涡轴8

研制概况
为生产我国2 ~4吨级直升机的动力装置,1981 年中国航空技术进出口公司与法国透博梅卡公司(TM)签订了阿赫耶系列发动机专利生产合同,由中国南方航空动力机械公司按阿赫耶系列发动机全套设计、工艺、冶金和检测资料生产涡轴8系列涡轮轴发动机。

阿赫耶涡轮轴发动机系20世纪70年代研制的产品,它采用了许多新设计、新材料和新工艺。为了逐步掌握这些新技术,南方航空动力机械公司对涡轴8系列发动机的研制分为两个阶段:第一阶段采用法国材料生产。先将TM公司生产的各单元体、排气段、连接件和法国产附件装配成整机,在经过法方检验合格的试车台上试车后交付出厂。然后,南方航空动力机械公司用法国材料生产M01(附件传动单元体)、M04 (自由涡轮单元体)和M05 (减速器单元体) 3个单元体以及排气段、连接件和部分附件,与TM公司生产的M02 (轴流压气机单元体)和MO3 (燃气发生器单元体)以及法国产附件组装成整机,经试车后合格交付。,最后,用法国材料生产所有5个单元体、排气段、连接件和部分附件,与法国产其余附件组装成整机,经过150h试车,1987 年正式取得法国TM公司的鉴定合格证书,1989 年12月,用法国材料生产的涡轴8A发动机通过技术鉴定,转人生产,交付部队。

第二阶段为国产化阶段。除了极少数零件之外,所有原材料,毛坯和成、附件均立足于国内生产。在国产化过程中,新研制的24种金属材料、64 种非金属材料及60种锻、铸毛坯均通过国家级或其他级别的评审鉴定,绝大多数国产成、附件已通过鉴定或设计定型,整机国产化率达到91%。国产化涡轴8A发动机按法方提出的考核大纲进行了2000个典型飞行循环( 1000h)的考核试车及7000次低周疲劳试车;两台国产化发动机经过100h的飞行试验后于1992年11月通过由总参陆航局和航空航天工业部主持的技术鉴定,投人小批量生产。

在国产化涡轴8A发动机研制成功的基础上,南方航空动力机械公司根据TM公司提供的全套资料并与TM公司两次延长专利生产合同,继续获得法方阿赫耶系列发动机的最新技术资料,按国产化的原则又分别研制了涡轴8E和涡轴8D两种型别的涡轮轴发动机,各自于1994年7月及9月通过了法方规定的150h持久试车考核,同时又在试验器上进行了有关的鉴定试验。1994 年9月,该两型发动机通过了由航空工业总公司主持、分别有海军及总参陆航局参加的阶段性鉴定,涡轴8D、涡轴8E都于同年12月装机试飞,涡轴8D于1996年11月通过技术鉴定转入小批生产。涡轴8E发动机于1997年飞行了325h,由于不能满足直9C悬停性能的使用要求而未能成批生产。

由于使用部门要求舰载反潜直升机要具有较长的悬停作业时间,发动机起飞状态的连续工作时间要8 ~ 12min,并要求增加起飞状态的总时数和延长寿命,从1994年就开始了涡轴8F发动机的研制工作,1996 年4月正式确定《发动机研制任务书》,1997 年4月完成第一台发动机的装配与调试,随后在试车台上进行800h试车考核。1997 年交付两台试飞,1999 年完成技术鉴定,转人小批生产。为了开拓直升机的民用市场涡轴8D、涡轴8A两型发动机分别于1994年1月和2000年6月向民航总局提出适航申请,完成了规定的型号合格审定验证项目并经过民航适航当局按CCAR -33部的审查,分别于2000年12月和2001年5月取得中国民航颁发的型号合格证,2001 年12月取得生产许可证。为两型发动机进入民用市场创造了条件。

结构和系统
压气机1级轴流和1级离心组合式。跨声速轴流叶轮和超声速离心叶轮均采用TC4钛合金锻件并经数控切削加工而成,叶片及轮盘为整体式结构,轴流级整流器内、外环及双排整流叶片精铸成一整体,离心级;径向及轴向扩压器为一焊接组件。设计转速为51000r/min,绝热效率为0. 782。

燃烧室
离心甩油折流环形燃烧室。起动喷嘴及低压高能电嘴装于燃烧室前部。火焰筒采用钴基GH188及镍基GH625合金板材经冲压焊接而成,内、外璧上用电子束打出13000个直径0.5 ~0.6mm小孔,从而形成全气膜冷却,燃油先经喷射油道内6个孔道进行预分配后进人甩油盘,再经甩油盘上12个孔道甩人火焰筒主燃区。由于甩油压力很高,燃油雾化质量好,故燃烧效率达0.99,总压恢复系数达0.968。

燃气发生器
2 级轴流式。不冷却。带密封的枞树形榫头的第1级转子叶片为定向

涡轮
凝固镍基DZ22合金精铸件,叶身采用低压等离子喷涂由Ni、Cr、Al、Co、Y、Ta 6种元素组成的涂层以提高其高温抗氧化性能。嵌人式第2级转子叶片采用仿NK15CATD精铸毛坯制成。两级涡轮盘均采用镍基CH500锻件,经机械加工而成。

自由涡轮
1级轴流式。用仿NC13ADBC合金精铸的转子叶片通过其枞树形榫头嵌人悬臂式自由涡轮盘上,导向器采用钴基及镍基的合金板材经冲压焊接而成。涡轴8F发动机的导向器叶片安装角略有改变,导向器面积稍有缩小。转速41586r/ min。

附件传动
通过锥齿轮及圆柱齿轮系传动各转动附件。功率轴前支点置于附件机匣传动机匣内。 涡轴8、涡轴8A、涡轴8E、涡轴8F发动机通过功率轴向前输出全部轴功率,涡轴8D发动机则通过功率轴经自由轮(超越离合器)到自由轮轴向前输出传动旋翼用的功率,同时向后输出传动尾桨用的功率。

排气装置
简单扩张式。涡轴8及涡轴8D排气装置轴线为水平的,但长度有差别;涡轴8A、涡轴8E和涡轴8F排气装置轴线向上翘约30°

控制系统
等自由涡轮转速调节、机械液压式燃油控制器。涡轴8D发动机取消了超转保护系统;涡轴8F和涡轴8F增加了应急检测记录盒及其燃油控制阀门,涡轴8F发动机进–步改进了超应急检测记录盒与燃油控制器。

燃油系统
包括装于直升机的燃油箱、辅助增压泵和燃油滤以及装于发动机上的燃油控制器、超转放油阀门、增压阀门和甩油盘等,供油压力3432kPa,,燃油牌号RP-1、RP-2、RP-3、JetA1、RP-5。

滑油系统
由安装在直升机上的滑油箱、滑油散热器、滑油温度传感器及发动机上安装的滑油泵、滑油压力传感器、低压滑油压力开关、滑油滤、油滤堵塞指示器、测扭机构及磁堵等组成。供油压力500kPa。滑油消耗量0.2kg/h。

起动系统
包括起动/发电机、 高能点火器、低压高能电嘴、起动喷嘴、起动供油电磁阀门、起动放油阀门和放气阀门等。


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