彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)

彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)用于現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈的發(fā)動(dòng)機(jī)01簡(jiǎn)介設(shè)計(jì)要求發(fā)展概述的主要設(shè)計(jì)原則目錄03020405制造工藝關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)結(jié)構(gòu)實(shí)例目錄0706基本信息彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或稱(chēng)彈用燃?xì)廨啓C(jī)，是用于現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈的一種發(fā)動(dòng)機(jī)。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)或稱(chēng)彈用燃?xì)廨啓C(jī)，是用于現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈的一種發(fā)動(dòng)機(jī)。現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈是以彈用渦噴(風(fēng)扇)發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，因而研制彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)是發(fā)展遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一，小型高精度的制導(dǎo)系統(tǒng)和小型高效的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是巡航導(dǎo)彈技術(shù)的兩個(gè)基礎(chǔ)。所以彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)在巡航導(dǎo)彈的研制與發(fā)展中占有十分重要的地位，已經(jīng)形成燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。發(fā)展概述發(fā)展概述早期巡航導(dǎo)彈的外形尺寸很大，一般從陸基發(fā)射，如美國(guó)的天獅星I和前蘇聯(lián)的C-5戰(zhàn)略巡航導(dǎo)彈，它們的體積和飛行方式與一架戰(zhàn)斗機(jī)相似。因此可以用成熟航空渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)略加改裝即可作為其巡航動(dòng)力裝置。由于航空渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、體積和重量大，使用維護(hù)不便等缺點(diǎn)，在20世紀(jì)60年代中期曾被火箭發(fā)動(dòng)機(jī)擠出了巡航導(dǎo)彈的應(yīng)用領(lǐng)域

