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研制情況

F110渦扇發動機(ji)是美國通用(yong)電氣公司從轟炸機(ji)用(yong)的(de)F101改型(xing)而來的(de)戰斗機(ji)用(yong)的(de)加(jia)力渦扇發動機(ji)。

美(mei)國(guo)(guo)卡特政(zheng)府(fu)決定停止B-1A/F101-GE-100計劃和(he)美(mei)國(guo)(guo)第一線戰斗(dou)機(ji)用的(de)TF30和(he)F100發動(dong)機(ji)存在大量(liang)耐(nai)久性(xing)、可靠性(xing)和(he)操(cao)縱性(xing)問題，是(shi)促使通(tong)用電(dian)氣公司作(zuo)(zuo)這一改型工作(zuo)(zuo)的(de)主要原(yuan)因。該公司在1976年就自籌資金制造了(le)一臺F101X驗證機(ji)，其熱力(li)參數與F100發動(dong)機(ji)的(de)相似，與原(yuan)來的(de)F101-GE-100相比(bi)，減(jian)小了(le)涵道比(bi)，提(ti)高了(le)增(zeng)壓比(bi)。

隨著軍(jun)方對戰斗機(ji)(ji)(ji)的戰備狀態和全壽命期費用的關(guan)心日益增強，美國空(kong)軍(jun)實施了改型戰斗機(ji)(ji)(ji)發動機(ji)(ji)(ji)計劃，并與通用電氣公司簽訂一項有限的研制合(he)同，價值8000萬美元，包(bao)括3臺原型機(ji)(ji)(ji)，編號為F101DFE。這(zhe)項研制計劃的目標是(shi)：

(1)鑒定F-16和(he)F-14飛機(ji)/發動機(ji)在實際(ji)飛機(ji)中的匹配能力(li)，包括(kuo)性能和(he)作戰(zhan)適用性；

(2)通過(guo)加速(su)任(ren)務試驗(yan)確(que)定(ding)發動機的耐久性(xing)；

(3)根據驗(yan)證的(de)能力(li)，提出(chu)生產型(xing)發動機(ji)的(de)型(xing)號規范。

如果計(ji)劃成功，那么將提供足夠的數據(ju)，以使(shi)進入全(quan)面工(gong)程研制階(jie)段的風(feng)險減到最小。

經過(guo)(guo)1980年(nian)和(he)(he)1981年(nian)兩(liang)年(nian)的(de)廣泛試(shi)驗(yan)(yan)，達到(dao)或(huo)部(bu)分(fen)超(chao)過(guo)(guo)了預(yu)期的(de)目標。在(zai)F-16飛(fei)機(ji)(ji)上的(de)試(shi)飛(fei)結果證(zheng)明，F101DFE無需作(zuo)重(zhong)大改進就(jiu)可以裝(zhuang)在(zai)這種飛(fei)機(ji)(ji)上使(shi)用。在(zai)F-14飛(fei)機(ji)(ji)上的(de)試(shi)飛(fei)結果表(biao)明，飛(fei)機(ji)(ji)的(de)留(liu)空時(shi)間(jian)和(he)(he)作(zuo)戰半徑都比裝(zhuang)原來(lai)TF30發(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)增加25%。在(zai)試(shi)飛(fei)中，發(fa)動(dong)機(ji)(ji)無需調整，并且油門(men)桿的(de)使(shi)用不受限制。在(zai)1982年(nian)12月的(de)一次試(shi)驗(yan)(yan)中，完成(cheng)了5004個(ge)總累積循環(huan)(TAC)，其(qi)熱端部(bu)件壽命為當(dang)時(shi)新采購的(de)F100發(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)三(san)倍(bei)。

