第四代军用航空发动机(F119和EJ2000)
第四代发动机先进结构
Tiles reduce wall cooling air requirements making more air available for NOx reduction A significant cost reduction relative to conventional machined combustors is also achieved
双转子轴流双涵道涡轮风扇发动机（大涵道比）
2. 四代航空发动机的划分（战斗机的燃气涡轮发动机）
第一代：单转子亚音速喷气发动机（推重比3～4） 20 世纪30～40 年代研制。 代表机种：美国的J47。 第二代：超声速涡喷发动机（推重比5～6） 大都在50 年代研制。 代表机种：美国的J79。 第三代：超声速涡扇发动机（推重比7～8，有的达到9左右） 研制始于 60 年代，用于高性能超音速战斗机。 代表机种：美国的F404、F100、前苏联的AL-31F、 英国的RB199 和法国的M88-2。 第四代：先进技术涡扇发动机（推重比达到10） 从 80 年代中期开始发展，代表机种有：美国的 F119、F135、俄罗斯的AL-41F 和欧洲四国联合研制 的EJ200。
F135以F119 发动 机核心机为基础,重 新设计了风扇和低 压涡轮,改进了加力 燃烧室和喷管。
• 风扇截面面积增加 了10% ～20 • 低压涡轮增加到2 级,以适应增大的 风扇 • 加力燃烧室平衡了 推力性能和隐身性 • 喷管由二元俯仰矢 量喷管改为轴对称 喷管
F135
F119
F135发动机实物照片
两台AL-41F
F-35
一台F135
4S: Stealth Supersonic cruise Super maneuverability Superior Avionics
中国全部国产航空发动机的型号及参数
涡喷-5涡喷-5是沈阳航空发动机厂根据苏联BK-1φ发动机的技术资料仿制的第一种国产涡喷发动机。
涡喷-5是一种离心式､单转子､带加力式航空发动机，属于第一代喷气发动机。
首批涡喷-5发动机在1956年6月通过鉴定，开始投入批量生产。
截至1985年涡喷-5系列发动机停产，沈阳航空发动机厂和西安航空发动机厂共生产9658台，主要用于米格-15系列和国产歼-5系列战斗机。
涡喷-5发动机的研制成功，标志着中国航空发动机工业已从制造活塞式发动机时代发展到了喷气式发动机的时代，成为了当时世界上为数不多的几个可以批量生产喷气式发动机的国家之一。
涡喷-5发动机净重989公斤，最大推力状态26千牛(2650公斤)，加力状态推力37千牛(3800公斤)涡喷-5系列主要有以下改型：涡喷-5甲：沈阳黎明发动机公司于1957年仿制的ВК-1А发动机，命名为涡喷-5甲。
1963年开始转到西安航空发动机公司生产，1965年6月首批涡喷-5甲通过考核验收试车，8月投入批生产，用于轰-5、轰教-5及轰侦-5飞机。
涡喷-5乙：西安航空发动机公司于1966年试制成功，用于米格-15比斯飞机。
涡喷-5丙：西安航空发动机公司于1976年试制成功，用于米格-17飞机。
涡喷-5丁：西安航空发动机公司于1965年试制成功，用于歼教-5飞机。
涡喷-6是沈阳发动机厂在苏制PA-9B喷气发动机基础上仿制并发展而形成的一个发动机系列型号。
涡喷-6于1959年7月定型，是中国首型超音速航空发动机，属于轴流式单转子带加力燃烧室的涡轮喷气发动机。
1984年沈航首次将中国独创的沙丘驻涡火焰稳定器(北航高歌发明)成功应用于涡喷-6的改进型，彻底解决了PA-9B所固有的振荡燃烧现象。
