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研制情況

F110渦(wo)扇(shan)發(fa)動機(ji)是美國通用電氣公司從轟炸機(ji)用的F101改型(xing)而來的戰斗機(ji)用的加力渦(wo)扇(shan)發(fa)動機(ji)。

美國(guo)卡特政府決定停止B-1A/F101-GE-100計劃和(he)(he)美國(guo)第一線(xian)戰斗機(ji)(ji)用(yong)的TF30和(he)(he)F100發動機(ji)(ji)存在(zai)(zai)大量耐久性(xing)、可靠(kao)性(xing)和(he)(he)操縱(zong)性(xing)問題，是促使通用(yong)電氣(qi)公(gong)司作這一改型工作的主要(yao)原(yuan)因。該(gai)公(gong)司在(zai)(zai)1976年就自籌資金制造了(le)(le)(le)一臺(tai)F101X驗(yan)證機(ji)(ji)，其熱力(li)參數與F100發動機(ji)(ji)的相似，與原(yuan)來的F101-GE-100相比，減小了(le)(le)(le)涵道比，提高了(le)(le)(le)增(zeng)壓比。

隨著軍方對戰斗(dou)機的(de)戰備(bei)狀態和全壽(shou)命期費用的(de)關心(xin)日益(yi)增強，美國(guo)空軍實施了(le)改型戰斗(dou)機發動(dong)機計劃，并與通用電氣公(gong)司(si)簽訂一項有限的(de)研(yan)制(zhi)(zhi)合同，價值8000萬美元，包括3臺(tai)原型機，編號為F101DFE。這(zhe)項研(yan)制(zhi)(zhi)計劃的(de)目(mu)標是(shi)：

(1)鑒定F-16和(he)F-14飛機/發動機在實際飛機中的匹(pi)配能力，包括(kuo)性能和(he)作戰適用性；

(2)通過加速任(ren)務(wu)試驗(yan)確定發動機的耐(nai)久性；

(3)根(gen)據驗證的(de)能力，提出生產型發(fa)動機的(de)型號規范(fan)。

如(ru)果計劃成(cheng)功，那么將提供足夠(gou)的數(shu)據，以使進入全面工(gong)程研制階段的風險減(jian)到最小。

經過1980年(nian)和1981年(nian)兩年(nian)的(de)(de)廣泛(fan)試(shi)(shi)驗，達(da)到或(huo)部分超過了預期的(de)(de)目標。在(zai)F-16飛(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)上的(de)(de)試(shi)(shi)飛(fei)(fei)結果(guo)證明(ming)(ming)，F101DFE無需作重大改進就可以(yi)裝(zhuang)在(zai)這種飛(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)上使(shi)(shi)用。在(zai)F-14飛(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)上的(de)(de)試(shi)(shi)飛(fei)(fei)結果(guo)表明(ming)(ming)，飛(fei)(fei)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)留空(kong)時(shi)間和作戰半徑都比裝(zhuang)原(yuan)來TF30發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)增加25%。在(zai)試(shi)(shi)飛(fei)(fei)中，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)無需調整，并(bing)且(qie)油門桿的(de)(de)使(shi)(shi)用不受限制。在(zai)1982年(nian)12月的(de)(de)一(yi)次試(shi)(shi)驗中，完成(cheng)了5004個總(zong)累(lei)積(ji)循環(TAC)，其熱端部件壽命為當時(shi)新采購(gou)的(de)(de)F100發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)三倍。

基于上述(shu)結果，通用(yong)電(dian)氣公(gong)司(si)又得(de)到了一項(xiang)在(zai)空軍替換戰斗機發(fa)動機計劃(hua)下的全面研制合同，價值9300萬美(mei)元，為期兩年，發(fa)動機正(zheng)式編號(hao)為F110，與普拉特(te)·惠(hui)特(te)尼公(gong)司(si)F100發(fa)動機的改進(jin)型競爭用(yong)于新生產的F-15和(he)F-16戰斗機。這項(xiang)全面研制計劃(hua)的重點是實現系(xi)統最(zui)佳化，確(que)定供F-15、F-16和(he)F-14用(yong)的F110發(fa)動機的最(zui)終構型，并(bing)繼續進(jin)行高(gao)空模擬試驗、加速任(ren)務試驗和(he)各種(zhong)環境試驗。

