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研制情況

F110渦(wo)扇發動機是美國通(tong)用電(dian)氣公(gong)司從轟炸機用的F101改型而來(lai)的戰斗機用的加力渦(wo)扇發動機。

美國(guo)卡特政府決定停(ting)止(zhi)B-1A/F101-GE-100計(ji)劃和美國(guo)第一(yi)線(xian)戰斗機用的(de)TF30和F100發(fa)動機存在大量耐久性(xing)、可靠性(xing)和操縱性(xing)問題，是促使通用電氣公(gong)司作這一(yi)改型工作的(de)主要原因。該公(gong)司在1976年(nian)就自籌資(zi)金(jin)制造了一(yi)臺F101X驗證機，其熱力參數與(yu)F100發(fa)動機的(de)相似，與(yu)原來的(de)F101-GE-100相比(bi)，減小了涵(han)道(dao)比(bi)，提高了增壓比(bi)。

隨著軍方對戰(zhan)斗機(ji)的(de)戰(zhan)備狀態(tai)和全壽命期費用的(de)關心(xin)日益增強，美國空軍實施了改(gai)型(xing)戰(zhan)斗機(ji)發(fa)動機(ji)計劃(hua)，并(bing)與(yu)通用電(dian)氣公司簽訂(ding)一項有限的(de)研(yan)制合同，價值8000萬美元(yuan)，包括3臺(tai)原型(xing)機(ji)，編(bian)號(hao)為F101DFE。這項研(yan)制計劃(hua)的(de)目標是：

(1)鑒定(ding)F-16和F-14飛(fei)機/發動機在(zai)實(shi)際飛(fei)機中的匹配能(neng)力，包括性(xing)能(neng)和作戰適用性(xing)；

(2)通過加速任務(wu)試驗確(que)定發動機的(de)耐(nai)久(jiu)性；

(3)根據驗證的能力，提出(chu)生產型(xing)發動機的型(xing)號規范。

如果計劃成功，那么將提(ti)供足夠的(de)數據，以使進入全面工程研制階段(duan)的(de)風險減到最小(xiao)。

經過(guo)1980年和(he)1981年兩(liang)年的(de)(de)(de)廣泛試(shi)驗，達到或部分超過(guo)了預期的(de)(de)(de)目標。在(zai)F-16飛機(ji)(ji)上(shang)的(de)(de)(de)試(shi)飛結果(guo)證明(ming)，F101DFE無(wu)需作(zuo)重大(da)改進就可以裝在(zai)這種飛機(ji)(ji)上(shang)使(shi)用(yong)。在(zai)F-14飛機(ji)(ji)上(shang)的(de)(de)(de)試(shi)飛結果(guo)表明(ming)，飛機(ji)(ji)的(de)(de)(de)留空時間(jian)和(he)作(zuo)戰半徑都比裝原來TF30發動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)增加25%。在(zai)試(shi)飛中，發動機(ji)(ji)無(wu)需調整，并且(qie)油門桿的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)不受限制。在(zai)1982年12月的(de)(de)(de)一次試(shi)驗中，完成了5004個總累積循(xun)環(TAC)，其(qi)熱端部件壽命為當時新(xin)采購的(de)(de)(de)F100發動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)三倍。

基(ji)于上述結果(guo)，通用電氣公司(si)又得到了一項在空(kong)軍替(ti)換(huan)戰斗機(ji)(ji)發(fa)(fa)動機(ji)(ji)計劃下(xia)的全面研制(zhi)合同(tong)，價值9300萬美元，為(wei)期兩年，發(fa)(fa)動機(ji)(ji)正式編號(hao)為(wei)F110，與(yu)普(pu)拉(la)特·惠(hui)特尼公司(si)F100發(fa)(fa)動機(ji)(ji)的改進型競爭用于新生產的F-15和F-16戰斗機(ji)(ji)。這項全面研制(zhi)計劃的重點是實現系統最佳(jia)化，確定供F-15、F-16和F-14用的F110發(fa)(fa)動機(ji)(ji)的最終(zhong)構型，并繼續(xu)進行高空(kong)模擬試驗(yan)、加速任(ren)務試驗(yan)和各種環境(jing)試驗(yan)。

