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研制情況

F110渦(wo)扇發(fa)(fa)動(dong)機是(shi)美國通用(yong)電氣公(gong)司從轟(hong)炸機用(yong)的(de)F101改(gai)型(xing)而來的(de)戰斗機用(yong)的(de)加力渦(wo)扇發(fa)(fa)動(dong)機。

美(mei)國卡特政府決定停止B-1A/F101-GE-100計劃(hua)和美(mei)國第一(yi)線戰斗機用的(de)(de)TF30和F100發(fa)動(dong)機存在大量耐久(jiu)性(xing)、可靠性(xing)和操縱性(xing)問題，是促使通用電氣公司作(zuo)這一(yi)改型(xing)工作(zuo)的(de)(de)主要原因(yin)。該(gai)公司在1976年就自籌資金制造了(le)一(yi)臺F101X驗證機，其熱力(li)參數與F100發(fa)動(dong)機的(de)(de)相似(si)，與原來的(de)(de)F101-GE-100相比(bi)(bi)，減小了(le)涵道比(bi)(bi)，提高了(le)增壓比(bi)(bi)。

隨著(zhu)軍(jun)方對戰(zhan)(zhan)斗機的(de)(de)(de)戰(zhan)(zhan)備狀態和全壽命(ming)期費用的(de)(de)(de)關心(xin)日益(yi)增強，美國空軍(jun)實施了改(gai)型戰(zhan)(zhan)斗機發動機計(ji)劃，并與通用電氣公司(si)簽訂一項有限的(de)(de)(de)研(yan)制(zhi)合同(tong)，價值8000萬美元，包括3臺(tai)原型機，編號為F101DFE。這項研(yan)制(zhi)計(ji)劃的(de)(de)(de)目標(biao)是：

(1)鑒定(ding)F-16和F-14飛機/發動機在實際飛機中的匹配(pei)能力，包括(kuo)性能和作(zuo)戰適用(yong)性；

(2)通過加速任(ren)務試驗確定(ding)發動機的耐(nai)久(jiu)性(xing)；

(3)根據驗證的能力，提出生產型(xing)發動機的型(xing)號規范。

如果計劃(hua)成功，那么將提供足夠(gou)的(de)數(shu)據，以使進入全面工程研制階段的(de)風險減到最小。

經(jing)過1980年(nian)和1981年(nian)兩年(nian)的(de)(de)(de)廣泛試(shi)驗(yan)，達(da)到或部(bu)分超過了預期的(de)(de)(de)目(mu)標。在F-16飛(fei)(fei)機(ji)(ji)上的(de)(de)(de)試(shi)飛(fei)(fei)結果證明，F101DFE無需作重大改進(jin)就可以裝在這(zhe)種飛(fei)(fei)機(ji)(ji)上使用。在F-14飛(fei)(fei)機(ji)(ji)上的(de)(de)(de)試(shi)飛(fei)(fei)結果表明，飛(fei)(fei)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)留(liu)空時(shi)間和作戰半徑都比裝原來TF30發(fa)動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)增(zeng)加25%。在試(shi)飛(fei)(fei)中(zhong)，發(fa)動機(ji)(ji)無需調(diao)整，并且油(you)門(men)桿的(de)(de)(de)使用不受限制。在1982年(nian)12月的(de)(de)(de)一次試(shi)驗(yan)中(zhong)，完成(cheng)了5004個(ge)總(zong)累積循環(TAC)，其熱端部(bu)件壽命為當時(shi)新采購的(de)(de)(de)F100發(fa)動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)三倍。

基于上述結果，通用(yong)電(dian)氣公司(si)又得(de)到了一項在空(kong)軍(jun)替(ti)換戰斗機發動(dong)(dong)機計劃下的(de)(de)全(quan)面研制合同，價值(zhi)9300萬美元，為(wei)期兩(liang)年(nian)，發動(dong)(dong)機正式編號為(wei)F110，與普(pu)拉特(te)·惠特(te)尼公司(si)F100發動(dong)(dong)機的(de)(de)改(gai)進(jin)型(xing)競爭用(yong)于新生產(chan)的(de)(de)F-15和F-16戰斗機。這項全(quan)面研制計劃的(de)(de)重(zhong)點是實現系統最(zui)佳化，確定供F-15、F-16和F-14用(yong)的(de)(de)F110發動(dong)(dong)機的(de)(de)最(zui)終構(gou)型(xing)，并繼續進(jin)行高空(kong)模擬(ni)試(shi)驗(yan)、加速任(ren)務試(shi)驗(yan)和各種環(huan)境試(shi)驗(yan)。

