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研制情況

F110渦扇發(fa)動機(ji)是美國(guo)通(tong)用(yong)電氣公(gong)司從轟(hong)炸機(ji)用(yong)的(de)F101改型而(er)來的(de)戰(zhan)斗(dou)機(ji)用(yong)的(de)加力(li)渦扇發(fa)動機(ji)。

美國(guo)卡特政府決定停(ting)止B-1A/F101-GE-100計劃和(he)美國(guo)第一線(xian)戰斗機用的(de)TF30和(he)F100發動機存(cun)在(zai)大(da)量耐久性(xing)、可(ke)靠性(xing)和(he)操縱性(xing)問題，是促使通用電(dian)氣公司(si)(si)作(zuo)這一改型工作(zuo)的(de)主要原因。該公司(si)(si)在(zai)1976年就自籌資金(jin)制造(zao)了(le)一臺F101X驗證(zheng)機，其熱力參數(shu)與F100發動機的(de)相似(si)，與原來的(de)F101-GE-100相比(bi)，減小了(le)涵道比(bi)，提高了(le)增壓比(bi)。

隨著軍方對戰斗機的(de)(de)(de)戰備狀態(tai)和全壽(shou)命期(qi)費用(yong)的(de)(de)(de)關(guan)心日益增強，美國空軍實(shi)施了改型戰斗機發動機計(ji)劃(hua)，并與(yu)通用(yong)電氣公司簽訂一項有(you)限的(de)(de)(de)研制合同，價(jia)值(zhi)8000萬美元，包(bao)括3臺原(yuan)型機，編號為(wei)F101DFE。這項研制計(ji)劃(hua)的(de)(de)(de)目標是：

(1)鑒定(ding)F-16和F-14飛機(ji)/發動機(ji)在(zai)實(shi)際(ji)飛機(ji)中的匹(pi)配能力，包括性(xing)能和作戰適用性(xing)；

(2)通過(guo)加(jia)速任務試驗確定發動機的耐久(jiu)性；

(3)根據驗證的能(neng)力，提出生產型發動機的型號規范(fan)。

如果計劃成功，那么(me)將提供足夠的數據，以使進入(ru)全面工程研(yan)制階(jie)段的風險減到最(zui)小(xiao)。

經過1980年和1981年兩年的(de)(de)廣泛試(shi)(shi)(shi)驗，達到或部分(fen)超過了(le)預(yu)期的(de)(de)目標。在(zai)F-16飛(fei)機上(shang)(shang)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)飛(fei)結果證明，F101DFE無需作重大改進就可(ke)以裝在(zai)這種飛(fei)機上(shang)(shang)使用。在(zai)F-14飛(fei)機上(shang)(shang)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)飛(fei)結果表(biao)明，飛(fei)機的(de)(de)留空時間和作戰半徑都比(bi)裝原來TF30發(fa)(fa)動(dong)機的(de)(de)增加25%。在(zai)試(shi)(shi)(shi)飛(fei)中(zhong)，發(fa)(fa)動(dong)機無需調整，并且(qie)油門桿的(de)(de)使用不受(shou)限制。在(zai)1982年12月的(de)(de)一次試(shi)(shi)(shi)驗中(zhong)，完成了(le)5004個(ge)總累積循環(TAC)，其熱端(duan)部件壽命為當時新采(cai)購的(de)(de)F100發(fa)(fa)動(dong)機的(de)(de)三倍。

基于(yu)上述結果，通(tong)用電氣(qi)公司又(you)得到了一項在空(kong)軍替換戰斗機(ji)發動(dong)機(ji)計(ji)劃下的(de)全面(mian)研制合同，價值9300萬(wan)美(mei)元，為期(qi)兩年，發動(dong)機(ji)正式編號為F110，與普拉特·惠(hui)特尼公司F100發動(dong)機(ji)的(de)改進型(xing)競爭用于(yu)新(xin)生產的(de)F-15和(he)F-16戰斗機(ji)。這項全面(mian)研制計(ji)劃的(de)重點是實現系(xi)統最佳化，確定供F-15、F-16和(he)F-14用的(de)F110發動(dong)機(ji)的(de)最終構型(xing)，并繼續進行高空(kong)模擬(ni)試(shi)(shi)驗(yan)、加(jia)速(su)任務試(shi)(shi)驗(yan)和(he)各種環境試(shi)(shi)驗(yan)。

