RD-93發動機

RD-93加力式渦輪風扇發動機是在RD-33的基礎上，為適應飛機設計的需要，將上置的附屬檔案機匣改為置於發動機下部的改進型，發動機中各部件的結構（除適應附屬檔案機匣位置改動而帶來的中傳動裝置中從動錐齒位置有變動外）兩型完全一樣。主要用於裝備中國與巴基斯坦聯合研製的FC-1戰鬥機（巴方編號為JF-17），每架FC-1裝備有一台RD-93發動機。RD-93發動機是裝備米格-29戰鬥機的RD-33發動機的改進型，由俄羅斯聖彼得堡克里莫夫公司研發，莫斯科切爾內舍夫機械製造廠生產。

基本介紹

• 中文名：RD-93發動機
• 外文名：RD-93 engine
• 最大推力：81.423kN
• 重量：1055kg
• 直徑：1040mm
• 長度：4230mm

生產背景

蘇聯列寧格勒克里莫夫設計局（現為俄羅斯聖彼得堡克里莫夫公司）於20世紀70年代初期開始研製高推重比的加力式渦輪風扇發動機RD-33，並由莫斯科契爾尼舍夫機械製造廠（紅十月工廠）生產。RD-33是蘇聯第1種推重比為8.0一級的發動機（另一型為用於蘇-27的AL-31F，蘇-27晚於米格-29於1984年開始裝備部隊），發動機推重比按乾重量計算為7.87，按交付狀態重量計算則為6.62。有報導稱截至1995年1月，俄羅斯已生產1216架裝RD-33發動機的米格-29單座型和197架雙座型，合計1413架。在飛機與發動機發展過程中，承擔發動機試驗的2號飛機和4號飛機，均因發動機問題先後於1978年6月15日和1980年10月31日墜毀。

為了滿足中國FC-1“梟龍”戰鬥機的需要，克里莫夫設計公司將RD-33的附屬檔案機匣由安置在發動機的上部，改為安置在發動機下方，並將發動機命名為RD-93。據《簡氏防務周刊》2005年6月17日報導，俄羅斯國家武器出口公司已就向中國FC-1“梟龍”戰鬥機提供RD-93發動機事宜簽署了契約。分析人士估計，俄向中方提供首批100台發動機、零部件和128維修服務的總價值為2.67億美元。

性能綜述

RD-93由4級帶處理機匣的風扇、9級高壓壓氣機、環形直流燃燒室、帶冷卻葉片的單級高、低壓渦輪、帶徑向與環形穩定器的加力燃燒室及可調尾噴管等組成，整台發動機劃分為11個單元體，採用全許可權數字式控制。

發動機主要參數為：中間推力（不開加力最大推力）為50kN，最大推力（開加力推力）為81.4kN，加力比為1.628；中間耗油率為0.785kg·（daN·h）^-1，最大耗油率2.73kg·（daN·h）^-1，空氣流量為77kg/s，總壓比為21，涵道比為0.48，渦輪前最高燃氣溫度為1680K。

綜觀RD-93發動機結構設計來看，RD-93是一種既採用了蘇聯發動機結構設計中的某些傳統設計（例如風扇中的盤、鼓採用圓柱面定心與徑向銷釘傳扭的連線方式等），又採用了當時最先進的技術的設計（例如高壓壓氣機前幾級盤與鼓採用焊接連線方式，高壓渦輪後軸承採用中介軸承等），而且還採用了西方某些發動機的傳統設計（例如高壓壓氣機後幾級盤與鼓採用多根長螺栓連線方式），以及西方國家發動機中很少採用的風扇處理機匣等。在當時（20世紀60年代末~70年代初期）採用了類似大雜燴的結構設計，能在較短時間內研製出基本適用的高性能發動機，滿足了第三代戰鬥機米格-29研製的需要，這種較為實際的做法，比脫離現實單純追求高精尖的冒進做法是可借鑑的。

結構設計

RD-93發動機高壓，低壓轉子共用5個支點支承，其中4號支點為中介軸承，3個承力框架。高壓、低壓轉子分別採用了剛性、柔性聯軸器。

轉子

低壓轉子採用了1-1-1支承方案，即風扇轉子前、後各1個支點（即1號、2號支點），低壓渦輪後1個支點（5號支點），其中2號支點為止推支點，即該支點為滾珠軸承。

高壓轉子由於長度較短，幾乎所有戰鬥機用發動機均採用兩個支點支承，RD-93也採用兩個支點的1-0-1支承方案，即在高壓壓氣機前設定1個支點（3號），高壓渦輪後1個支點（4號），且4號支點做成中介支點。所謂中介支點是指該支點的軸承，內環支承於1個軸上，外環支承於另1個軸上，即軸承內外環以不同轉速旋轉著，此種軸承稱為中介軸承，亦稱為軸間軸承。在RD-93中，4號軸承的內環固定於低壓渦輪軸上，外環固定於高壓渦輪後軸上。

承力框架

RD-93採用了3個承力框架，即：進氣機匣、中介機匣和後軸承機匣。

1、進氣機匣

進氣機匣也稱風扇前機匣，由4根沿軸線呈傾斜狀的流線型支板及同心地焊接在一起的內外機匣組成的。由於RD-93既無進口導流葉片，也無可變彎度進口導流葉片，所以只能採用專門的流線型支板來傳力，這種設計在西方國家的軍用發動機中還很少見到。

2、中介機匣

在軍民用發動機中，風扇與高壓壓氣機間的中介機匣都作為支承風扇後軸承及高壓壓氣機前軸承的承力框架，RD-93採用了這一傳統的設計。

3、後軸承機匣

這也是許多軍民用發動機中採用的典型承力框架，只是在其他發動機中，固定於後軸承機匣上的後軸承支座是用以固定渦輪後軸承外環的，而在RD-93中，後軸承支座是用以固定渦輪後軸承內環的。

聯軸器

高低壓轉子採用了不同形式的聯軸器，高壓轉子採用了剛性的端面直齒聯軸器，低壓轉子採用了具有浮動球形墊圈的柔性套齒聯軸器。

滾動軸承阻尼環

3號軸承即高壓壓氣機前滾珠軸承外環與軸承座間裝有若干片鋼圈組成的疊層阻尼環，這種阻尼環在蘇俄的發動機中採用較多，西方國家的發動機採用較少。現代軍民用發動機中普遍將高壓壓氣機前滾珠軸承通過帶擠壓油膜的彈性支座支承於中介機匣上。

石墨封嚴件

RD-93沒有採用以前蘇制發動機中常用的筐齒式封嚴裝置，在3個油腔處的5個油封處均採用了石墨封嚴裝置，其中4個為徑向接觸式石墨封嚴裝置，用於風扇前軸承（1個）、中介機匣（2個）及低壓渦輪後軸承處（1個）；1個為徑向加雙向端面接觸式石墨封嚴裝置，用於4號中介軸承處。徑向接觸式石墨封嚴裝置曾在許多發動機中採用過，但徑向加雙向端面接觸式石墨封嚴裝置卻很少見到，它有4個環形石墨封嚴環，4個環均套裝在低壓渦輪軸內，起到徑向封嚴作用；每個封嚴環還有1個端面封嚴面，在彈簧片的彈向力作用下與相應的止推環及中介環相接觸，起到端面封嚴作用。之所以採用這么複雜結構，是由於此封嚴裝置是處於低壓渦輪軸與高壓渦輪軸之間的軸間封嚴處，不能採用簡單的徑向石墨封嚴裝置。