F110涡轮风扇发动机,是通用电气为美国空军和海军研制的一种F100的替代发动机,是在F101发动机的核心机和F404发动机的风扇与喷管的基础上发展而来的加力涡扇发动机。
1980-1985年,F110涡轮风扇发动机开始进行科研试飞。1986年,F110涡轮风扇发动机完成定型试飞,并投入使用。
F110涡轮风扇发动机由三级风扇、九级高压压气机、一个环形燃烧室、一级高压涡轮和两级低压涡轮等主要零配件所组成。其主要用于美空军F-14战斗机、F-15战斗机和F-16战斗机。
研发背景
20世纪70~80年代,为满足F-15、F-16、F/A-18、苏-27战斗机等第3代空中优势战斗机对增大发动机推重比的突出要求,航空发动机设计和制造商研制了F100、F110、F404AL31F等推重比7-8的第3代战斗机发动机,并在投入使用后遵循“多继承、少创新”的研制原则,不断地改进改型,推出了综合能力不断提高的多型发动机。
研发历程
1980年12月19日,F110发动机在F-16飞机上进行首次飞行验证,于1981年5月29日完成,共飞行65次。
1981年月7~9月和1982年1~3月,F10IDFE发动机在F-14战斗机飞机上进行了科研试飞,共采用4台发动机,飞行44次。1984年~1985年,F110细长型发动机在 F-16XL战斗机 上进行了科研试飞,还在阿诺德工程发展中心和GE 公司的试验设备上进行了大量的非安装试验。1986年,F110涡轮风扇发动机完成定型试飞,并投入使用。
之后,在F110-GE-100发动机的基础上通用电气又发展了推力为 12900dAN、推重比为7.28的F110-GE-129发动机并于1991年配装F-16C/D和F-15A/C战斗机投入使用。在F110-GE-129IPE装备部队后,又以该发动机的技术为基础,采用综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划等预先研究计划和部件改进计划(CIP)的成果,研制F110-GE-129EFE发动机。1991年10月,其验证机F110X的海平面试验推力达到162千牛,推重比接近9.5。转入工程研制阶段后,历经10年提高性能、可靠性、耐久性和减轻重量等方面的大量试验研究,取得了进展,并以最大推力为151.4千牛通过定型审定,2002年投产。之后美国空军将推力为14200dAN的F110-GE-129EFE发动机命名为F110-GE-132;将推力为151400dAN的110-GE-129EFE发动机命名为F110-GE-134。
性能数据
参考资料
基本结构
F110涡轮风扇发动机由三级风扇、九级高压压气机(大部分的叶片材质为钛合金)、一个环形燃烧室(采用镍合金,配备两套燃料注射系统与两套环装点火系统)、一级高压涡轮和两级低压涡轮(转子材料为钛合金)等主要零配件所组成。
性能特点
F110涡轮风扇发动机从基础型号F110-GE-100的12,700千克最大加力推力,到F110-GE-129的13,336千克,再到F110-GE-132的14,742千克,推力不断提升以满足高性能战机需求;基础型号即具备高达7.13的推重比。其基础型号理论大修间隔已达4,000小时,远超同期对手;通过材料与控制系统升级,F110-GE-129延长至4,300小时;经SLEP应用民用CFM56-7技术(如燃烧室冷却、3D气动设计)后,寿命突破至6,000小时;即使在阿拉伯联合酋长国恶劣沙漠环境中,F110-GE-132也能保持4,000小时以上的寿命。其核心部件采用高性能材料(如9级钛合金高压压气机叶片、镍合金环形燃烧室配双燃料/点火系统、钛合金涡轮转子);后续型号如F110-GE-132引入三级一体式叶盘风扇、复合材料外涵道机匣减重增韧,并以火焰稳定器革新加力燃烧室设计提升耐久性。FADEC系统集成了燃油计量、作动控制、间隙管理等模块,显著提升了推力性能、燃油效率、可靠性,降低了维护成本,并实现了关键的“飞推火电”一体化控制。F110涡轮风扇发动机通过SLEP和CIP等计划,不断融合民用发动机先进技术,持续提高发动机在极端环境下的耐用性、可靠性和可维护性,且这些升级方案具备良好的通用性。
用途
F110涡轮风扇发动机主要用于美空军F-14战斗机、F-15战斗机和F-16战斗机。
参考资料
军用航发的巅峰之作,美制F110发动机(微信小商城有优惠券,买书的朋友别忘了领取!).微信公众平台.2024-01-25