基本信息
V表示五家公司合資,包括美國普拉特惠特尼PW,英國羅尓斯羅伊斯RR,日本航空發動機公司JAEC,聯邦德國
MTU,義大利
菲亞特一起組成的IAE公司,2500表示以10lbf為單位的推力級。PW占30%的股份,負責
燃燒室,高壓渦輪和渦輪排氣機匣的研製,RR公司也占30%的股份,負責高壓壓氣機部分研製,日本航空發動機公司是由石川島播磨重工業公司(IHI)
川崎重工業(KHI)和
三菱重工業(MHI)組成,占19.9%的股份,負責風扇和低壓壓氣機的研製,MTU占12.1%的股份,負責低壓渦輪研製,菲亞特占8%的股份,負責附屬檔案齒輪機匣部分研製。
基本結構
V2500發動機的低壓轉子包括1級風扇、4級低壓壓氣機、5級低壓渦輪,高壓轉子包括10級高壓壓氣機和2級高壓渦輪。其
燃燒室為環形燃燒室。
發動機採用了寬弦風扇葉片、“浮壁”式燃燒室、單晶渦輪葉片和
粉末冶金渦輪盤、葉尖間隙主動控制和全許可權數字電子控制系統(
FADEC),降低了發動機的
燃油消耗率,提高了發動機的可靠性和發動機的競爭力。
進氣口
環形,無進氣口導流葉片,無防冰裝置。
風扇:寬弦葉片
單級軸流式。V2500採用的是由羅爾斯·羅伊斯公司從RB211-524E4和RJ500設計和發展而來的無凸台寬弦空心葉片,其
增壓比為1.7,葉片材料為
鈦合金,長度為558mm。它的製造是在兩塊鈦合金薄板之間放入同樣是用鈦合金作成的
蜂窩狀結構的材料,然後通過活性
擴散焊接的方法將其連成一體。這種葉片以極輕的重量獲得了極大的強度,可以抗擊外來物的擊傷。另外,由於其寬弦葉片本身的性質,跑道上的細小碎片和塵土可以被甩到旁路管道,因此同普通窄弦葉片相比,它可以使由於外來物擊傷而導致的發動機拆卸減少4倍。
當V2500開始進入服役時,這種獨特的葉片已經在羅羅RB211系列發動機上積累了5年的經驗。到今天為至,這種空心結構的寬弦葉片已在全球累積了1億小時的服務經驗。
低壓壓氣機
4級軸流式(V2500-A1為3級)。真空電子束焊接的鼓筒以螺栓固定在風扇之後,沒有放氣環。JAEC提供。
高壓壓氣機
10級軸流式。前5級靜止葉片可調,增壓比為16,壓氣機機匣為鋼機匣,後面級為雙層機匣。RR提供。
“浮壁”燃燒室
短環形。PW的“浮壁”燃燒室是另外一項貢獻給V2500的技術。燃燒室壁是由金屬層板外殼組成的,裡面掛有合金扇形塊。這些扇形塊 “浮”在它們和外殼之間的冷空氣上。這樣的設計提高了冷卻效率,消除了壓力,並且這些鑄件都可以單獨更換,因而減少了維修費。
高壓渦輪
2級軸流式。採用三維設計葉形、冷氣單晶渦輪葉片和
超塑性等溫鍛造的
粉末冶金盤。材料為MERL76,第1級導向器用MAR-M509精鑄,第2級導向器用MAR-M247精鑄,渦輪外環採用可調主動間隙控制。PW提供。
低壓渦輪
5級軸流式。採用三維設計葉形和葉尖主動間隙控制。
MTU提供。
附屬檔案
所有的附屬檔案置於風扇機匣下方,第三代全許可權數字電子控制系統由漢密爾頓標準公司提供;齒輪式燃油泵由森德斯特蘭/梯津賽伊奇(SI3)公司提供;燃油調節器由盧卡斯公司提供;齒輪箱由菲亞特(FIAT)提供。
基本型號
目前,V2500型號代號中,既表示了推力級,又表示使用的飛機機種,例如V2527-A5中,“27”表示推力級為27000lb,A表示用於
空中客車的飛機,如為D,則為用於麥道的飛機。
(1)V2500-A1
是研製的第一個型別,用於A320飛機,推力達到11120daN,裝機使用至1994年4月已累計飛行10000飛行小時。
(2)V2527-A5
是為滿足美國聯合航空公司要求發展的11768~13340daN推力級的發動機,用於
A320飛機,變動主要在FADEC。
(3)V2522-D5
是1989年11月提出的為MD-90-10研製的9780daN推力級發動機,用以換裝MD-87可使耗油率降低11%。
(4)V2528-D5
是計畫中項目,推力為12450daN,裝MD-90-50後可增大飛機航程。
(5)V2530-A5
是在風扇直徑不變的前提下,推力最大的發動機,推力範圍為13340~13780daN,它已被A321-100訂貨,1994年1月開始投入使用。
改進型
改進型的V2500
渦輪風扇發動機——V2500SelectOne於2008年投入運行。IAE聲稱改進後的發動機燃油耗油率降低約1%,發動機的在翼使用時間延長了20%,同時減少了溫室氣體CO2等的排放,獲得了額外的12度的EGT裕度(排氣溫度裕度)。
改進型的V2500 SelectOne發動機主要有以下改進:
(1)高壓壓氣機4~8級轉動葉片和3~5級靜子葉片更換為3-D 葉片。葉片的基本輪廓前緣由圓形變為橢圓形,所有葉片表面都提高了光潔度。
(2)高壓壓氣機3~8級鼓的6~8級的減震絲槽容易磨損,導致許多高壓壓氣機3~8級鼓因此報廢。V2500 SelectOne發動機取消了高壓壓氣機第6/7/8級的減震絲,徹底避免因高壓壓氣機3~8級鼓的減震絲槽的磨損而更換高壓壓氣機3~8級鼓的情況。
(3)高壓壓氣機VSV可調靜子葉片的控制邏輯也做了相應的改變。改裝了3/4級轉軸作動臂上低速效裝孔的位置,提高了發動機在啟動過程中的
喘振裕度。
(4)高壓渦輪部分也做了較大改進。更換了新的高壓渦輪第1級和第2級葉片、新的高壓渦輪第1級靜子葉片和第2級靜子葉片,以及新的高壓渦輪第1級外空氣封嚴。相對於舊的渦輪葉片,新的渦輪葉片採用了更先進的表面塗層和氣膜冷卻技術;新的渦輪靜子葉片採用了改善的內部冷卻和額外的平台冷卻;新的高壓渦輪第1級外空氣封嚴也提高了耐用性;同時還提高了外徑靜封嚴的封嚴效果。
(5)安裝了新軟體的電子發動機控制器以確保發動機的性能更可靠。
世界上第一台改裝後的V2500 SelectOne發動機在珠海
摩天宇航空發動機維修有限公司試車成功。並達到了一些預期的性能指標:發動機排氣溫度下降,EGT裕度增大,發動機高低壓轉子的轉速降低,燃油耗油率下降,還有一些指標需要在航空公司的實際使用過程中得到驗證。V2500發動機作為一款成熟的發動機,將會隨著世界航空市場的發展而發展,我們深信V2500發動機會有一個成功的未來。
相關公司
IAE曾為
空中客車A340開發“超級扇(Superfan)”發動機。IAE現在的主要業務為發展、生產、和售後服務V2500系列航空發動機。V2500系列為IAE的唯一產品,由
空中客車A320系列家族和麥克唐納·道格拉斯
MD-90系統客機採用。