②低壓渦輪。由于PW1120涵道比减小,其進口空氣流量大約减少到F100的75%,因此PW1120可以去掉第二級低壓渦輪幷减少零件數量。無冷却的低壓渦輪盤、工作葉片和導向葉片使用了與F100發動機相同的材料,幷使冷部件的壽命達到4000小時,熱部件壽命達到2000小時,與通用的熱端部件4000TAC相符合。工作葉片和導向葉片分別采用PW1142定向凝固合金和INl00鎳基合金,爲保證飛行安全,低壓渦輪機匣設計成能包容全部葉片。
③加力燃燒室和噴管。PW1120渦輪噴氣發動機爲單股流加力,與F100的雙股流混合加力(即內外涵混合加力)相比,其加力燃燒室和噴管結構簡單而且重量輕,長度也有所减少。PW1120采用了普通的“V”型槽火焰穩定器和5圈徑向間隔噴油環構成的分區供油系統,以獲得均勻的燃油濃度分布。噴油環的幾何形狀和連續供油的調節,使加力響應時間和分區轉換時的壓力突升峰值减至最小。單個“V”型槽火焰穩定器包括整體的輻射狀內部和外部輻式穩定器,幷以最小的阻塞使加力燃燒室效率達到最高。從內槽尾錐體的支撑給火焰穩定器以必需的穩定性,以抵抗不對稱氣動載荷,幷對高頻和低頻起振動阻尼器的作用。爲提高安全性,PW1120發動機安裝了雙重點火系統和點火檢測器,不僅提高可靠性,而且還提供了滿足每個點火器需要的局部點火油氣比:一個最適合于海平面點火,而另一個則最適宜于高空低馬赫數狀態點火。
點火檢測器能够防止由于延遲點火或加力燃燒室熄火之後,再點火而伴隨産生的高壓力突升。點火檢測器在發現加力燃燒室不點火時即終止加力燃燒室供油,幷將發動機恢複到中間推力狀態。在熄火情况下,不需要飛行員任何動作,自動切斷加力燃燒室供油;發動機恢複到中間推力狀態後再恢複加力狀態。PW1120爲可調收斂一擴散噴管,與F100發動機相比,其噴管長度短、結構簡單、重量輕。收斂和擴散噴管面積的變化由3個F100型發動機的球型-螺杆氣動馬達作動器,沿槽形軌道驅動同步收斂調節片的收放來實現。無冷却的外部擴散調節片有收斂調節片牽動,使預定的面積比隨收斂噴口的位置變化。
④主燃燒室與F100的基本相同,但采用渦流嘴式燃油噴嘴,改善了燃油霧化質量,提高了燃燒效率,幷采取增强冷却效果的措施。
⑤高壓渦輪采用單晶葉片代替F100的定向凝固葉片,第一級葉片采用蓮蓬頭式冷却方案,以改善冷却效果和延長壽命;第二級導向器加强了冷却以降低熱應力,第二級葉片也作了適當改進,整個高壓渦輪部件的耐久性比F100有所提高,達到2500次循環。爲F100研制的新渦輪部件同樣可應用到PW1120上,據稱可將渦輪壽命循環提高到5500次。
⑥由低壓壓氣機連續引氣15.5%,這股氣流經燃燒室機匣、渦輪機匣、加力筒體和噴管外壁排出,對上述部件進行冷却。PWll20之所以稱爲連續放氣式,即由此得名。上述改進不僅可以使PWll20在與F100相同的最高溫度下工作,而且在飛行包綫的大部分區域內其工作溫度低于F100,但性能指標未降。這不僅延長了發動機使用壽命,還降低了壽命故障率、减少了維護費用。新發動機還將繼續從執行中的F100發動機部件改進計劃中獲得收益,進一步降低壽命期費用。
PW1120發動機具有較大的中間推力,可在非加力狀態下完成大部分典型的戰鬥任務。由于此推力狀態下的耗油率較低,因此飛機作戰半徑和航程相應增大。應該說PW1120是相當不錯的動力,推力相當大(達到9360公斤力),而且推重比也高(達到7.26),即使以今天的眼光來審視也是一種相當優秀的發動機。在當時而言,能和這種發動機媲美的也只有蘇聯的AL-2l和P-29,雖然後兩者的推力較大,但推比明顯和PWll20不在一個檔次上。時至今日,能與其相提幷論的渦噴發動機也只有“昆侖”Ⅱ發動機及其改型,而且後者在渦輪葉片上采用的只是定向凝固合金,PW1120在20多年前就采用了單晶合金。兩相權衡,PWll20無愧于渦噴發動機的巔峰之作。就裝配于超7而言,由于PWl 120的空氣流量是81公斤/秒,而超7的原型殲7是機頭進氣,其發動機渦噴7的空氣流量是64.5公斤/秒,顯然進氣流量不匹配,總壓恢複系數只能到0.8~0.85。
因此,超7必須采用兩側進氣,這樣總壓恢複系數才能達0.95;同時采用PWll20,就要對超7的中後機身作較大改動,頭部還需增加135公斤的配重平衡燃油系統的變化。在中方當時還無力對超7氣動布局采取較大改進的情况下,采用美方這個方案雖然花錢較多,但性能改善明顯。其實,美國似乎無意將如此先進的動力提供給中國,即使提供,要實現國産化對中國來說也是漫漫長夜。事實上,中國本也打算引進仿制該型發動機,相關飛機研制單位也打算研制采用雙發PW1120的戰機型號。但就“昆侖”的研制進程之長和國際政治關系變幻莫測的情况,選用PWll20對美方和中方來說是否可行,還要打上一個大大的問號。 |