涡喷-6系列发动机是产量最大国产航空发动机，总产量高达29316台，主要用于歼-6系列和强-5系列国产战机，目前仍有相当数量在役。
最主要的是沈阳航空发动机厂研制的涡喷6甲和成都航空发动机厂研制的涡喷6A/B性能：直径：0.6686 米、长度：2.91 米、净重：708.1公斤空气流量：43.3 公斤/秒转速：11150 转/分增压比：7.14涡轮前温度：870摄氏度耗油率：1.63公斤/公斤/小时推力：3187公斤推重比：4.59ＷＰ-６为我国首型超音速航空发动机。
【长知识】F119核心机研制技术途径及发展趋势
【长知识】F119核心机研制技术途径及发展趋势【长知识】F119核心机研制技术途径及发展趋势技术知识2016-03-17 03:31摘要：航空发动机领域，国外从四代机研制开始，普遍采用提前开展技术验证机研究的发展思路，使型号发动机中应用的新技术能得到充分的前期技术验证。
美国典型的四代机发动机F119，在预研阶段，以充分的核心机技术验证为基础；进入型号阶段后，核心机上采用同期开展的各项技术验证计划中经验证的成熟技术；设计定型后，以核心机为验证平台，派生发展途径从系列化已逐渐跨越到多用途层面。
国外四代机发动机的核心机的技术发展战略，对我国发动机的研制具有很好的指导、借鉴作用。
1 引言核心机是发动机中环境温度、压力和工作转速最高的部件，其性能体现了整个发动机的性能，也决定了发动机研制项目的进度和成本，并在很大程度上决定发动机的耐久性水平。
从20世纪60年代起，美、英、法等国从发动机使用经验和教训中认识到，技术验证核心机具有减少型号研制风险、降低研制费用、缩短研制周期等特点，开始重视核心机技术发展途径。
依托ATEGG(先进涡轮发动机燃气发生器)、HTDU(高温验证装置)和DEXTRE(以带气冷叶片的高负荷涡轮为重点的探索性发展)等计划，在真实核心机环境下对新部件技术进行性能和耐久性验证，取得了极大成功。
其中，美国开展的ATEGG核心机验证计划，不仅为F100、F404、F110等发动机的改进改型及F119 等发动机的顺利问世奠定了基础，更促进了核心机发展途径从系列化逐渐跨越到多用途层面。
2 美国的核心机发展战略在燃气涡轮发动机领域，美国与大型发动机相关的核心机验证计划是ATEGG 计划。
该计划主要针对18 kg/s 一级或更大流量的核心机及相关部件的设计、研制和验证，开发的技术可用于将来的大型涡扇/涡喷发动机。
20世纪60年代以前，美国的战斗机发动机产品研制和技术研究退出主导地位，其水平和发展速度明显落后于苏联。
F119发动机参数
F119发动机参数F119是美国普惠公司为F-22研制的推重比10一级的加力式涡扇发动机，它采用了普惠公司多年的经验和新研究的技术，在结构和性能上代表了当前最先进的战斗机发动机的水平去年底，普惠公司为F- 22试飞交付了第一台生产型F119发动机，这标志着F119的工程研制工作即将完成。
最近，普惠公司开始进行生产型F119的耐久性试验的最后阶段。
该发动机在结构和性能上较前一代战斗机发动机F100有很大提高，而可靠性、耐久性和维修性也较前一代向前迈进了一大步。
研制概况1982年，美国空军提出"先进战术战斗机(ATF)"计划，当时,洛克希德、波音、通用动力公司联合提出的YF-22方案与诺斯罗普、麦道公司联合提出的YF-23方案参与投标竞争，发动机方面则有美国普惠与GE公司为此分别提出推重比为10一级、推力为133.6千牛的PW5000(XF119)、GE37(X120) 发动机参加竞争。
XF119零组件的生产始于1985年9月，第1台发动机FX601于1986年10月进行首次台架试车。
为了进行飞机飞行评估，两公司又分别发展了用于飞行试验的发动机YF119、YF120。
