Green 版 (精华区)
发信人: Lexus (永远的凌志), 信区: Green
标 题: 苏-27“家族”的心脏--AL-31F发动机
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年12月25日10:08:13 星期三), 站内信件
AL-31F是一种推重比为8一级的加力式涡扇发动机。目前，留里卡设计局在该发动机基础
上研制了带推力矢量喷管的AL-31FP发动机，并用在苏-37和苏-30MK飞机上，这使两种飞
机达到了较好的超机动性
苏-27是世界上优秀的 歼击机之一，具有良好的机动性和较高的作战效能。同时，
俄罗斯还在该机的基础上改进改型出一系列飞机，从而形成了一个庞大的苏-27"家族"，
而这些飞机的心脏便是AL-31F发动机。
AL系列 师出名门
AL-31F是由俄罗斯留里卡- 土星科学生产联合企业研制的带有加力燃烧室的涡扇发
动机。该联合企业的前身是留里卡设计局，组建于1946年，是前苏联的主要歼击机发动
机设计局。 该设计局的首任总设计师阿尔希普·留里卡研制出了前苏联的首台涡喷发动
机TR-1，被称为俄罗斯"喷气发动机之父"。在此之后，他又研制出多种喷气发动机，如
TR-2、TR-3、TR-5和AL-5型发动机。
该设计局在50年代中期制造出了著名的AL-7系列发动机，使用此种发动机的飞机在
60年代创造了近20项速度和高度世界纪录，特别是全天候高空超音速飞机苏-7、苏-9、
苏-11、苏-17、苏-24 是前苏联当时空中边界守卫的主力军。使用该型发动机的还有"伊
尔"、"图"、"拉"型飞机，而M-10飞机，即著名的别-10飞机后来创造了数十项世界纪录
。
在 60年代，留里卡还研制了AL-21F涡喷发动机，其改型AL-21F-3的推力达108千牛
，它在压气机、燃烧室、涡轮和加力燃烧室方面都取得了重大进展，并投入大批量生产
，广泛使用在苏-17M、苏-20 、苏-22、苏-24和米格-23飞机上，这些飞机不仅用于俄罗
斯， 也出口到世界上的许多国家。
留里卡于1973年开始研制涡扇发动机AL-31F，其加力推力达123千牛，主要性能大
大优于当时批生产的所有发动机。在AL-31F研制中曾遇到极大的困难，主要是要解决重
量和涡轮效率问题。最初的设计是发动机有4 级风扇、12级高压压气机、2级高压涡轮和
2级低压涡轮。结果发动机超重，达1600千克，而推力仅108千牛，不得不进行大的改进
。改进后，发动机风扇仍为4级，但高压压气机减为9级，高低压涡轮各为1 级，重量也
降低到1520千克。为了达到所设计的涡轮效率，将涡轮进口温度提高，并采用了新的工
艺与材料，同时也解决了大量的难题。
AL-31F还有许多改型，其中包括带矢量喷管的改型，即安装在苏-37和苏-30MK机上
的AL-31FP发动机。此外， 还在该型发动机的基础上改装成AL-31ST 煤气泵站用燃气轮
机（大修前使用寿命为25000小时，总技术寿命为75000小时）和AL-31STS发电用燃气轮
机。
该联合体还研制过一种涡桨发动机AL-34， 用于轻型多用途飞机；一种AL-31的非
加力改型计划用于S-21 超音速行政机。目前，该联合体正在研制一种全新的AL-41加力
式涡扇发动机，推力为196千牛，计划用于90年代末期研制的1.44歼击机。该发动机将采
用先进燃烧室、单晶叶片的高温高 晌新趾拖冉呐绻堋
！ � 设计先进 结构合理
AL-31F为双转子涡扇发动机。进气机匣为钛合金结构，有23个可变弯度的进口导流
叶片，风扇为4级轴流式，压比为3.6，整个风扇为全钛合金结构。前3级转子叶片带阻尼
凸台。 风扇转子用电子束焊焊为一个整体构件。第4级转子叶片对应的外机匣上，开有
400个斜槽，用以提高风扇的稳定工作裕度。
高压压气机为9级轴流式，其中第1-3级盘和第4-6 级盘均用电子束焊焊在一起，为
钛合金结构，第7-9级用长螺栓与第6级盘连在一起，由耐热合金制成。第1-5级转子叶片
用钛合金制成， 第6-9级转子叶片用耐热合金制成。所有9级的榫头均为环形燕尾槽式榫
头。
高低压 新志 为单级。高压涡轮转子叶片共90片，榫头处带有减振器。低压涡轮转
