太行WS

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太行WS

2023-09-12 05:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

1985年12月3日,波音公司向中国西南航空公司交付第1批次首架737-300客机,该机配备CMF-56-3涡扇引擎。

WS-10发动机于是在1987年10月立项,原计划推力13.2吨,研发过程中,相关人员在美方抽查间隙拆解测绘了CMF-56-3发动机。逆向仿制其燃气发生器(既核心机),但是一直进展寥寥。

其中WS-10和WS-10A区别仅有机匣位置不同(分别满足SU-27系列和J-10)。性能数据雷动。

网络上笼统的说“WS-10和F110同源都出自CMF-56”是一种混淆概念的说法,实际上并没有那么简单和近似的关系。

实际上----WS-10和F110的关系比F110和F117搭载的F404还远,仅仅是燃气发生器(核心机相同)   

与其去扯CMF-56不如直接说------WS-10就是B-1B(绰号机库女皇,目前美军仅有个位数保持完备可飞行能力)所搭载的F101发动机的第三代仿制品,是民改军。

而F110是针对F101可靠性弱点大幅改进的官方版本,属于是正儿八经的军用机改军用机,

由于WS-10核心机来源于民用,WS-10涵道比较大导致高压压气机压比太高,高达32(相对比之下军用机,F100、AL-31F、F404、RD-33这样的纯军用机均为21~25之间),最终导致结构要加强超重(F110本身也比F100重约300千克,而WS-10/10A比AL-31F重250公斤达到2000公斤以上,WS-10B还要进一步增重),而且压气机出口温度过高。导致材料烧蚀。

即便是美国研发的取向低空作战的F110压比也仅仅达到30,但是其可以凭借其量产的第三代单晶材料和对上一代F101大量实验数据和部队反馈的信息的纠错,来克服温度过高的困难,而中国不但缺乏类似的材料,更缺乏装配工艺(其本质是缺少热应力公差经验算法)

1992年6月27日,首批12架苏-27战斗机抵达中国,研发团队得以接触AL-31F引擎,便在原CM-56-3核心机测绘基础上,加装AL-31F压气机、涡轮和滑油系统。

2005年“设计定型”后小批量进入部队后,问题集中爆发到2013~2014年,小批量的WS-10所造成的事故和症候占到全军总数51%,超过其他所有发动机总和。

况且---研发者犯了一个致命的问题:

---------太行的核心机来自CFM56,结构一样,高低压涡轮采用了三代发动机典型的支承方式,低压涡轮通过高压轴和低压轴之间的轴间轴承支承在高压涡轮上,这个轴间轴承内圈随低压轴转,外圈随高压轴转,AL-31和F110等一堆发动机都是这样的 ,可别人这些发动机都是是同向旋转,内外圈(低压级和高压级)相对转速只有五千转。

而研发者不明白有些设计准则、标准不是想抄就抄的。太行的核心机来自CFM56采用美标转子逆航向逆时针转动,而低压(段)和加力涡轮却是按俄标来逆航向顺时针转。

这样一来首先太行高压段和前面的风扇、后面的涡轮,出现了2~3W转的相对转速。董事设计出来,理论上当然计算没问题,但是在生产环节却无法早出这样高性能的轴承,采用新工艺双真空工艺制造的轴承也无法满足需求,在采用德国进口轴承后也无济于事,不得不降低转速---其中低压涡轮进气降低到8880转(远远低于PW的F100的11000~12000转),由于进气涡轮速度降低,整机海平面推力也降低到12.5吨。由于相对转速太大别的发动机超转(增加推力)相对容易,太行却不行,换装材料后理论最大推力潜力在14.5吨以下。

其次同向正转发动机(类似F110和AL-31F)和对转发动机(类似WS-10或者EJ-200),涡轮叶片结构完全不同---------------最直观的表现F110叶片散热孔位于叶片内侧,EJ200位于外侧·······直接拼接缝合一定要出问题

厂家不得不分三组人员开始对规模投产改进阶段、近期发展阶段、远景发展,上进行投入

第一组----首先从工厂端进行工艺更新,并采用AL-31F运行逻辑,配备训练模式有效提高发动机的寿命和降低故障的出现间隔以及概率。最终在2005年宣布设计定型后的12年2017年实现“生产定型”--------真正的达到了WS-10的规模化量产和标准化维护。解决有机可用的问题。

既WS-10/10A。海平面额定推力12.5吨,重量大于2000千克,推重比低于6.25,全寿命1500小时

第二组-----在2003年737-700系到达中国后,中国相应有机会接触其最新一代CMF-56-7核心机并进行了进一步仿制,同时通过特殊渠道入手了F110-GE-129,参考F110本体对WS-10进行了整改,其结果就是WS-10B,推力达到87年立项时的13.2吨海平面推力。

既WS-10B。海平面额定推力13.2吨,重量大于WS-10(大于2000千克),全寿命1500小时

第三组----属于企业行为,无军户口,无财政拨款,自负盈亏,采用第二代水平DD6单晶对WS-10进行改装,首先搞的是下机匣版本,用于J-10平台,推力达到14吨左右(137千牛),但是稳定性较差,前途并不光明。

既WS-10E。海平面额定推力大于14吨

此外,很确定的是,类似F-16的F110和B-2轰炸机的F118这样的关系,

WS-10有一个类似的无加力阔涵道版本用于大型运输机或者轰炸机,结合安东诺夫先前给出的数据,中方提交的Y-20目标发动机代号为FWS-10-118,真可谓从名字上就欲盖弥彰,大概率就是WS-20,当时给出的目标发动机预定参数为地面台架推力(注意这是0速度0高度的台架推力,而非0额定推力):12.04吨



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