F110發動(dong)機已(yi)于(yu)1985年(nian)初(chu)定型(xing)投產并開始交(jiao)付。

與(yu)F101-GE-100發(fa)動機(ji)相比(bi)，F110有以下幾方面(mian)的改變(bian)：風扇由2級(ji)改為(wei)3級(ji)，壓比(bi)提(ti)(ti)(ti)高到(dao)(dao)3.2，直徑(jing)減小(xiao)到(dao)(dao)970mm，涵道(dao)比(bi)由2.01減到(dao)(dao)0.87；為(wei)適應低壓轉(zhuan)子轉(zhuan)速提(ti)(ti)(ti)高，重新設計了低壓渦輪；為(wei)滿足戰斗機(ji)機(ji)動飛(fei)行要(yao)求，設計過載提(ti)(ti)(ti)高到(dao)(dao)10；對控制(zhi)系統(tong)作(zuo)了改進，增(zeng)加了備份(fen)裝(zhuang)置；為(wei)適應F-14、F-16和(he)(he)特別是(shi)F-15飛(fei)機(ji)的機(ji)體，對外部尺寸、管線和(he)(he)防冰系統(tong)作(zuo)了必要(yao)的修改；最后，也是(shi)很容易被忽略(lve)的一(yi)點，就是(shi)為(wei)了減輕重量而不(bu)犧牲耐久性，對核(he)心(xin)機(ji)以外的幾乎所有部件和(he)(he)系統(tong)都采取(qu)了減重措(cuo)施。

1984年(nian)(nian)2月，美國空軍按(an)照雙(shuang)承(cheng)包商采購策略，決定對F-15和F-16戰(zhan)斗(dou)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)發動機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)采購在(zai)F100和F110之間按(an)一定比例分(fen)配。在(zai)1985年(nian)(nian)采購的(de)(de)160臺中(zhong)，75%為(wei)F110，25%為(wei)F100。從此，開始了一場發動機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)大戰(zhan)(Great Engine War)。到1994年(nian)(nian)為(wei)止(zhi)，F110共(gong)獲訂貨1065臺，F100為(wei)1021臺，基(ji)本上平分(fen)秋色。但通用電氣(qi)公司聲(sheng)稱它(ta)獲得勝利，因為(wei)在(zai)1000多(duo)架F-16C/D戰(zhan)斗(dou)機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)中(zhong)，該公司提供的(de)(de)發動機(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)占75%。

F110-GE-100　F110的基(ji)本型，采用了F404的風(feng)扇、加力燃(ran)燒(shao)室和噴管技術。用于F-15和F-16。

F110-GE-400　海(hai)軍型，與F110-GE-100基(ji)本相同(tong)。1987年開始用于F-14B/D。

F110-GE-129　性能(neng)改進型，推力達12900daN。提高了渦輪進口溫(wen)度(du)55～80℃，增大(da)了轉速，改進了材料，采用全權(quan)數字電(dian)子控制系統。涵道比降為0.76，零(ling)件數目(mu)比F100-GE-100少40～50%。

F110X　研究(jiu)中(zhong)的(de)新改(gai)型，推力將達16210daN，推重比(bi)9.5。

F118-GE-100　F110的(de)不(bu)加(jia)(jia)力型(xing)，不(bu)加(jia)(jia)力推力為8452daN。提高了風扇(shan)壓比和空氣流量。1987年定型(xing)，并用(yong)于B-2轟炸機。1991年決定用(yong)于改裝TR-1，以取代原來的(de)J75渦噴發動機。