F110發(fa)動機已于1985年初定型投產并開始交付。

與F101-GE-100發動機(ji)相(xiang)比，F110有(you)(you)以(yi)(yi)下幾(ji)方面(mian)的(de)(de)改(gai)變：風扇由(you)2級(ji)(ji)改(gai)為(wei)3級(ji)(ji)，壓比提(ti)高到3.2，直徑減(jian)小到970mm，涵道比由(you)2.01減(jian)到0.87；為(wei)適應低壓轉子轉速提(ti)高，重(zhong)新設(she)計了(le)低壓渦輪；為(wei)滿足戰斗機(ji)機(ji)動飛行要(yao)求(qiu)，設(she)計過(guo)載提(ti)高到10；對(dui)(dui)控制系(xi)統作(zuo)了(le)改(gai)進，增加了(le)備份裝置；為(wei)適應F-14、F-16和特別是(shi)F-15飛機(ji)的(de)(de)機(ji)體，對(dui)(dui)外(wai)部尺(chi)寸、管線和防冰系(xi)統作(zuo)了(le)必(bi)要(yao)的(de)(de)修改(gai)；最后(hou)，也是(shi)很容(rong)易(yi)被忽略的(de)(de)一點，就是(shi)為(wei)了(le)減(jian)輕重(zhong)量而不(bu)犧牲耐久性，對(dui)(dui)核心機(ji)以(yi)(yi)外(wai)的(de)(de)幾(ji)乎所(suo)有(you)(you)部件和系(xi)統都采取了(le)減(jian)重(zhong)措施。

1984年(nian)(nian)2月，美(mei)國空(kong)軍按照(zhao)雙承包商采購(gou)(gou)策略，決定(ding)(ding)對(dui)F-15和F-16戰(zhan)斗機(ji)發動機(ji)的采購(gou)(gou)在F100和F110之(zhi)間按一定(ding)(ding)比例分(fen)配(pei)。在1985年(nian)(nian)采購(gou)(gou)的160臺(tai)(tai)中(zhong)，75%為(wei)(wei)F110，25%為(wei)(wei)F100。從此，開始了一場發動機(ji)大(da)戰(zhan)(Great Engine War)。到1994年(nian)(nian)為(wei)(wei)止，F110共獲訂貨(huo)1065臺(tai)(tai)，F100為(wei)(wei)1021臺(tai)(tai)，基本(ben)上平(ping)分(fen)秋色。但通(tong)用電氣(qi)公(gong)司(si)聲稱(cheng)它獲得(de)勝利(li)，因為(wei)(wei)在1000多(duo)架F-16C/D戰(zhan)斗機(ji)中(zhong)，該公(gong)司(si)提供的發動機(ji)占75%。

F110-GE-100　F110的基本(ben)型，采用了F404的風扇、加力(li)燃燒室(shi)和噴管技術。用于F-15和F-16。

F110-GE-400　海軍型，與F110-GE-100基本相同。1987年開始用于(yu)F-14B/D。

F110-GE-129　性(xing)能改進(jin)(jin)(jin)型，推力達12900daN。提高(gao)了(le)渦輪進(jin)(jin)(jin)口溫(wen)度55～80℃，增(zeng)大(da)了(le)轉速，改進(jin)(jin)(jin)了(le)材料，采用(yong)全權數(shu)字電子控制系統。涵道比(bi)降(jiang)為0.76，零(ling)件(jian)數(shu)目比(bi)F100-GE-100少40～50%。

F110X　研究中的新改型，推力(li)將達16210daN，推重比9.5。

F118-GE-100　F110的不加(jia)力(li)型(xing)，不加(jia)力(li)推(tui)力(li)為8452daN。提高了風扇壓比和空氣流量。1987年(nian)定型(xing)，并用于(yu)B-2轟(hong)炸機(ji)。1991年(nian)決定用于(yu)改裝TR-1，以取代原(yuan)來的J75渦噴發動(dong)機(ji)。