子叶片也为90片。 低压 新种岬 特点是前后分为三段，前、后段由耐热不锈钢制成，中
段由钛合金制成，三段间以"叉型"结构用径向销钉连为一体。高、低压涡轮的转子叶片
和导向器叶片均为气冷式叶片，总冷气量占内涵空气流量的17.5％。
燃烧室为环形，有28个双油路离心式喷嘴，两个点火装置和半导体电嘴。加力燃烧
室进口处有混合器，分5区供油，其中第5区为加力启动区，采用"热射流"方式点火。火
焰稳定器有3圈"V"型稳定器，并有一些径向传焰槽。加力燃烧室采用全长防振屏防振，
并在内尾锥处开有大量的防振孔。尾喷管为收敛-扩张式喷口，各有16个调节片和封严片
。
收敛喷口靠16个液压作动筒操纵，扩张喷口则靠16个周向气压作动筒形成的环形"
束带"固紧，随着喷口落压比的变化，靠气动力作动改变喷口的出口截面面积。
控制系统的基本部分为液压-机械式系统，包括主泵-主调节器、加力泵和加力供油
和喷口控制等主要附件。该系统还备有称为综合控制器的模拟式电子控制装置，可控制
发动机的主要工作状态的极限值，并有其他多种功能。当电子系统出现故障时，便自动
转换由液压-机械系统控制。此外，控制系统还具有多项参数的监测系统、防喘系统和涡
轮冷却空气控制系统等。
发动机的重量为1533千克，进气口直径0.91米，最大直径1.22米，长4.95米。最大
工作状态时的最大耗油率为0.765千克/10牛/小时，加力状态时为1.96千克/10牛/小时，
最小巡航状态时为0.68千克/10牛/小时，空气流量为112千克/秒，涡轮进口温度为1392
℃，涵道比为0.60，推重比为 8.17。
性能优良，优势明显
AL-31F是按照留里卡的传统方法设计的，工作温度可达到极限，压气机压力可达到
最大，涡轮可达到最高转速，总体上讲，该型发动机的性能优良，优势明显。
尺寸小，推力大。AL-31F的 新钟 有有效的冷却系统和良好的热力学特性、压气机
具有压力增加的快速性以及发动机结构的紧凑性，这使发动机以较轻的重量和较小的尺
寸达到了较大的推力，保证飞机有较高的推力。
稳定性高。AL-31F可使用在各种飞行高度和速度下，即使飞机以M2的速度进入平螺
旋、直螺旋和翻转螺旋和进气道喘振的情况下，发动机仍然极其稳定。喘振消除系统、
空中自动点火系统、主燃烧室和加力燃烧室的再次启动系统等可保证在使用机载武器时
动力装置的可靠性。
维修简便。该发动机采用单元体结构，由1 4个单元体组成。 由于发动机为单元体
结构，如果出现某些损坏，不需要全部更换，只替换下有故障的单元体即可。这样，在
使用条件下进行发动机维修时，可更换其中的6个单元体。
使用寿命长。与以前的发动机相比，AL-31F可根据其技术状况而使用。也就是说，
只要发动机还正常，它就可以一直使用下去，而现代化水平的诊断设备可保证飞行安全
。
推力矢量 最新改型
留里卡设计局在切普金院士的领导下，在AL-31F的基础上成功地研制了AL-31FP推力
矢量发动机， 使苏霍伊设计局新研制的苏-37多用途飞机拥有了"超机动性能"。
AL-31FP与AL-31F在主要性能上基本相同，但由于增加了矢量喷管，发动机的长度
增加了0.4米， 重量增加了110千克。发动机第一次维修前的使用寿命为1000小时。 总
体上讲，新型发动机与AL-31F的主要区别是主燃烧室有更薄的火焰筒，高压涡轮盘更加
坚固，使用新型涂层的高压 新 叶片，以及� 进了高压 新值 后支撑点。
这种新型发动机被首先安装在机号为"711"的苏-37飞机上，并于1996年4月开始飞
行试验，成为英国范堡罗（1996年）、韩国汉城（1996年）和法国巴黎（1997年）航展
上的明星。同时，该型发动机也被安装在苏-30MK歼击机上， 使其机动能力更好。俄罗
斯出口到印度的50架苏-30MKI和印度可能自己组装的100架该机都将最终安装此种发动机
。可以相信，新型"AL"型发动机将把世界上最新型且最优秀的"苏"式飞机送上天空。
--
--
※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.237.82]
Powered by KBS BBS 2.0 (http://dev.kcn.cn)
页面执行时间：2.423毫秒