经过几年的开发研制后，1990年6月、9月YF-23、YF-22相继首飞并进行对比试飞验证评估，1991年4月23日美国空军宣布选中装普惠公司YF119的YF-22作为ATF的机型。
1991年8月F-22进入"工程制造和发展(EMD)"阶段。
从此，飞机被命名为F-22，发动机被命名为F119。
在ATF研制过程中，飞机重量与阻力均增加较多，为此，要求发动机的推力相应提高近17%，即最大推力(加力推力)要求为156 千牛，中间推力(不加力时最大状态下的推力)为105 千牛，F119采取了将XF119的风扇直径稍作增加以提高15%的风扇空气流量，来满足推力增大的要求，为此，发动机的涵道比由0.25增至0.3。
美国F22飞机发动机F119的资料
牌号F119用途军用涡扇发动机类型涡轮风扇发动机国家美国厂商普拉特•惠特尼公司生产现状研制中装机对象F-22。
研制情况F119是普•惠公司为美国第四代战斗机研制的先进双转子加力式涡轮风扇发动机，其设计目标是：不加力超音速巡航能力、非常规机动和短距起落能力、隐身能力(即低的红外和雷达信号特征)、寿命期费用降低至少25%、零件数量减少40～60%、推重比提高20%、耐久性提高两倍、零件寿命延长50%。
在8 0年代初确定的循环参数范围是：涵道比0.2～0.3；总增压比23～27；涡轮进口温度1649～1760℃；节流比1.10～1.15。
1983年9月，美国空军同时授予普•惠公司和通用电气公司金额各为2亿美元，为期50个月的验证机合同。
普•惠公司的PW5000是一种强调应用成熟技术的常规设计；而通用电气公司的GE37则是一种新颖的变循环发动机，其涵道比可在0～0.25之间变化。
后来，这两种验证机分别编号为YF119和YF120，并于1986年10月和1987年5月开始地面试验。
经过广泛的地面试验和安装在YF-22和YF-23上的初步飞行试验后，1991年4月，F-22/F119组合被选中。
据美军方有关人士谈到选择F119的原因时说，F120技术复杂，尚未经实际验证，因而研制风险较大，而且变循环设计也增加了结构和控制系统的复杂性和重量，因而维修比较困难，寿命期费用较高。
在选择时，风险和费用是主要考虑，技术先进性没有起到关键作用。
在此之前，F119已积累3000多地面试验小时，其中1500h带二元矢量喷管试验。
在F119上采用的新技术主要有：三维粘性叶轮机设计方法、整体叶盘结构、高紊流度强旋流主燃烧室头部、浮壁燃烧室结构、高低压涡轮转向相反、整体式加力燃烧室设计、二元矢量喷管和第三代双余度FADEC。
此外，还采用了耐温1070～1100℃的第三代单晶涡轮叶片材料、双性能热处理涡轮盘、阻燃钛合金Alloy C、高温树脂基材料外涵机匣以及用陶瓷基复合材料或碳-碳材料的一些静止结构。
F119发动机的维修保障模式中国工程技术信息网综合
于晓伟邢晨光王萍张宝珍以F-22为代表的国外新一代斗争机的修理体制、修理保证模式正在发生全然性变化，专门是将三级修理体制改为二级修理体制，将传统的修理保证模式转变为基于性能的保证模式，可谓飞机修理史上的革命。
同军用飞机一样，军用发动机的修理体制、修理模式也在发生庞大变化，目的是进一步减少修理中间环节，降低全寿命周期费用，提高装备战备完好性。
一、国外四代机发动机修理保证模式的演变1. 从三级修理体制向两级修理体制的演变随着航空装备全寿命治理观念的确立，航空修理系统观念的形成，以及对航空装备作战需求的提高，军方要求简化航空修理体制，减少装备修理的中间环节，提高装备的战场生存能力和部署/转场机动性，并降低装备的全寿命周期费用。