F110發動機已于1985年初定型投產并開始交付。

與(yu)F101-GE-100發動機(ji)相比，F110有以(yi)下幾方(fang)面的改(gai)變(bian)：風扇由2級(ji)改(gai)為3級(ji)，壓(ya)比提高到3.2，直徑減(jian)小到970mm，涵道比由2.01減(jian)到0.87；為適應(ying)低壓(ya)轉子轉速提高，重新設計了(le)低壓(ya)渦輪；為滿(man)足戰斗機(ji)機(ji)動飛(fei)行要(yao)求，設計過載提高到10；對控(kong)制系(xi)統(tong)作(zuo)了(le)改(gai)進，增加了(le)備份(fen)裝(zhuang)置(zhi)；為適應(ying)F-14、F-16和特別是(shi)F-15飛(fei)機(ji)的機(ji)體，對外部尺(chi)寸、管線和防冰系(xi)統(tong)作(zuo)了(le)必(bi)要(yao)的修改(gai)；最后，也是(shi)很容易(yi)被忽(hu)略的一點，就是(shi)為了(le)減(jian)輕重量而不犧牲耐久性，對核心機(ji)以(yi)外的幾乎所有部件(jian)和系(xi)統(tong)都(dou)采取(qu)了(le)減(jian)重措施(shi)。

1984年2月，美國空軍按照雙承(cheng)包商采購策(ce)略，決(jue)定對F-15和F-16戰斗機(ji)發動(dong)機(ji)的(de)采購在(zai)F100和F110之間按一定比例分配。在(zai)1985年采購的(de)160臺(tai)中，75%為F110，25%為F100。從此，開始了一場發動(dong)機(ji)大戰(Great Engine War)。到1994年為止，F110共(gong)獲訂貨1065臺(tai)，F100為1021臺(tai)，基本(ben)上(shang)平分秋(qiu)色。但通用電(dian)氣公司(si)聲稱(cheng)它獲得(de)勝利，因為在(zai)1000多(duo)架(jia)F-16C/D戰斗機(ji)中，該公司(si)提供的(de)發動(dong)機(ji)占75%。

F110-GE-100　F110的(de)基本型，采用(yong)了(le)F404的(de)風(feng)扇(shan)、加力燃燒室和噴(pen)管技術。用(yong)于F-15和F-16。

F110-GE-400　海軍型，與F110-GE-100基本相同。1987年(nian)開始用于F-14B/D。

F110-GE-129　性能改(gai)進(jin)型，推力達12900daN。提高(gao)了渦輪進(jin)口溫度55～80℃，增大(da)了轉(zhuan)速，改(gai)進(jin)了材料(liao)，采用全(quan)權數字電子控制(zhi)系統。涵(han)道比降為0.76，零件數目比F100-GE-100少40～50%。

F110X　研究中的(de)新改型，推(tui)力將(jiang)達16210daN，推(tui)重比9.5。

F118-GE-100　F110的(de)不加力(li)型(xing)，不加力(li)推力(li)為8452daN。提高(gao)了風扇壓(ya)比和空(kong)氣流量。1987年(nian)定(ding)型(xing)，并用于B-2轟炸機。1991年(nian)決定(ding)用于改(gai)裝TR-1，以取代(dai)原(yuan)來的(de)J75渦噴發動機。

結構和系統

進(jin) 氣 口　環(huan)形。帶17個變彎度進(jin)口導(dao)向葉片，其前部(bu)為(wei)徑向支板，后部(bu)為(wei)可(ke)調(diao)部(bu)分。

