苏27为何能作出那么多匪夷所思的机动？这台顶级发动机功...

苏27为何能作出那么多匪夷所思的机动？这台顶级发动机功不可没 原创 军武次位面 2019-06-24 11:39:26
【军武次位面】：骑猪骑士
上世纪60年代，美国空军开始了新一代战斗机的研发。1972 年7月27日，美国的新飞机F-15"鹰"式全天候战斗机首次升空。到1972年，苏联已经基本上明确了F-15战斗机的预期性能。在制订新一代近距离战斗机的性能要求时，就以此作为基础。当时预计，苏联战斗机将在一系列主要参数上超过美国同类机10%。1971年下半年，苏霍伊设计局形成了满足空军对新一代近距离战斗机要求的初步方案。被命名为T-10的前线战斗机，其额定起飞重量达18000千克。根据设定的起飞推重比(约1.15)，发动机推力应达到10300 ~ 10400千克力。在70年代初，共有三家发动机制造试验设计局在研究这种推力级别的涡扇发动机。


▲F-15原型机YF-15
1975年，苏-27的设计草图出炉。一年后，苏共中央和苏联部长会议做出制造苏-27的决议。同时也做出新战斗机发动机选型的决定。苏-27的动力装置包括2台大推力而又经济的新一代带加力燃烧室的涡扇发动机。根据巴拉诺夫中央航空发动机制造研究所关于新一代发动机的三种备选方案(АЛ-31Ф、Д-30Ф-9和P 59Ф -300 )的结论，苏-27动力装置定为АЛ-31Ф，研发任务就委托给莫斯科"土星"机械制造厂，总设计师为A·M·留里卡。


▲苏-27的前身T-10方案
尽管1976年航空工业部才做出了指示确定了研制任务。但实际上，研制工作早在4年前就开始了。摆在研发人员面前的是一个艰巨的任务。一方面，要保证战斗机在起飞和作战中的推重比超过1。另一方面，在非加力巡航时要做到低油耗以实现大航程，设定的最低油耗为0.62千克/千克力·小时，比上一代АЛ-21Ф-3发动机降低了25%（虽然后来只实现了0.67千克/千克力·小时）。


为了保证发动机性能，决定采用带有三级低压压气机（风扇）、九级高压压气机和高低压单极涡轮的涵道式结构。不久苏联就获得了美国普·惠公司的F100-PW-100发动机的详细资料，性能与АЛ-31Ф接近。根据这些情报，АЛ-31Ф的设计做出了根本性的变化，新方案采用四级风扇、十二级高压压气机和两级高低压涡轮。


▲АЛ-31Ф发动机
АЛ-31Ф发动机由于采用了涡轮风扇设计有较好的经济性，在加力状态下有很高的推力水平，比早一代的АЛ-21Ф-3发动机高出了13%~15%的经济性和12%的推力。发动机性能的提高主要得益于涡轮压气机的性能有了大幅提高。压气机的排量提高了60%，压缩比又14.5增大到23，涡轮前温度达到了1665K。采用了大量先进的结构材料，钛合金材料占结构重量的35%。该发动机采用单元体结构，由14个单元体组成，因此，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。




▲部分合金部件需要在气体保护室中焊接
1974年8月，第一台试验用的发动机完成组装。该型发动机的车台试车结果表明，采用这种设计方案是无法达到规定性能的。留里卡采用了中央航空发动机制造研究所的建议，决定采用原始的设计方案，但采用了已经完成研制的4级风扇。这样一来就与苏联当时正在研制的另一款发动机РД-33发动机完全一致。为了节约资金，新压气机完全仿照РД-33发动机。为了分担研发工作，莫斯科"礼炮"机械制造厂也加入了研发和制造工作，并在1977年交付了第一批发动机组件。


▲制造完成的发动机进行测试
由于АЛ-31Ф发动机在研制过程中经历了诸多波折和变故，因此发动机的研制期限被大幅拖延。在第一批T-10飞机开始制造前仍然没有一台能安装的发动机，这批飞机配备了上一代的АЛ-21Ф-3发动机。1985年6月，在首次试验11年后，АЛ-31Ф发动机终于获得了国家试验合格证书，安装在了T-10型战机上并更名为苏-27战机。АЛ-31Ф发动机也成为了苏联发动机大师留里卡的最后一款发动机。

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