F110發動機已于1985年初(chu)定型投產(chan)并開(kai)始交付(fu)。

與(yu)F101-GE-100發(fa)動(dong)機(ji)(ji)相(xiang)比(bi)，F110有以下幾(ji)(ji)方面(mian)的改變(bian)：風扇由2級(ji)改為(wei)3級(ji)，壓比(bi)提(ti)高(gao)到(dao)(dao)3.2，直徑(jing)減小到(dao)(dao)970mm，涵道比(bi)由2.01減到(dao)(dao)0.87；為(wei)適(shi)應(ying)(ying)低壓轉(zhuan)(zhuan)子轉(zhuan)(zhuan)速(su)提(ti)高(gao)，重(zhong)(zhong)新(xin)設計了(le)低壓渦輪(lun)；為(wei)滿足戰(zhan)斗機(ji)(ji)機(ji)(ji)動(dong)飛行要求(qiu)，設計過載提(ti)高(gao)到(dao)(dao)10；對控制系(xi)統作了(le)改進，增加了(le)備(bei)份(fen)裝置；為(wei)適(shi)應(ying)(ying)F-14、F-16和(he)特別是F-15飛機(ji)(ji)的機(ji)(ji)體(ti)，對外部尺寸(cun)、管線和(he)防(fang)冰系(xi)統作了(le)必要的修改；最(zui)后(hou)，也是很(hen)容易被忽略的一點，就是為(wei)了(le)減輕重(zhong)(zhong)量而不犧(xi)牲(sheng)耐久性，對核(he)心機(ji)(ji)以外的幾(ji)(ji)乎所有部件和(he)系(xi)統都采取了(le)減重(zhong)(zhong)措施。

1984年2月，美國空軍按(an)照雙(shuang)承(cheng)包商采購(gou)策(ce)略(lve)，決定對F-15和F-16戰(zhan)(zhan)斗機(ji)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)的采購(gou)在(zai)F100和F110之間按(an)一定比例分配(pei)。在(zai)1985年采購(gou)的160臺中(zhong)，75%為F110，25%為F100。從(cong)此(ci)，開始(shi)了一場(chang)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)大戰(zhan)(zhan)(Great Engine War)。到1994年為止，F110共獲訂貨(huo)1065臺，F100為1021臺，基本上(shang)平分秋色。但通用(yong)電(dian)氣公司聲稱(cheng)它獲得勝利，因為在(zai)1000多架F-16C/D戰(zhan)(zhan)斗機(ji)中(zhong)，該公司提供的發(fa)動(dong)(dong)機(ji)占(zhan)75%。

F110-GE-100　F110的基本型，采(cai)用(yong)了(le)F404的風扇、加力燃燒室和噴管技(ji)術(shu)。用(yong)于F-15和F-16。

F110-GE-400　海(hai)軍(jun)型，與F110-GE-100基本相同。1987年(nian)開(kai)始用于F-14B/D。

F110-GE-129　性能(neng)改進型(xing)，推力(li)達12900daN。提(ti)高了渦輪進口(kou)溫度(du)55～80℃，增大了轉速，改進了材料，采(cai)用全權數(shu)字電子控制(zhi)系統。涵道比降(jiang)為0.76，零件數(shu)目(mu)比F100-GE-100少(shao)40～50%。

F110X　研究中的(de)新改(gai)型，推力將(jiang)達16210daN，推重比9.5。

F118-GE-100　F110的不(bu)加力(li)型，不(bu)加力(li)推力(li)為(wei)8452daN。提高了風扇(shan)壓(ya)比和空氣流量。1987年定(ding)型，并用于B-2轟炸機(ji)(ji)。1991年決定(ding)用于改裝TR-1，以(yi)取代原來的J75渦噴發動機(ji)(ji)。

結構和系統

進(jin) 氣 口(kou)　環形。帶17個變彎度(du)進(jin)口(kou)導(dao)向葉(xie)片，其前部為徑向支板(ban)，后(hou)部為可(ke)調部分。