風　扇(shan)　3級軸流式，系F404發(fa)動機風扇(shan)的(de)放大型。轉(zhuan)子葉片(pian)材料(liao)為鈦合(he)金。水(shui)平對(dui)開機匣，轉(zhuan)子和(he)整流葉片(pian)可單獨更(geng)換。風扇(shan)直徑970mm，壓比3.2。

壓 氣 機　9級(ji)軸流式。頭3級(ji)材料為(wei)(wei)鈦合金(jin)，后6級(ji)為(wei)(wei)A286鋼(gang)。零級(ji)和(he)頭3級(ji)整流葉片可調。轉(zhuan)子為(wei)(wei)盤鼓(gu)式，用慣性焊連(lian)接。水(shui)平對(dui)開機匣，前(qian)段為(wei)(wei)鈦合金(jin)，后段為(wei)(wei)鋼(gang)。設有孔探(tan)儀(yi)窺孔，用以觀(guan)察轉(zhuan)子和(he)其他(ta)部件。壓比9.7，效率85%。

燃(ran)(ran) 燒(shao) 室　短(duan)環形。火焰筒由Hastelloy X合金經(jing)機加工而成。燃(ran)(ran)油經(jing)20個雙錐噴(pen)嘴和20個小渦流杯噴(pen)出(chu)并霧化，實現無(wu)煙燃(ran)(ran)燒(shao)，具有(you)均勻(yun)的出(chu)口溫度(du)場。

高壓渦(wo)輪　單(dan)級軸(zhou)流式。高負荷氣冷(leng)葉(xie)片(pian)，用沖擊和氣膜(mo)冷(leng)卻。機匣內(nei)襯扇形段通(tong)過冷(leng)卻空氣進行葉(xie)尖間隙控制(zhi)。Rene 125制(zhi)的轉子葉(xie)片(pian)和導(dao)向器可單(dan)獨更換。有些轉子葉(xie)片(pian)用N-5單(dan)晶鑄(zhu)造，效率為0.87。

低壓渦輪(lun)　2級軸(zhou)流式，帶冠。2級轉子(zi)葉(xie)片均可(ke)單(dan)獨更換，第2級導向器葉(xie)片可(ke)分段(duan)更換。第1級轉子(zi)葉(xie)片材料為(wei)Rene 125，盤為(wei)Rene 95。第2級材料均為(wei)Rene 80，軸(zhou)用IN718合金。

加力燃(ran)燒室　F101的縮(suo)小型。用回(hui)旋式混合(he)器使(shi)內(nei)、外涵氣流有效混合(he)。內(nei)涵氣流中90%的空(kong)氣在燃(ran)油噴(pen)入外涵氣流前(qian)燃(ran)燒完，使(shi)整個工作范圍內(nei)溫升平(ping)穩(wen)。外殼材料為IN625。

尾 噴(pen)(pen) 管(guan)　收(shou)斂-擴張型(xing)。由F404發動(dong)(dong)機的(de)改型(xing)而來。噴(pen)(pen)口面積(ji)由液壓作(zuo)動(dong)(dong)筒和作(zuo)動(dong)(dong)環控制，主(zhu)、副噴(pen)(pen)管(guan)的(de)調節板分三(san)段鉸接，在凸輪和滾柱上移動(dong)(dong)，以調節噴(pen)(pen)口面積(ji)。噴(pen)(pen)管(guan)外殼材(cai)料為(wei)焊(han)接的(de)鈦合金。

控(kong)制系統　伍德沃德公司的主(zhu)燃油控(kong)制器(qi)(qi)，并有電子模擬(ni)和(he)主(zhu)液壓(ya)機械控(kong)制備份以及一個(ge)風扇轉速限制器(qi)(qi)。F110-GE-129采用全權數字式(shi)電子控(kong)制。

支(zhi)承系統　5支(zhi)點。高壓轉子(zi)2個(ge)軸承，低壓轉子(zi)3個(ge)軸承。