JT15D渦輪風扇發動機是普拉特·惠特尼加拿大公司研製的中等涵道比、小推力渦輪風扇發動機，可供小型商業或行政機使用。
基本介紹
- 中文名：JT15D渦輪風扇發動機
- 牌 號：JT15D
- 類 型：渦輪風扇發動機
- 國 家：加拿大
JT15D,研製情況,結構,參數,
JT15D
用 途 軍用/民用渦扇發動機
廠 商 普拉特·惠特尼加拿大公司
生產現狀 生產
裝機對象 JT15D-1/1A/1B 賽斯納“獎狀”I。
JT15D-4/4B/4C/4D 賽斯納“獎狀”II、賽斯納獎狀”S/II、“金剛石”I/IA、S.211、TG-10。
JT15D-5 T-47A、“比奇噴氣”400/400A。
JT15D-5A 賽斯納“獎狀”V。
JT15D-5B “比奇噴氣”400T/T-1A。
JT15D-5C S.211A。
JT15D-5D 賽斯納“獎狀”V超級型。
研製情況
JT15D-1於1966年6月開始設計，1967年9月23日進行了首次台架試車，1968年8月在CF-100飛機上開始試飛。那時的發動機為雙級高壓渦輪與單級低壓渦輪，推力為889daN。為滿足美國賽斯納飛機公司的要求，又將發動機推力提高到978daN，同時將雙級高丈夫渦輪改為單級，單級低壓渦輪改為雙級。這種改型的發動機於1969年初開始台架試車，同年9月15日裝於賽斯納公司的“獎狀”飛機上進行第一次飛行試驗。1970年7月16日又裝在法國的“帆艦”飛機上進行飛行試驗，最後於1971年2月28日完成定型試驗。
在JT15D的研製中，利用了美國普拉特·惠特尼公司研製JT9D的經驗和本公司對高壓比離心壓氣機長期研究的成果。這樣不僅使發動機具有先進的水平，而且也使研製周期縮短。從開始設計到第一次台架試車僅用了一年零三個月；從第一次試車到完成定型僅用了三年半的時間。為進一步滿足飛機製造商提出的提高發動機推力10%左右的要求，在JT15D-1定型之前，該公司即於1970年底開始JT15D-4發動機的改型設計工作。在改型中既增大了推力，又使原有零部件減少，使D-1與D-4兩型發動機有較多的通用零部件，充分利用了D-1型在試驗中所積累的經驗。D-4型只在在D-1型風扇後面的低壓軸上加了1級軸流壓氣機，以增大流過核心機的流量。發動機長度相應地增大了101.6mm。
JT15D為解決在低速和類似的飛行條件下鳥和其他外來物的吸入問題，建立了室內的試驗裝置，並且進行了發動機運行的小鳥吸入試驗。試驗結果發現風扇葉片的損壞是驚人的，尤其是在葉中凸台以上的部位。因高馬赫數(M數)的設計要求使葉片的進氣邊很薄，在這一部分葉型的彎度也很小。為了解決這一問題，將風扇葉片進行了加固，葉中凸台一直延伸到葉片前緣，並在葉片上部區域再輔以小高度的軸向加強筋。在整台發動機上用近2kg的大鳥作吸入試驗時，發現進入離心壓氣機的一部分鳥體被吸進了管式擴壓器。吸入物的能量很大，以致使管式擴壓器魚尾式的出氣邊破碎，並損壞了壓氣機的殼體。因此後來將壓氣機殼體壁面加厚了。
JT15D高壓壓氣機設計得比較先進。單獨使用時單位級離心式增壓比可達6，出口切向速度達587m/s。在葉輪出口採用高效率的管式擴壓器，因此效率可保持在0.777。
該發動機有兩級風扇渦輪，第1級採用整體鑄造。由於風扇渦輪的強度問題不如壓氣機渦輪嚴重，工作溫度也較低，開始企圖對兩級風扇渦輪都採用整體鑄造加工，然而第2級風扇渦輪的葉片長，輪轂小，給整體鑄造帶來很大麻煩。為此，進行了大量的試驗，包括金相檢驗、拉伸、蠕變以及疲勞等強度試驗和葉輪的破壞試驗，結果表明整體鑄造能獲得很好的材料性能。整體鑄造的第1級風扇渦輪與一般加工方法得到的第2級風扇渦輪相比，加工費節省45%。
D-1/D-1A和D-4型的翻修壽命分別為3500h和3000h。JT15D的主要型別有：
JT15D-1/1A/1B 首批生產系列，1971年獲得適航證。1973年推力提高到978daN。
JT15D-4B D-4的改型，高空性能較好。
JT15D-4C D-4的改型，主要差別在於D-4C有維持飛機倒飛的滑油摻混裝置和燃油活門電子調節裝置。1982年獲得合格證。