風　扇(shan)　3級軸流(liu)式，系F404發動機(ji)風扇(shan)的放大型。轉(zhuan)子(zi)葉片材料為鈦合金。水平(ping)對開機(ji)匣，轉(zhuan)子(zi)和(he)整流(liu)葉片可(ke)單獨更換。風扇(shan)直徑970mm，壓比3.2。

壓 氣 機(ji)　9級軸流(liu)式(shi)(shi)。頭3級材料為(wei)(wei)鈦合金，后6級為(wei)(wei)A286鋼。零(ling)級和(he)頭3級整流(liu)葉片可調。轉子(zi)為(wei)(wei)盤鼓式(shi)(shi)，用慣性焊連接。水(shui)平對開機(ji)匣(xia)，前段為(wei)(wei)鈦合金，后段為(wei)(wei)鋼。設有孔(kong)探儀(yi)窺孔(kong)，用以觀察轉子(zi)和(he)其他部(bu)件。壓比9.7，效(xiao)率(lv)85%。

燃(ran) 燒 室　短環(huan)形。火焰(yan)筒由(you)Hastelloy X合金經(jing)機加工而(er)成。燃(ran)油經(jing)20個(ge)雙錐噴(pen)嘴和20個(ge)小渦流杯噴(pen)出并霧化(hua)，實現無煙燃(ran)燒，具有均(jun)勻的出口溫度場。

高壓(ya)渦輪(lun)　單(dan)(dan)級軸流式。高負荷氣(qi)冷(leng)葉(xie)片(pian)，用沖(chong)擊(ji)和氣(qi)膜冷(leng)卻。機(ji)匣內襯扇形(xing)段(duan)通過冷(leng)卻空(kong)氣(qi)進(jin)行葉(xie)尖(jian)間隙控(kong)制。Rene 125制的轉子(zi)葉(xie)片(pian)和導向器可單(dan)(dan)獨更換。有些轉子(zi)葉(xie)片(pian)用N-5單(dan)(dan)晶鑄造，效率為0.87。

低壓渦輪　2級軸流式(shi)，帶冠(guan)。2級轉(zhuan)子葉片(pian)(pian)均(jun)可單獨(du)更(geng)換(huan)，第(di)2級導向器葉片(pian)(pian)可分段更(geng)換(huan)。第(di)1級轉(zhuan)子葉片(pian)(pian)材料(liao)為Rene 125，盤為Rene 95。第(di)2級材料(liao)均(jun)為Rene 80，軸用(yong)IN718合金。

加(jia)力燃燒室　F101的縮小型。用回旋(xuan)式混合器使內、外(wai)(wai)涵氣流有效混合。內涵氣流中90%的空氣在(zai)燃油噴入外(wai)(wai)涵氣流前燃燒完(wan)，使整個工作范(fan)圍內溫(wen)升平(ping)穩。外(wai)(wai)殼材(cai)料為IN625。

尾(wei) 噴(pen)(pen)(pen)(pen) 管(guan)　收斂-擴張型。由F404發(fa)動(dong)(dong)機的(de)改型而來。噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)面(mian)積(ji)由液壓作動(dong)(dong)筒和(he)作動(dong)(dong)環(huan)控(kong)制，主(zhu)、副噴(pen)(pen)(pen)(pen)管(guan)的(de)調節板分三(san)段鉸接(jie)，在(zai)凸(tu)輪(lun)和(he)滾柱上移(yi)動(dong)(dong)，以調節噴(pen)(pen)(pen)(pen)口(kou)(kou)面(mian)積(ji)。噴(pen)(pen)(pen)(pen)管(guan)外殼材料為焊接(jie)的(de)鈦(tai)合(he)金。

控(kong)制(zhi)系統　伍德沃德公司的主燃油(you)控(kong)制(zhi)器，并(bing)有電子模(mo)擬和(he)主液壓(ya)機械控(kong)制(zhi)備份以及一(yi)個風(feng)扇轉速限制(zhi)器。F110-GE-129采用全權(quan)數字式電子控(kong)制(zhi)。

支(zhi)承(cheng)系統(tong)　5支(zhi)點。高壓(ya)(ya)轉子(zi)2個(ge)軸(zhou)承(cheng)，低(di)壓(ya)(ya)轉子(zi)3個(ge)軸(zhou)承(cheng)。