結構和系統

進(jin) 氣 口　環形。帶17個變彎度進(jin)口導向(xiang)葉片，其前部(bu)為徑向(xiang)支板，后部(bu)為可調部(bu)分。

風(feng)　扇　3級軸(zhou)流式，系(xi)F404發動機(ji)風(feng)扇的(de)放大型。轉(zhuan)子葉片(pian)材(cai)料為鈦(tai)合(he)金。水(shui)平對開機(ji)匣，轉(zhuan)子和整(zheng)流葉片(pian)可單獨更換。風(feng)扇直(zhi)徑970mm，壓比3.2。

壓 氣 機　9級(ji)(ji)軸流式(shi)(shi)。頭(tou)3級(ji)(ji)材料為(wei)(wei)鈦合金，后6級(ji)(ji)為(wei)(wei)A286鋼(gang)。零級(ji)(ji)和頭(tou)3級(ji)(ji)整流葉片可調。轉子為(wei)(wei)盤(pan)鼓式(shi)(shi)，用(yong)慣性焊連接。水平對(dui)開機匣，前段為(wei)(wei)鈦合金，后段為(wei)(wei)鋼(gang)。設有孔(kong)探儀窺孔(kong)，用(yong)以觀察轉子和其他部件。壓比9.7，效率85%。

燃 燒(shao) 室　短(duan)環形。火焰筒由Hastelloy X合金經機加工而成。燃油經20個(ge)雙錐噴嘴和20個(ge)小渦(wo)流(liu)杯噴出(chu)并霧(wu)化，實(shi)現無煙燃燒(shao)，具有均勻(yun)的出(chu)口溫度場(chang)。

高壓渦輪　單級軸流(liu)式。高負荷氣冷(leng)(leng)葉片(pian)(pian)，用沖擊和氣膜(mo)冷(leng)(leng)卻(que)。機匣內襯扇形(xing)段(duan)通過冷(leng)(leng)卻(que)空氣進行葉尖間(jian)隙控(kong)制。Rene 125制的(de)轉子葉片(pian)(pian)和導(dao)向器可單獨更換。有些轉子葉片(pian)(pian)用N-5單晶(jing)鑄造，效率為0.87。

低壓渦輪　2級(ji)(ji)軸(zhou)流式，帶冠。2級(ji)(ji)轉子葉(xie)(xie)片均可單(dan)獨(du)更換(huan)，第2級(ji)(ji)導向器葉(xie)(xie)片可分(fen)段更換(huan)。第1級(ji)(ji)轉子葉(xie)(xie)片材料(liao)為(wei)Rene 125，盤(pan)為(wei)Rene 95。第2級(ji)(ji)材料(liao)均為(wei)Rene 80，軸(zhou)用IN718合金。

加力燃(ran)燒(shao)(shao)室　F101的縮小型。用回旋式混(hun)合(he)器使內、外(wai)(wai)涵氣流有效混(hun)合(he)。內涵氣流中(zhong)90%的空氣在燃(ran)油噴入外(wai)(wai)涵氣流前燃(ran)燒(shao)(shao)完，使整(zheng)個工作范圍內溫升平穩。外(wai)(wai)殼材料(liao)為IN625。

尾 噴(pen) 管(guan)　收斂-擴張型。由F404發動機的(de)改型而來。噴(pen)口面(mian)(mian)積由液(ye)壓作動筒和作動環控制(zhi)，主、副噴(pen)管(guan)的(de)調(diao)節板分三段鉸(jiao)接，在凸(tu)輪和滾柱上移(yi)動，以(yi)調(diao)節噴(pen)口面(mian)(mian)積。噴(pen)管(guan)外殼(ke)材料(liao)為焊接的(de)鈦合金。

控制(zhi)系統　伍德沃德公司的主(zhu)燃(ran)油(you)控制(zhi)器，并有電子(zi)模擬和主(zhu)液壓機械控制(zhi)備份以及一個風扇(shan)轉速限制(zhi)器。F110-GE-129采用(yong)全權(quan)數字式電子(zi)控制(zhi)。

支(zhi)承(cheng)系統　5支(zhi)點。高(gao)壓轉(zhuan)子(zi)2個(ge)軸承(cheng)，低壓轉(zhuan)子(zi)3個(ge)軸承(cheng)。