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没有输家!美国发动机大战(Engine War)的回顾

超级雄猫换心术

  尽管 F-14B/F101DFE 计划被搁置,但发动机的出色表现还是给海军官员们留下了深刻的印象。相比较难以“伺候”的 TF30,GE 新发动机的诱惑实在是难挡的!1984 年,海军终于重启了“超级雄猫”的换发计划,为飞机换装两台 F110-GE-400 发动机。

  海军型与 F110 基本型存在的差异主要是由于安装的需要——即为了适应原装配 TF30 的飞机发动机舱。

F110-GE-400 发动机的改动之处

  新发动机无论是性能、可靠性还是维护性等方面较原来的 TF30 都有了大幅提高,经测试新发动机使雄猫的“航程增加 60%,爬升率提高 61%,作战滞空时间延长 1/3。爬升至 1,067 米的时间要快上 61%,加速时间减少 43%,另外还消除了 TF30 常见的尾烟。”1987 年 F110 发动机开始交付海军使用,装备 F-14B/D 型飞机。

1986 年的 F-14B 原型机,安装 F110-GE-400 发动机,测试结果是皆大欢喜

普.惠的补救措施

  虽然在 F100-100 服役的最初几年里,P&W 公司也针对发动机发生的问题做了一些改进,1976 年~1978 年间使用 AMT 方法验证了发动机的改进成效,翻修寿命从最初 500 小时提高到 750 小时。但是 P&W 非常清楚这些修补措施尚不能彻底解决可靠性不高的问题,尤其是当空军决定以 F101DFE 作为 F-15、16 飞机的后备动力时,P&W 发现 F100 已明显处于下风。恰好当时空军提出了 EMDP 计划、这成为 F100 发展历程中的重要转折点。在该计划的名义下 P&W 和军方签署了一份 Pre-FSD 的工程发展验证合同,改进 F100 的性能与可靠性。1979 年 7 月改进型 F100-PW-220 EMDP 项目正式开始,1980 年 4 月份发动机开始台架试车。在 F110 合同签订的那一年,P&W 也获得了一份研制 F100-PW-220 的 FSD 合同。

  鉴于 F100 可靠性不高所带来的严重后果, P&W 公司在 F100-220 研制之初就定下了一个指导方针,即不惜用牺牲性能的代价来提高发动机的可靠性、耐久性、结构完整性。这些改进包括:重新设计的“延长寿命的核心机” (ILC)、采用单晶材料制造涡轮叶片(由原来的 PWA1422 定向合金改为 PWA1480 单晶)、第一种用于战斗机发动机的 FADEC(全权限数字式发动机控制)、提高维护性的发动机故障诊断装置(EDU)、经改进的加力燃烧室和齿轮式燃油泵等。发动机的全加力推力保持在 105.9kN,但质量却增加了约 66kg,导致推重比下降到 7.4。

 

F100-PW-220 发动机的主要改进措施

  为了考核发动机的可靠性、耐久性,在 F100-220 的试验项目中还增加了 3 种试验:4000TAC 的加速任务试车、高 M 数下的耐久性试验以及高周疲劳试验。第一次加速任务试验中,发动机在 90 天内共运行 953 小时,相当于外场工作 9 年,试车期间发动机没有进行计划外检修,仅有 8 次维护(允许有 15 次),后来同一台核心机部件重新组装、再次完成一个 4000TAC 试车,在两次试验中由核心机引起的换发率、停车率、推力损失均为零,证明了 F100-220 的改进措施是有效的,彻底解决了可靠性不高的问题(见表 4),1985 年 3 月发动机设计定型,同年 11 月首台生产型发动机面世,1986 年投入使用,装备 F-15、F-16 飞机。历经十年艰苦磨砺,F100 终于走向成熟,为将来的进一步改型奠定了坚实的基础。

 

F100-PW-220 加速任务试车(AMT)

 

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