基于上述結果，通用電氣(qi)公司(si)又得到了一項在空(kong)軍替換戰斗機(ji)(ji)(ji)發動機(ji)(ji)(ji)計劃(hua)下的(de)(de)全面研制合同，價值9300萬(wan)美(mei)元，為(wei)期兩年，發動機(ji)(ji)(ji)正式編(bian)號為(wei)F110，與普(pu)拉(la)特(te)·惠(hui)特(te)尼公司(si)F100發動機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)改進型競爭用于新生(sheng)產(chan)的(de)(de)F-15和(he)(he)F-16戰斗機(ji)(ji)(ji)。這項全面研制計劃(hua)的(de)(de)重點是實(shi)現系統(tong)最(zui)佳化，確定(ding)供F-15、F-16和(he)(he)F-14用的(de)(de)F110發動機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)最(zui)終構型，并繼續進行高空(kong)模擬試(shi)驗、加速(su)任(ren)務試(shi)驗和(he)(he)各種(zhong)環境試(shi)驗。

F110發動機已于1985年初定型(xing)投產并開始交(jiao)付。

與F101-GE-100發動機(ji)(ji)(ji)相比(bi)，F110有以(yi)下(xia)幾方(fang)面的改(gai)變：風(feng)扇由2級(ji)(ji)改(gai)為3級(ji)(ji)，壓比(bi)提高(gao)到(dao)3.2，直(zhi)徑減(jian)小到(dao)970mm，涵(han)道比(bi)由2.01減(jian)到(dao)0.87；為適應(ying)低壓轉子轉速提高(gao)，重(zhong)(zhong)(zhong)新設計了(le)低壓渦輪；為滿足戰斗機(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)動飛行要求，設計過載提高(gao)到(dao)10；對控制系統作了(le)改(gai)進，增加(jia)了(le)備份裝置；為適應(ying)F-14、F-16和(he)(he)特別是F-15飛機(ji)(ji)(ji)的機(ji)(ji)(ji)體(ti)，對外部(bu)尺寸、管(guan)線(xian)和(he)(he)防冰系統作了(le)必要的修改(gai)；最后，也是很容易被忽略的一點，就是為了(le)減(jian)輕重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)而不犧牲耐久性，對核心機(ji)(ji)(ji)以(yi)外的幾乎(hu)所有部(bu)件(jian)和(he)(he)系統都采取(qu)了(le)減(jian)重(zhong)(zhong)(zhong)措施。

1984年2月，美(mei)國空軍按(an)(an)照雙(shuang)承包商(shang)采(cai)購(gou)策(ce)略，決定(ding)對F-15和F-16戰斗機(ji)(ji)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)采(cai)購(gou)在F100和F110之間按(an)(an)一(yi)定(ding)比例分(fen)配。在1985年采(cai)購(gou)的(de)160臺中，75%為(wei)(wei)(wei)F110，25%為(wei)(wei)(wei)F100。從此，開始了一(yi)場發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)大戰(Great Engine War)。到1994年為(wei)(wei)(wei)止，F110共獲(huo)訂貨1065臺，F100為(wei)(wei)(wei)1021臺，基本上平(ping)分(fen)秋色。但通用電(dian)氣公司聲稱它(ta)獲(huo)得勝利，因為(wei)(wei)(wei)在1000多架F-16C/D戰斗機(ji)(ji)中，該(gai)公司提供的(de)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)占75%。

F110-GE-100　F110的(de)基本型(xing)，采用了F404的(de)風扇、加力燃(ran)燒室和噴管技術。用于(yu)F-15和F-16。

F110-GE-400　海軍型，與F110-GE-100基(ji)本(ben)相同。1987年(nian)開(kai)始用于F-14B/D。

F110-GE-129　性能(neng)改進型，推(tui)力(li)達12900daN。提高了(le)(le)渦輪進口溫度55～80℃，增大(da)了(le)(le)轉速，改進了(le)(le)材料，采用全權數字電子(zi)控(kong)制系統。涵道比降為0.76，零件數目比F100-GE-100少40～50%。

F110X　研究中的新改型，推(tui)力將達16210daN，推(tui)重(zhong)比9.5。

F118-GE-100　F110的(de)不加(jia)力(li)型(xing)，不加(jia)力(li)推力(li)為(wei)8452daN。提高了風(feng)扇壓比和空(kong)氣流(liu)量。1987年定型(xing)，并用于(yu)B-2轟炸機(ji)。1991年決定用于(yu)改裝TR-1，以取代原來的(de)J75渦噴(pen)發動(dong)機(ji)。