結構和系統

進 氣 口(kou)　環形(xing)。帶17個變彎(wan)度進口(kou)導(dao)向葉片(pian)，其前部為徑向支板，后部為可(ke)調部分。

風　扇　3級軸(zhou)流(liu)式(shi)，系(xi)F404發動機風扇的放大型。轉子葉(xie)片材料為鈦合(he)金。水平對開(kai)機匣，轉子和整流(liu)葉(xie)片可(ke)單獨更換(huan)。風扇直徑(jing)970mm，壓比(bi)3.2。

壓 氣 機　9級(ji)(ji)(ji)軸流(liu)式(shi)。頭3級(ji)(ji)(ji)材料為(wei)(wei)鈦(tai)合金，后6級(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)A286鋼(gang)。零級(ji)(ji)(ji)和(he)頭3級(ji)(ji)(ji)整(zheng)流(liu)葉(xie)片可調。轉子為(wei)(wei)盤鼓式(shi)，用(yong)慣性焊連接。水平對開機匣(xia)，前(qian)段(duan)為(wei)(wei)鈦(tai)合金，后段(duan)為(wei)(wei)鋼(gang)。設有(you)孔(kong)探(tan)儀(yi)窺孔(kong)，用(yong)以觀察轉子和(he)其他部件。壓比(bi)9.7，效率85%。

燃 燒 室　短環形。火焰筒由Hastelloy X合金經(jing)機加工而成。燃油經(jing)20個雙錐噴嘴和20個小渦流(liu)杯噴出并霧化，實現無煙燃燒，具有均勻的出口溫度場。

高(gao)壓渦輪　單(dan)級軸流式。高(gao)負(fu)荷氣冷(leng)葉片，用(yong)沖(chong)擊和氣膜(mo)冷(leng)卻(que)。機(ji)匣(xia)內(nei)襯(chen)扇形段通過冷(leng)卻(que)空氣進行葉尖(jian)間隙控(kong)制(zhi)。Rene 125制(zhi)的轉子(zi)葉片和導向器可單(dan)獨更換(huan)。有些轉子(zi)葉片用(yong)N-5單(dan)晶鑄造，效率為0.87。

低壓渦(wo)輪　2級軸流式(shi)，帶冠。2級轉子葉片(pian)(pian)均可單獨更(geng)換，第2級導向器葉片(pian)(pian)可分段更(geng)換。第1級轉子葉片(pian)(pian)材料為(wei)Rene 125，盤為(wei)Rene 95。第2級材料均為(wei)Rene 80，軸用IN718合金。

加力燃(ran)燒(shao)室(shi)　F101的(de)縮小型。用回旋式混合(he)器(qi)使內、外涵(han)(han)氣(qi)流(liu)(liu)有效混合(he)。內涵(han)(han)氣(qi)流(liu)(liu)中90%的(de)空氣(qi)在燃(ran)油噴入外涵(han)(han)氣(qi)流(liu)(liu)前(qian)燃(ran)燒(shao)完，使整個工作(zuo)范圍內溫升平穩。外殼(ke)材料為IN625。

尾 噴(pen) 管　收斂(lian)-擴(kuo)張型(xing)。由F404發(fa)動(dong)(dong)機(ji)的改型(xing)而來。噴(pen)口面積(ji)由液壓作動(dong)(dong)筒和(he)作動(dong)(dong)環控制，主、副噴(pen)管的調節板分(fen)三(san)段鉸接(jie)，在凸(tu)輪和(he)滾柱(zhu)上移(yi)動(dong)(dong)，以調節噴(pen)口面積(ji)。噴(pen)管外殼材料為焊接(jie)的鈦(tai)合金。

控制(zhi)系統　伍德(de)沃德(de)公司的主燃油控制(zhi)器(qi)，并有電子模擬和主液壓機(ji)械控制(zhi)備份以及一個(ge)風扇(shan)轉速限(xian)制(zhi)器(qi)。F110-GE-129采用全權數(shu)字式電子控制(zhi)。

支承系統(tong)　5支點。高壓(ya)轉(zhuan)子(zi)2個軸承，低(di)壓(ya)轉(zhuan)子(zi)3個軸承。