AL-31F发动机如何成为了苏-27战斗机的动力系统?

3014房间

苏-27的动力系统计划采用2台大功率的新一代可加力的涡扇发动机,但这种发动机的技术要求非常高:如果要让飞机发动机在打开加力时推力达到12500千克,这比AL-21F-3高出了12%;但同时发动机的单位油耗必须低,否则就不能满足飞机的大航程要求,与当时大量生产的AL21F-3相比,新型发动机的油耗至少要降低25%。同时,苏霍伊设计局也没有足够的时间供他们“慢慢”研制。
经过研究,设计人员们决定采用3级低压、9级高压和高、低压涡轮各1级的结构(“3+9+1+1”方案),涡轮要进行抗热增强设计(与Al-21F-3相比,工作温度要高350°-400°),最后决定采用单晶结构的转子叶片。但在1970年初、苏联获得了F-15的F100-PW-100发动机的资料。根据这些资料,决定在AL-31F上采用4级风扇、12级高压和高、低压涡轮各2级的基本结构。
新结构的AL-31F发动机在1974年8月完成了第一台,但在测试中发现它还存在结构缺陷。留利卡只能再次考虑原来的“3+9+1+1”方案,但4级风扇已经设计完毕,于是也被加在了这个“3+9+1+1”方案上。这样,AL-31F发动机的压缩机机构部分就有些类似另一种著名的发动机一一为米格-29研制的RD-33。
从制造单晶涡轮转子的苏联航空材料制造厂传来了一个坏消息,该叶片在进行热实验时发现无法满足热强度要求,假如要冷却的话就只能从压缩机中引气。那样做既降低了发动机的推力、又增加了油耗。这样,AL-31F就赶不上T-10-1的试飞了。一直到T-10-3/T-10-4制造出来的时候,AL-31F才满足了性能要求,正式成为苏-27的动力系统。
更多内容详见《兵器》杂志2001年第01期。MMMM

兵器

飞机设计局和发动机设计局有比较固定的搭配关系。苏霍伊的飞机大都使用留里卡的发动机。

苏-7和苏-9都采用留里卡的AL-7涡喷发动机。苏-17和苏-24采用AL-21发动机。

苏-27设计之初就是重量较大的远程战斗机。需要大推力发动机。留里卡的发动机推力都比较大,有点类似于普惠

苏-27采用AL-31就是顺理成章的事了。其他设计局的大推力发动机基本没有适合战斗机使用的。索洛维也夫的发动机是为运输机用的。米格-31就安装了军用版的D-30。库兹涅佐夫的发动机是为轰炸机用的,运输机也是与图波列夫设计局合作。

苏-15采用的是图曼斯基的R-13涡喷发动机,和歼八II的WP-13是表亲。原因应该是不需要大推力发动机,选择了推力较小的产品。

苏联的大型运输机和大推力涡扇发动机在推力上不亚于英美。差在经济性,耗油率和寿命。NK-8耗油率0.76磅每小时每磅推力,斯贝是0.63,CFM56是0.5。


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