。隨著巡航導(dǎo)彈技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)彈射程越來(lái)越大。液體火箭和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)比沖小的問(wèn)題日益明顯，它們的最佳航程僅為50km左右。而渦噴、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在亞聲速條件下使導(dǎo)彈的航程達(dá)到100~2000km，因此，20世紀(jì)70年代以后，燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)又重新回到了巡航導(dǎo)彈的應(yīng)用領(lǐng)域。其中，彈用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)與渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相比，耗油率低、紅外輻射弱，更適合作為大射程巡航導(dǎo)彈的動(dòng)力裝置，但是發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本相對(duì)較高；彈用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，使用方便，缺點(diǎn)是發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率大，導(dǎo)彈射程比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)短，適用作為近程巡航導(dǎo)彈的動(dòng)力裝置。設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求美國(guó)空軍20世紀(jì)70年代開(kāi)展AGM一86ASCAD研究計(jì)劃時(shí)，根據(jù)導(dǎo)彈情況對(duì)彈用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)提出了十分明確的設(shè)計(jì)要求，這些設(shè)計(jì)要求與航空渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)有明顯的差別，主要包括：(l)發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和質(zhì)量限制。隨著技術(shù)的發(fā)展，巡航導(dǎo)彈從陸基走向各種作戰(zhàn)平臺(tái)，如飛機(jī)、艦艇、潛艇和戰(zhàn)車(chē)，導(dǎo)彈的外形和體積日益小型化，并要考慮各平臺(tái)之間的通用性。因此，彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的體積和質(zhì)量必須滿足導(dǎo)彈的要。(2)成本設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)彈是消耗性武器，制造成本是影響導(dǎo)彈應(yīng)用的重要因素。彈用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的成本通常是導(dǎo)彈成本的1/3，發(fā)動(dòng)機(jī)的成本對(duì)導(dǎo)彈影響至關(guān)重要。發(fā)動(dòng)機(jī)成本控制是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，它涉及飛行器的任務(wù)剖面分析、發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)要求、制造工藝技術(shù)和試驗(yàn)技術(shù)等.將在后面討論。(3)推力與低耗油率的要求。與航空發(fā)動(dòng)機(jī)相比，彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)要求小推力，現(xiàn)代巡航導(dǎo)彈體積小，飛行阻力小，因此所需發(fā)動(dòng)機(jī)推力不大。在保證推力的前提下，耗油率盡可能小，耗油率與導(dǎo)彈的射程密切相關(guān)。(4)彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)包線和工作包線。起動(dòng)包線是發(fā)動(dòng)機(jī)能夠可靠點(diǎn)火起動(dòng)的空域范圍、彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中要考慮地面(海面)和空中發(fā)射。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火起動(dòng)范圍：高度為0~8000m，速度Ma=0.5~0.9。工作包線是發(fā)動(dòng)機(jī)巡航飛行的空域范圍，高度為0~m，Ma=0.5~0.9。的主要設(shè)計(jì)原則的主要設(shè)計(jì)原則(1)立足于成熟技術(shù)。航空然氣渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的研制是一項(xiàng)復(fù)雜工程、研制成本高，周期長(zhǎng)，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大。所以動(dòng)力裝置立足于成熟技術(shù)改型用于巡航導(dǎo)彈，是縮短導(dǎo)彈研制周期，降低研制成本，提高研制成功率的重要保障。(2)一次使用、長(zhǎng)期儲(chǔ)存。彈用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)為短工作壽命型。發(fā)動(dòng)機(jī)工作壽命的設(shè)計(jì)包括導(dǎo)彈動(dòng)力航程的飛行時(shí)間、發(fā)動(dòng)機(jī)出廠的調(diào)試與驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)間、儲(chǔ)存階段的維護(hù)和使用前的檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。(3)快速起動(dòng)能力和多種起動(dòng)方式。導(dǎo)彈武器必須能夠快速反應(yīng)，彈用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該滿足這一要求。(4)較高的抗進(jìn)氣畸變與抗過(guò)載能力?？够兡芰υ綇?qiáng)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作的可靠性越高，適用范圍越廣。有的導(dǎo)彈總體設(shè)計(jì)為了外形尺寸小，采用埋入式進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)，進(jìn)氣道出口流場(chǎng)品質(zhì)可能更差，因而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的抗畸變能力要求更高。(5)尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)要求尺寸小、重量輕是顯然的，所有的動(dòng)力裝置都是如此。(6)不維護(hù)或少維護(hù)。降低維護(hù)需求，是彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)要考慮的問(wèn)題之一。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)在這方面很好，彈用渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)相比之下情況略有不同。渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)要進(jìn)行簡(jiǎn)單的定期吹轉(zhuǎn)檢查和少量的零件更換(如非金屬密封件)，不必把發(fā)動(dòng)機(jī)從彈上分解下來(lái)。制造工藝制造工藝彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的制造工藝雖會(huì)影響或制約發(fā)動(dòng)機(jī)整體及零件的設(shè)計(jì)，但也可以為發(fā)動(dòng)機(jī)整體及零件的設(shè)計(jì)提供更廣闊的想象空間。彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的制造工藝與航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制造工藝并無(wú)本質(zhì)的區(qū)別，許多工藝方法和制造手段都是借鑒過(guò)來(lái)的。但是為了滿足體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等設(shè)計(jì)要求，彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的制造工藝在某些方面表現(xiàn)出一些特色。（1）整體式零件的無(wú)余量精密鑄造技術(shù)由于小型化提出的要求和帶來(lái)的便利，彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛使用整體式零、部件。（2）整體式葉輪數(shù)控加工技術(shù)制造過(guò)程中，需要機(jī)械加工成形的整體式零件，廣泛采用數(shù)字化特種加工技術(shù)，如電火花成形加工、電火花切削、電子束加工、電解加工等。（3）小變形的電子束坪制造過(guò)程中，需要焊接的整體式零件，可以采用電子束焊接技術(shù)。電子束焊變形小，熱影響區(qū)小，通常用來(lái)焊接彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸，或者聯(lián)接壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子和渦輪轉(zhuǎn)子。經(jīng)過(guò)焊接的轉(zhuǎn)軸或聯(lián)合轉(zhuǎn)子的兩端要求具有良好的同心度，電子束焊的精度可以保證做到這一點(diǎn)。結(jié)構(gòu)實(shí)例結(jié)構(gòu)實(shí)例（1）J402系列發(fā)動(dòng)機(jī)（2）航空研究公司的ETJ1000發(fā)動(dòng)機(jī)（3）寇第斯-懷特公司的發(fā)動(dòng)機(jī)

（4）普惠公司的STJ422發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)20世紀(jì)80)年代美國(guó)海軍與陸軍聯(lián)合開(kāi)展彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)部件技術(shù)研究計(jì)劃(SECT計(jì)劃)，針對(duì)彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)研制中的主要技術(shù)困難，提高彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的水平.為200。年巡航導(dǎo)彈研制提供先進(jìn)技術(shù)儲(chǔ)備。美國(guó)的設(shè)計(jì)師主要從三個(gè)方面考慮如何開(kāi)展彈用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)研究與部件技術(shù)集成;（2）明確發(fā)動(dòng)機(jī)研究方向與技術(shù)途徑;（3）展開(kāi)具體的發(fā)動(dòng)機(jī)部件技術(shù)研究。他們選取20世紀(jì)80年代