航空科学技术的进步，装备治理水平和使用水平的提高又为这一简化提供了可能。
美国在20世纪90年代就领先提出并实施了两级修理体制，取消了中继级，并在F-22斗争机的修理保证中正式采纳了两级修理体制。
军用发动机的修理体制也正在由三级修理体制向二级修理体制转换。
国外在制定新研发动机修理方案时，尽可能减少修理级别，使其从三级修理体制改变成二级修理体制（保留基层级和基地级，取消中继级）。
比如，关于F119发动机的修理，基层级修理由美空军修理人员负责，中继级和基地级修理由普·惠公司治理。
空军俄克拉何马城后勤中心（OC-ALC）要紧负责F119的装拆、产品修理、后送车间保证。
而普·惠公司要紧承担：项目治理、机群治理；供应链、器材治理；坚持工程；修理、大修治理；专门修理工艺；零部件修理、储备清单和器材储存等。
尽管F119发动机目前仍旧沿用三级修理体制，但中继级的修理工作相比传统中继级的工作量减少了75%左右。
2. 从军方单独直截了当修理到军民合作修理模式的演变在发动机修理方面，制造商与军方的合作关系越来越紧密。
比如，普·惠公司与美国空军在廷克（Tinker）空军基地建立了军民合作关系。
军用航空发动机简介介绍
军用航空发动机关
03
键技术
军用航空发动机关键技术
• 军用航空发动机是现代军事航空技术的核心组成部分，其性能与可靠性直接决定了军用飞机的战斗力与作战效能。为了满 足各种极端环境和复杂任务的需求，军用航空发动机在技术上不断追求创新与突破。本文将重点介绍军用航空发动机中的 几项关键技术。
军用航空发动机的
作用
军用航空发动机的主要作用是为军用飞机提供推力，使其能够起飞、巡航和执 行各种任务。同时，军用航空发动机还需具备高可靠性、高效能、高机动性等 特点，以满足复杂多变的军用航空需求。
军用航空发动机的历史发展
早期发展
涡轮喷气时代
早期的军用航空发动机主要借鉴民用航空 发动机的设计，但在性能上提出了更高的 要求。
军用航空发动机简介介 绍
汇报人： 2023-11-22
contents
目录
• 军用航空发动机概述 • 军用航空发动机类型与特点 • 军用航空发动机关键技术 • 军用航空发动机的未来展望
军用航空发动机概
01
述
定义与作用
定义
军用航空发动机是为军用飞行器提供动力的专用发动机，是军用航空技术的核 心组防安全
军用航空发动机是国防安全的重 要支柱，直接影响军用飞机的性 能，进而关系到国家的空中优势
和战略威慑能力。
科技实力体现
军用航空发动机的研发和生产水 平是一个国家航空科技实力的直 接体现，对于提升国家在国际舞 台上的地位和影响力具有重要意
义。
经济发展
军用航空发动机产业具有高技术 、高附加值的特点，能够带动相 关产业链的发展，为国家经济发
随着涡轮喷气技术的出现，军用航空发动 机进入了全新的时代，具备更高的推力和 速度。
雄关漫道真如铁——中国喷气发动机发展史
漫道雄关真如铁，中国喷气发动机的发展 猎讯军情网2008-7-14缘起涡喷发动机的原理很简单，就是作用力和反作用力的牛顿第三定律的原理，可真正从原理到上天，人们用了几个世纪的时间。
1913年法国工程师勒内·罗兰提出的一种喷气推进发动机取得专利，但这是一种冲压式空气喷气发动机，那时既不可能制造又无处使用。
1930年，英国工程师弗兰克·惠特尔获得了第一个用燃气涡轮产生喷气推进的专利，但一直到11年后他的发动机才完成了第一次飞行。
1934年德国人汉斯·万·奥海因率先试制成功世界上第一台喷气发动机。
1937年4月12日弗兰克·惠特尔试制成功英国第一台喷气发动机。
但试运转并不理想，几经挫折，于1941年装上了格洛斯特战斗机。
英国在40年代最主要的军用涡喷发动机有德温特河，尼恩等。
