WS-15發動機量產就緒

軍情 07-29

原標題：WS-15發動機量產就緒

殲20服役之後，WS-15發動機何時量產成為大家關注焦點，近日中國相關單位研製成功航空發動機渦輪葉片複雜異型孔激光加工系統，標誌著國產航空發動機又攻克了一個難關，為WS-15早日量產打下了堅實的基礎。渦輪葉片複雜異型孔主要用於航空發動機氣膜冷卻，它可以用效降低燃料室、高壓渦輪工作溫度，提高發動機性能，美國正是在上世紀80年代攻克了這個技術，為四代航空發動機研製鋪平了道路。

WS-15全稱渦扇15"峨眉" 渦扇發動機，是為我國第四代重型/中型戰鬥機而研製的小涵道比推力矢量渦扇發動機。WS-15主要用於雙發重型隱身戰鬥機殲-20。WS-15由606所、624所、614所、410廠、430廠和113廠等單位專家組織研製。"峨眉"航空發動機的技術驗證機在2006年5月首次台架運轉試車成功。這標誌著我國在自主研製航空發動機的道路上又實現了歷史性跨越，在研製我國第四代中型戰鬥機的征程上邁出了堅實的一步。2011年中航黎明完成了ws-15驗證機的交付。保節點是2020年完成研製。

按照飛機任務要求，「峨眉」航空發動機在循環參數選擇上採用較高的渦輪進口溫度、中等總增壓比和比較低的涵道比。採用的新技術主要有損傷容限和高效率的寬弦葉片、三維粘性葉輪機設計方法、整體葉盤結構的風扇和壓氣機、單晶氣冷渦輪葉片、粉末冶金渦輪盤、刷式封嚴、樹脂基複合材料外涵機匣、整體式加力燃燒室設計、陶瓷基複合材料噴管調節片、三元矢量噴管和具有故障診斷和狀態監控能力的雙余度式全權數字式電子控制系統。發動機由10個單元體組成。

為了提高渦輪前溫度，需要提高渦輪對於高溫燃氣怕耐受能力，傳統高壓渦輪採用耐高溫合金提高渦輪前溫度，但是合金性能提高跟不上發動機性能增長要求，這樣氣膜冷卻技術就出現，它屬於反其道而行之，通過降低渦輪前燃氣溫度來提高渦輪性能，氣膜冷卻在渦輪葉片上面開出小孔，冷卻空氣從這裡流出，由於它的溫度較低，因此向下沉澱到葉片表面，形成一層氣膜，隔絕高溫燃氣與渦輪葉片，熱量不會全部傳導到渦輪葉片上面，這樣就會改善渦輪葉片工作環境，提高發動機性能，氣膜冷卻技術被視為發動機性能改善一個關鍵技術，根據相關資料，現代航空發動機渦輪前溫度提高三分二由氣膜冷卻技術提供，高溫合金進展只佔三分之一，它的效能可見一斑。氣膜冷卻系統難點在於氣膜能夠均勻、持續覆蓋在器件表面，如果少了達不到應有的效果，如果多了又會影響發動機性能，在這種情況下美國率先採用了異型孔氣膜冷卻技術，它採用較小的進氣孔，從而提供較為強勁的對流渦，可以為提高傳導能力，而排氣孔較大，這樣可以提高氣膜覆蓋程度，增加氣膜附壁性，具有更高的冷卻效率，這樣就提高了氣膜冷卻效率，按照國內外航空發動機行業的說法，採用異型孔氣膜冷卻技術，可以讓航空發動機燃燒室、高壓渦輪等熱端部件冷卻效率從0.3提高到0.5，這樣就等於提高熱端部件耐受高溫的能力，從而提高發動機的性能和可靠性。