渦噴13發動機
進入80年代后，我國的航空發動機研制能力已具備了一定的實力，并且通過長期對渦噴7發動機的仿制、改進改型，對渦噴發動機的技術性能已掌握得較為成熟。而這個時期也是我國新型殲-8Ⅱ和殲-7Ⅲ飛機研制的關鍵時刻。由于飛機性能要求的提高，現有的各型渦噴發動機（即使是較先進的渦噴7系列也無法作到）都無法滿足其需要，必須要有一種新的發動機作為這兩種飛機的動力裝置。因此，最終決定在渦噴7發動機的基礎研制性能上（特別是穩定性、可靠性）進一步提高的發動機，并命名為渦噴13。與渦噴7相比，渦噴13發動機在性能上有了很大的提高。結構上主要是對發動機的壓氣機進行了大幅度改進，發動機的喘振裕度明顯提高，低壓轉子加了軸間軸承，振動小，壓氣機轉子盤和葉片大量使用了鈦合金，既減輕了重量又提高了葉片的工作強度。此外，還增加了較為先進的發動機控制裝置，提高了發動機的控制性能，使其可靠性、穩定性都有了較大的提高。發動機的推力也提高到了43.1千牛，加力推力則達到了64.7千牛，分別比渦噴7提高了50%和15%，發動機的翻修間隔也達到了350小時。渦噴13發動機的研制工作從1978年開始全面展開，1980年，首批3臺發動機開始進行調試試車，到1984年先后完成了可靠性試車、高空臺模擬試車、露天臺性能試車及長期試車考核，測試結果表明各方面性能均達到了設計要求，1985年開始裝機試飛，滿足了殲-8Ⅱ飛機的研制進度。
渦噴13AII型發動機采用高溫渦輪，提高渦輪前溫度，從而增加了推力，保證了飛機的飛行性能 80年代末，隨著殲-8Ⅱ飛機的定型生產，經過改進的渦噴13A發動機也開始了研制，改進的主要方向放到提高性能及可靠性上，并采取了多項措施。如為減輕發動機的重量，將2到7級壓氣機的鋼機匣改為鑄鈦機匣，使發動機的重量減輕了12.9千克；將Ⅰ級渦輪葉片改為空心氣冷葉片，對燃燒室和加力燃燒室也作了改進。改進后發動機的前渦輪溫度提高了50度，發動機的加力推力提高到了64.7千牛。多項試驗表明，渦噴13A發動機的匹配性好，工作穩定，可靠性有了明顯的改善。1991年，渦噴13A開始進入批量生產，成為量產殲-8Ⅱ的改型機殲-8B的標配動力。 在取得已有成績的基礎上，貴州黎陽發動機公司（原貴州航空發動機廠）在“小步快跑、量力而行”原則指導下，又開始對渦噴13發動機在結構和性能上進行發展和完善。1984年，改進型渦噴13F發動機開始研制，它是在渦噴13AⅡ發動機的基礎上將4級渦輪均改為帶冠葉型，加力燃燒室改用沙丘駐渦火焰穩定器，從而使發動機在飛機作大機動動作時仍可以穩定工作，發動機的安全工作裕度有了很大提高。1993年，作為殲-7E飛機的配套動力開始投入批量生產。為滿足殲-7C型飛機的改型需要，在F型的基礎上又研制出了渦噴13FⅠ型發動機，重新設計了第一級壓氣機，并在壓氣機的機匣上采用了附面層控制技術，進一步優化了沙丘駐渦火焰穩定器，1994年設計定型。1993年，殲-8Ⅱ飛機的最新改型殲-8ⅡM飛機開始研制，其特點是突出中低空機動性能及載彈量，因此需要加大飛機的動力。1993年3月，在渦噴13AⅡ的基礎上，新型渦噴13B發動機的研制工作開始。該發動機的各方面性能都是渦噴13系列中性能最好的，主要是在壓氣機、機匣、渦輪葉片及加力燃燒室上作了重大的改進，發動機的加力推力提高到了68.6千牛，耗油率則下降了2.5%，達到了當初的設計目標。 圖8：殲-8II飛機上裝備了2臺渦噴13AII發動機，雖然比渦噴7在各方面有了較大的提高，但是其固有的性能缺陷使殲-8II的飛行性能不能得到完全發揮，未來有可能被更為先進的“昆侖”發動機所取代 渦噴13系列發動機的研制使我國結束了不能研制生產高性能渦噴發動機的歷史，雖然其性能及技術還不是特別先進，但卻是我國從仿制改型向自行設計制造的重要轉變。 “昆侖”發動機 80年代中期，我國航空發動機的研制能力已有了長足進步，可以生產出一大批性能較為先進的渦噴發動機來滿足空軍部隊的作戰要求。但這些發動機基本上都是在前蘇聯發動機基礎上的改進、改型，并沒有走出前蘇聯發動機的“框子”，客觀地說并不完全是自己的產品，整體技術水平仍處于20世紀60到70年代的水平。