JT15D-5 D-4的改型，增大了風扇的增壓比和流量，並改進了低壓壓氣機和高壓壓氣機。使巡航推力增加25%，耗油率降低3%。風扇葉片採用了無中間凸台、小展弦比的寬弦設計，而-4型的風扇葉片有二道凸台，高壓渦輪葉片和電子燃油調節器也得到了改進。該型別於1977年開始研製，1978年4月第一次飛行，1983年初取得適航證。
JT15D-5A 風扇和熱端部件性能比-5有所改進。
JT15D-5C JT15D系列的最新型別。滑油系統允許飛機倒飛。
軍用型具有專用的潤滑系統，提供反向飛行能力。最近取證的JT15D-5D發動機在技術上又進行了改進。換裝了耐磨的鋁基凱復龍風扇機匣、整體風扇轉子和單晶高壓渦輪葉片。
結構
進 氣 口 環形直接進氣，用不鏽鋼整體鑄造。無進口導流葉片。薄合金鋼板焊接成的雙
層進氣錐隨風扇一起轉動。利用壓氣機放出的熱空氣防冰。
風 扇 JT15D-1/4為單級軸流式，有28個鈦合金風扇葉片。葉高中間有阻尼凸台與抗
外物凸肩，前者相互抵緊形成一環，後者相互間有間隙，JT15D-5採用無凸台的
寬弦風扇葉片，JT15D-5A採用改進的風扇。風扇機匣均為不鏽鋼製成。-1型轉
速為15480r/min，-4/4D型為16860r/min，其餘為16540r/min。壓比為1.5。
壓 氣 機 低壓壓氣機為1級軸流式，與風扇同軸。它也可看作1級輔助增壓級，不算低壓
壓氣機。高壓壓氣機為1級離心式，葉輪有16個全長葉片和16個半長葉片。-
1/1A/1B型轉速為31120r/min，-4型和-5/5A/5B/5C/5F型為31450r/min，-4B/4C/4D
型為31800r/min。
燃 燒 室 回流環形。耐熱鋼外套，鎳基合金聯焰管。-4型裝有12個雙油路離心式燃油噴
嘴，總壓恢復係數0.981，燃燒效率0.995。
渦 輪 軸流式。高壓1級，低壓2級。高壓渦輪有71個非冷卻的定向凝固轉子葉片。
低壓第1級採用整體鑄造，有61個轉子葉片；第2級有55個轉子葉片。
尾 噴 管 固定面積噴管。尾錐與內涵機匣通過6個支板焊在一起。內、外涵分開排氣，不
進行摻混。
控制系統 JT15D-1/4/4B/4D/5A為機液式控制。JT15D-4C/5/5C改用JFC118或JFC119電子
控制系統。
燃油系統 燃油泵出口壓力4480kPa。使用JP-1、JP-4和JP-5燃油。
滑油系統 綜合滑油系統。齒輪泵出口壓力552kPa。油箱容積為9.0L。滑油規格為PWA521 II
型，CPW202。
起動系統 空氣渦輪起動機或起動發電機。
點火系統 火花塞點火器。位置在5點和7點時鐘位置(從後向前看)。
棒軸承，低壓轉子由3個軸承支承，風扇盤後為滾珠軸承，低壓渦輪前、後各有
1滾棒軸承，其中渦輪前滾棒軸承為一中介軸承。
參數
起飛推力(daN)
JT15D-1/1A/1B 979
-4/4B/4C/4D 1112
-5/5A/5B 1290
-5C 1419
-5D 1290
最大連續推力(daN)
JT15D-1/1A/1B 930
-4/4B/4C/4D 1056
-5/5A/5B 1290
-5C 1419
-5D 1290
起飛耗油率[kg/(daN·h)]
JT15D-1/1A/1B 0.551
-4/4B/4C/4D 0.573
-5/5A/5B 0.562
-5C 0.584
推重比 4.26～4.69
空氣流量(kg/s)
JT15D-1 31.5
-1A/-1B 33.3
-4/-4B/-4C/-4D 35.27
-5/-5A 37.8
涵道比
JT15D-1 3.3
-1A/-1B 3.3
-4/-4B/-4C/-4D 2.6
-5/-5A 2.0
總增壓比
JT15D-1 7.4
-1 7.4
-1A/-1B 7.9
-4/-4B/-4C/-4D 10.5
-5/-5A 12.6
渦輪進口溫度(℃)
JT15D-4 1013
直徑(mm)
JT15D-1 691
-4 686
長度(mm)
JT15D-1 1506
-4 1600
質量(kg)
JT15D-1 232.5
-1A/1B 235
-4 253
-4B 258
-4C 261
-4D 255
-5/5A 291.5
-5B 291.7
-5C 302