結構和系統

進 氣 口(kou)　環形。帶17個變彎(wan)度進口(kou)導向(xiang)葉(xie)片(pian)，其(qi)前部(bu)為徑(jing)向(xiang)支板，后部(bu)為可調部(bu)分(fen)。

風　扇　3級軸流式，系F404發動(dong)機風扇的放(fang)大型。轉子葉(xie)片(pian)材料為鈦合金。水平對開機匣，轉子和整(zheng)流葉(xie)片(pian)可(ke)單獨更(geng)換。風扇直徑970mm，壓比3.2。

壓(ya)(ya) 氣(qi) 機　9級(ji)軸流(liu)(liu)式(shi)。頭(tou)3級(ji)材料為鈦(tai)合金，后6級(ji)為A286鋼。零級(ji)和(he)(he)頭(tou)3級(ji)整流(liu)(liu)葉片可調。轉(zhuan)(zhuan)子為盤(pan)鼓(gu)式(shi)，用慣性焊連接。水平(ping)對開機匣，前段(duan)為鈦(tai)合金，后段(duan)為鋼。設有孔探儀窺孔，用以觀(guan)察轉(zhuan)(zhuan)子和(he)(he)其他部(bu)件。壓(ya)(ya)比9.7，效率85%。

燃 燒 室　短環形。火焰(yan)筒由(you)Hastelloy X合金經(jing)機加工而(er)成(cheng)。燃油經(jing)20個雙錐噴嘴和20個小渦流杯噴出(chu)(chu)并霧化，實(shi)現無煙燃燒，具有均(jun)勻的(de)出(chu)(chu)口溫度(du)場。

高壓渦輪　單(dan)級(ji)軸流式(shi)。高負(fu)荷(he)氣(qi)冷葉(xie)片，用沖擊和(he)氣(qi)膜冷卻。機匣(xia)內襯扇形段(duan)通(tong)過冷卻空氣(qi)進行(xing)葉(xie)尖間隙(xi)控(kong)制。Rene 125制的轉子葉(xie)片和(he)導向器可單(dan)獨更換。有些轉子葉(xie)片用N-5單(dan)晶鑄造，效率為0.87。

低壓渦(wo)輪(lun)　2級(ji)軸(zhou)流式，帶冠。2級(ji)轉子葉片(pian)均可(ke)單(dan)獨更換，第(di)2級(ji)導向器葉片(pian)可(ke)分(fen)段更換。第(di)1級(ji)轉子葉片(pian)材料為Rene 125，盤為Rene 95。第(di)2級(ji)材料均為Rene 80，軸(zhou)用(yong)IN718合(he)金(jin)。

加力燃(ran)燒室　F101的縮小型。用回旋式混合器(qi)使內、外(wai)涵(han)氣流(liu)有(you)效混合。內涵(han)氣流(liu)中90%的空氣在燃(ran)油噴入外(wai)涵(han)氣流(liu)前燃(ran)燒完，使整個工作范(fan)圍內溫升平(ping)穩。外(wai)殼材料為(wei)IN625。

尾(wei) 噴 管(guan)(guan)(guan)　收斂-擴(kuo)張型。由F404發動(dong)機(ji)的(de)改(gai)型而來。噴口面積由液壓(ya)作(zuo)(zuo)動(dong)筒和作(zuo)(zuo)動(dong)環控制，主(zhu)、副噴管(guan)(guan)(guan)的(de)調(diao)節板(ban)分三(san)段鉸接(jie)，在(zai)凸輪和滾柱(zhu)上移動(dong)，以(yi)調(diao)節噴口面積。噴管(guan)(guan)(guan)外殼材料為焊接(jie)的(de)鈦合金(jin)。

控制系統(tong)　伍(wu)德沃德公司的主燃油控制器，并有電子(zi)模擬和主液壓機(ji)械控制備(bei)份以及(ji)一(yi)個風扇轉速(su)限制器。F110-GE-129采用全權數字式(shi)電子(zi)控制。

支承(cheng)系統　5支點。高壓轉(zhuan)子2個(ge)軸(zhou)承(cheng)，低壓轉(zhuan)子3個(ge)軸(zhou)承(cheng)。