這不僅制約了我國航空發動機制造工業的發展，同時還嚴重影響到我國軍用戰機的性能。因此，能否為國產戰機裝上中國自己研制的強勁“心臟”，是解決中國戰機所面臨的各種問題的關鍵所在，對我國今后航空發動機及軍用戰機的研制都具有極其重要的意義。 “昆侖”發動機就是在這種背景下開始研制的。它是我國第一種完全自行設計、研制的國產渦噴發動機，具有完全的“自主知識產權”，其所使用的技術、材料、工藝等完全立足國內。“昆侖”發動機的研制有幾分偶然因素在內，最終能有今天的這個結果是非常不易的。1983年，隨著渦扇6的中止研制，研制單位606所的設計人員已無型號可作，設計隊伍日見渙散。為了這支寶貴的設計隊伍不致于徹底垮掉，1984年，上級為該所下達了研制“昆侖”發動機驗證機的任務，606所又恢復了原有的生氣，僅用2年零8個月就完成了樣機。1987年正式立項，開始進入原型機的研制階段。而此時恰逢我國頒布了全新的國軍標GJB241-87“航空渦輪噴氣和渦輪風扇發動機通用規范”，上級要求“昆侖”發動機的研制要全面貫徹新的國軍標。由于國軍標是以美國的軍標為基礎編制的，與以前我國所按的前蘇聯軍標有著很大的不同，因此此前所有對發動機的設計試驗標準全部都得推倒重來。這使“昆侖”發動機研制進度大大拖慢，最后經歷了長達18年的時間才在2002年設計定型。但從今天看來，當年貫徹國軍標轉移是極為正確、極富遠見的，它不僅提高了我國研制航空發動機的能力與水平，還解決了我國航空發動機長期以來所存在的可靠性低、可維護性差、使用壽命短的缺陷。“昆侖”發動機之所以用了近18年的時間才完成研制工作，主要是由于國軍標的要求十分苛刻，要全面貫徹起來就當時的國內基礎并不具備條件，另一個原因是我們缺少一些必須的實驗設備，因此，要在原定的時間內完成研制計劃是很困難的。 具有自主知識產權的“昆侖”2發動機，他是我國第一種按照軍標標準完成全部實驗項目的高性能發動機 “昆侖”發動機的地面試車過程中曾先后出現過高壓渦輪葉片折斷、高壓壓氣機和低壓壓氣機葉片斷裂、發動機管路滲漏油、空中潤滑油消耗量過大、艙壁溫度過高等問題，而在裝機試飛中又出現了部分加力脈沖、加力點火成功率低、高空大速度喘振停車、高空小速度切斷加力停車等各種重大技術問題。公司技術人員經過近一年多的努力，所有出現的技術問題都最終得到了圓滿的解決，研制工作也順利進入了最后階段，完成了所有試驗任務，最后在2001年12月通過了國家測試，達到設計定型標準。 “昆侖”發動機為雙轉子帶加力式渦噴發動機，采用了帶氣動變化噴嘴的環形燃燒、復合氣冷定向凝固無余量精鑄渦輪葉片、數字式防喘控制系統及氣膜冷卻等多種先進技術，技術性能上達到了一個很高的水平。發動機長4.635米，直徑882毫米，重1010千克，最大推力49千牛，加力推力69.6千牛，推重比6.4，加力推力耗油率0.20千克/牛•小時，最大推力耗油率0.098千克/牛•小時，翻修時間達到了850小時，總壽命達到1500小時，總體達到了世界80年代中期的技術水平。 后來，我國又先后推出“昆侖”Ⅰ、“昆侖”Ⅱ型發動機。Ⅰ型是原型1號機的改型機，主要是對外部機匣、附件等外部部件進行了適應性改造，以提高其裝配性能。“昆侖”Ⅱ型則是加大推力型，它是在“昆侖”發動機的基礎上，以不損害發動機的工作可靠性、耐久性和安全工作裕度的前提下，通過采用先進技術來增大發動機的空氣流量、提高部件的工作效率、減少漏氣及流體損失，并且進一步降低了耗油率，機體部件上提高了鈦合金的使用，減輕了發動機的重量，提高了發動機的推重比，提高了性能。“昆侖”Ⅱ型發動機的外形尺寸與原型一樣，但最大推力和加力推力分別提高到了53.9千牛和76.4千牛，最大推力和加力推力時的耗油率則下降到0.093千克/牛•小時和0.18千克/牛•小時，推重比為7，是目前我國最先進的渦噴發動機。由于“昆侖”Ⅱ型發動機的安裝方式和外形尺寸與我國大量在役的渦噴7、渦噴13系列發動機基本相同，具有很好的互換性，因此可以很方便地安裝到現役各型殲-7、殲-8飛機上，從而使這兩種飛機的性能有了一個跨越式的提高，極大地提高了我海空軍航空兵的空中作戰能力 |