特别是尼恩，它可以说是大多数现代发动机的鼻祖。
苏联在40年代末的时候引进了尼恩，其仿制品就是ВК－1，而ВК－1Ф在ВК－1的基础上增加了加力燃烧室。
这样，飞机的瞬时推力可以增加很多。
中国的发动机就是从ВК－1Ф起步的。
随着朝鲜战争的结束，中国人民空军的战斗机也在进行着新一轮的更新换代。
飞机和发动机的制造也提到了国家的议事日程上来。
之后，我国开始仿制苏联的发动机，涡喷5，涡喷6，涡喷7等一系列发动机的仿制增强了中国航空工业的实力。
可仿制也有尽头，随后的事件证明，没有真正的自主研制，中国的发动机还是要受制于人的。
人是要有点精神的，中国挺过了3年困难时期，原子弹和氢弹的爆炸震惊了世界，也鼓舞着中国人民的士气，一个大胆的想法在航空动力人的心中产生，研制自己的发动机，最新式的涡扇发动机。
当时该发动机的代号是910，也就是我们后来俗称的涡扇6，当时的想法是把该发动机的加力型作为新研制的歼击机歼9的动力，而把该发动机的无加力型910甲作为轰6和运9以及大型客机的动力。
可国家正在动乱之中，这个新生儿又怎能幸免于难呢，发动机的研制的进程走走停停，试车过程中喘振不断。
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第四代军用航空发动机（F119和EJ2000）
资料来源：西北工业大学
F119 ：
结构形式：双转子加力式涡轮风扇发动机
推力范围：加力 15568daN中间 9786daN
用途： F22
结构与系统：
风扇：3级轴流式，无进口导流叶片，宽弦设计
高压压气机：6级轴流式，整体叶盘结构
燃烧室：环型，浮壁结构
高压涡轮：单级轴流式，采用第三代单晶涡轮叶片材料，隔热涂层和先进冷却结构低压涡轮：单级轴流式，与高压涡轮对转
加力燃烧室：整体式，内外涵各设单圈喷油环
矢量喷管：二元矢量收敛－扩张喷管，俯仰方向可作-20度到 +20度的偏转
控制系统：第三代双余度FADEC
装备F119的F22
研制概况：
F119 是普惠公司为美国第四代战斗机研制的先进双转子加力式涡轮风扇发动机．其设计目标是：不加力超音速巡航，非常规机动和短距起落能力，隐身性能，寿命费用降低至 25% ，零件数减少 40%~60% ，推重比提高 20%, 耐久性提高两倍，零件寿命延长 50% ．F119 上采用的先进技术有：三维粘性叶轮机设计方法，整体叶盘结构，高紊流度强旋流主燃烧室头部，浮壁式燃烧室结构，高低压涡轮旋向相反，整体加力式燃烧室设计，二元矢量喷管和第三代双余度 FADEC 等 .
试车台上的F119
收敛－扩张型尾喷管
EJ2000 ：
结构形式：双转子加力式涡轮风扇发动机
推力范围：中间6000daN加力9000daN
用途：欧洲战斗机EF2000
结构与系统：
风扇：3级轴流式，采用三维跨音速宽弦叶片，无进口导流叶片．压比约为4.0
高压压气机：5级轴流式
燃烧室：环型，蒸发式喷油嘴
涡轮：单级轴流式低压涡轮＋单级轴流式高压涡轮
加力燃烧室：燃烧和混合型，采用多根径向火焰稳定器
尾喷管：全程可调收敛－扩张式
控制系统：FADEC，具有故障诊断和状态监视能力
装配EJ2000发动机的EF2000战斗机
研制概况：
EJ2000是欧洲四国联合研制的先进双转子加力式涡轮风扇发动机，用于欧洲四国联合研制的九十年代战斗机 EF2000．参加工作的有英国的罗 ? 罗公司，德国发动机涡轮联合公司，意大利菲亚特公司和西班牙涡轮发动机工业公司．1991年10月EJ2000原型机首次运转．
在发动机的设计要求中，除了达到高推重比(10)和地耗油率外，特别强调高的可靠性，耐久性和维修性
及低的寿命期费用．
EJ2000发动机
EJ2000全景图。