦輪風扇發動機,定名為渦扇-5。該型發動機為單轉子、無加力後風扇發動機,第一台樣機於1965年初製造完畢,1966年達到設計指標,1970年通過長期試車考核,1971年裝於一架轟-5上進行了多次滑跑試驗。當時只裝了一台渦扇-5,這架飛機被稱為轟-5改。後空軍撤消了對轟-5改進的計畫,渦扇-5於1973年5月停止研製。
技術特點
渦扇-5是我國第一次研製渦輪風扇發動機,在當時的的技術掌握程度上,為減小風險,設計師選擇的是技術跨度相對小的利用現有渦噴發動機改進的技術路線,去掉渦噴6的加力裝置,在後部增加後風扇和零級導流葉片,採用了超、跨音速風扇設計,壓氣機可調葉片(防湍振)等先進技術,最大推力達到35.3千牛(較WP—6的26.48千牛大幅提高),耗油率下降30%。採用渦扇-5的轟-5航程可提高30%,但該機型總體性能落後,加之轟-6飛機服役,使之失去改進的價值,也導致了渦扇-5的停止研發。
渦扇5的研製是我國在航空技術領域的一次有益嘗試,且與世界先進水平的時間距離並不長,但後風扇式不是渦扇發動機技術的主流。即使這樣,渦扇-5的停止研發,對中國航空技術的進步仍然是弊大於利,尤其技術積累的間斷,是其後我國航空發動機長期落後於世界的一個原因。
用渦噴6為原型進行改進設計,大的方向是對的,符合我國當時的國情,可是增加了後風扇部件,卻是大大的失敗之處,
在五六十年代,人們在設計第一代渦扇發動機的時候遇到了很大的困難。首先是由於大直徑的風扇與相對小直徑的低壓壓氣機聯動以後風扇葉片的翼尖部分的線速度超過了音速,這個問題在當時很難解決,因為沒有可利用的公式來進行運算人們只能用一次又一次的試驗來發現、解決問題。第二是由於在壓氣機之前多了風扇使得壓氣機的工作被風扇所乾攏。第三是細長的風扇葉片高速轉動所引起的振動。
而渦扇5發動機的後風扇設計一下子完全避開了這三個最主要的困難。渦扇5發動機的後風扇實際上是一個雙節的葉片,葉片的下半部分是相當於渦輪葉片,上半部分是相當於風扇葉片。葉片與核心發動機的工作,沒有絲毫的聯繫,,而且葉片的後置也不會對壓氣機的工作產生不良影響。但在迴避困難的同時也引發了更嚴重的新問題。
首先是葉片的受熱不勻,渦扇5發動機的後風扇葉片的渦輪部分在工作時的最高溫度達到了870 度,而風扇部分的最低溫度只有30度左右。其次,由於後風扇不像前風扇那樣工作在發動機的冷端,而是工作在發動機的熱端,這樣一來風扇的可靠性也隨之下降,而飛機對其動力的要求最重要的一條就是高的可靠性。而且風扇後置的設計使得發動機的由於形狀上的原因其飛行阻力也要大於風扇前置的發動機。