走进“太行“,认识最强中国心

太行发动机，也叫涡扇10系列发动机，是中国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机。由中国航空研究院606所研制，从最初预研到定型总共历时27年，是国产第三代大型军用航空涡轮风扇发动机。目前主要用于装备中国第三代高性能歼-11B战斗机。

依据装配对象的不同，涡扇10系列有涡扇10、涡扇10A、涡扇10B、涡扇10C、涡扇10D等型号，其中涡扇10A是专门为新歼配套的。中国为加快发展涡扇10系列发动机，采取两种方案。一是引进国外成熟的核心机技术，从美国进口了与F100同级的航改陆用燃汽轮机，这是涡扇10A核心机的重要技术来源之一;二是自研改进。中国充分运用当时正在进行的高推预研部分成果，对引进的核心机加以改进，使核心机性能大为增强。

涡扇10/10A采用了“3+7+1+2”结构，即三级风扇，七级整流，一级高压，二级低压共十三级。在研制该发动机机时成功地采用了跨音速风扇、气冷高温叶片、电子束焊整体风扇转子、钛合金精铸中介机匣、挤压油膜轴承、刷式密封、高能点火电嘴、气芯式加力燃油泵、带可变弯度的整流叶片、收敛扩散随口、高压机匣处理以及整机单元体设计等先进技术。

在太行的早期型上，其高压涡轮叶片采用的是DZ125定向凝固合金，但定型批量生产全部采用DD6单晶合金，涡轮盘早期型应用的是GH4169高温合金，如今已经开始应用FGH95粉末冶金。高低压涡轮采用对转结构，这种设计能减少飞机作机动飞行时作用于发动机机匣上的载荷，使机匣可以作得轻些;还可以省去低压涡轮导向器，使发动机零件数、长度、重量均减少。太行的最大推力在13200公斤，推重比7.5，涡轮前温度1474C。

早期太行的涵道比为0.78，3级轴流式风扇+可变弯度进口导叶，压比3.4。9级轴流式高压压气机(压比12，绝热效率85%)，高压压气机0~3级静叶可调，5级后放气；燃烧室是短环形带气动雾化喷嘴；1级轴流式高压涡轮+2级轴流式低压涡轮；V形加径向混合型火焰稳定器的加力燃烧室；尾喷管是收敛-扩张可调喷管控制系统，这是我国首次在发动机上采用这种喷管，估计以后会换装我国自己的全向推力矢量喷管(AVEN)。从国际发动机的情况来看，航空发动机基本分成三大类，即小推力发动机，推力一般在3000公斤以下;中推力发动机，推力一般在6000-9000公斤;大推力发动机，推力一般在11000公斤-15000公斤，涡扇10无疑是大推力级发动机。

在太行发动机研制过程中采用的新技术:

1)风扇：带进气可变弯度导向叶片的跨音速气动设计。进口导叶：采用悬臂支承，不带进气变弯度导向叶片。机匣：超塑成型扩散连接的进气机匣，是国内该项设计技术的全新突破;

2)两级低压涡轮为复合倾斜弯扭的三维气动设计，低压涡轮两级导向叶片均为空心、三联整体无余量精铸结构，与高压涡轮对转，其效率达到当今国际先进水平。

3) 太行的空心叶片，借鉴了国际上先进的气膜冷却技术，大胆采用了复合气冷空心涡轮叶片。它不仅包括先进的设计技术、高温材料技术，还包括定向凝固技术、无余量精铸技术、五坐标数控打孔技术、磨粒流光整技术、无损检测技术、冷却试验技术、高温涂层技术。

4)"太行"发动机复合材料外涵机匣是复合材料技术在国内航空发动机上的第一次应用。是国外第四代发动机技术，填补了国内航空发动机技术的空白;复合材料外涵机匣比钛板焊接结构的外涵机匣重量减轻30%，而且比强度、比刚度更高，疲劳寿命更长，更耐腐蚀。

5)加力燃烧室为"平行进气"式，工作范围宽，重量轻，流体损失小，采用分区分压供油方案，保证了在发动机工作包线内的可靠点火和稳定;

6)第Ⅳ级和Ⅷ级高压压气静子叶片，在国内首次实现了高温合金叶片的冷辊轧。研制成功的GH4169合金Ⅳ级至Ⅷ级静子叶片冷辊轧填补了国内高温合金叶片冷辊轧技术的空白。2004年12月底完成攻关，在国际上处于领先地位。

7)尾喷口为全程无级可调收敛扩散喷口设计，填补了国内的空白。不过收扩喷口精铸件平均合格率仅为54%，尚需进一步提高。

8)"太行"航空发动机涡轮后机匣电子束焊接，无论是工艺安排还是零件交付质量都无可挑剔。

9)将纳米氧化锆技术应用于热障涂层，给"太行"发动机高压涡轮导向叶片以及低压一、二级导向叶片穿上了一层性能优良稳定的"保护衣"，达到了世界热障涂层技术应用的最前沿。2005年5月，完成该技术工程化，在"太行"发动机叶片上应用。2005年8月，用纳米氧化锆热障涂层技术喷涂的高压涡轮导向叶片解决了烧蚀问题，顺利通过了"太行"发动机长期试车考核。

10)首次采用整体铸造钛合金中介机匣;其技术难题最终由北京航空材料研究院解决。

11)"太行"发动机试验初期所用的控制系统是数字电调系统，但其在稳定性、可靠性和抗干扰性等方面还不够成熟，因此改为机械液压方案，1998年12月，该方案装机试车，经过严格的考核验证，能保证发动机可靠工作。原来的数字电调方案则改为第二案，待发展成熟后再取代机械液压控制方案。

12)在"太行"发动机原型机研制阶段，高压涡轮盘采用了粉末冶金的新材料，但由于国内相关技术尚未完全成熟，从定型批这种材料被换掉。