文/陳光
RD-93(俄文為 РД-93)加力式渦輪風扇發動機是在 RD -33(俄文為 РД-33)的基礎上,為適應飛機設計的需要,將上置的附件機匣改為置於發動機下部的改進型,發動機中各部件的結構(除適應附件機匣位置改動而帶來的中傳動裝置中從動錐齒位置有變動外)兩型完全一樣。
圖1與圖2分別示出RD-33與RD-93的外形圖,從圖1與圖2中可見兩型發動機中附件機匣位置有明顯的差異。
圖1、RD-33發動機外形圖
20世紀60年代末,蘇聯總參謀部針對美國的“FX”計畫(後演變為F-15戰鬥機),提出了相對應的PFI計畫。
1971年,該計畫分化為兩部分,一個是“TPFI”計畫,T代表重型,該計畫發展了蘇-27戰鬥機;另一個是“LPFI”計畫,L代表輕型。 LPFI計畫全稱為“輕型前線戰鬥機計畫”,後來發展了米格 29戰鬥機。
圖2、RD-93發動機外形圖
1972年蘇軍向米格設計局提出研製新型戰鬥機替代蘇軍中米格-21和米格-23的需求。
新的輕型戰鬥機將承擔戰術空中任務,及進行護航和地面攻擊,並命名為“米格-29”。 米格-29正式設計開始於1974年,1977年10月6日首飛。
第二架原型機於1978年6月首飛。 1982年米格-29在莫斯科和高爾基的工廠投入批量生產,1983年開始裝備部隊。
圖、米格-29
為了配合米格-29的研製與發展,蘇聯列寧格勒克裡莫夫設計局(現為俄羅斯聖彼德堡克裡莫夫公司)於20世紀70年代初期開始研製高推重比的加力式渦輪風扇發動機 RD 33,並由莫斯科契爾尼舍夫機械製造廠(紅十月工廠)生產。
RD 33是蘇聯第1種推重比為8.0一級的發動機(另一型為用於蘇 27的 AL 31F,蘇 27晚于米格 29於1984年開始裝備部隊),發動機推重比按幹重量計算為7.87,按交付狀態重量計算則為6.62。
有報導稱截至1995年1月,俄羅斯已生產1216架裝 RD 33發動機的米格 29單座型和197架雙座型,合計1413架。
在飛機與發動機發展過程中,承擔發動機試驗的2號飛機和4號飛機,均因發動機問題先後於1978年6月15日和1980年10月31日墜毀。
圖、RD-33
為了滿足中國FC 1“梟龍”戰鬥機的需要,克裡莫夫設計公司將 RD-33的附件機匣由安置在發動機的上部,改為安置在發動機下方,並將發動機命名為 RD 93。
據《簡氏防務週刊》2005年6月17日報導,俄羅斯國家武器出口公司已就向中國 FC-1“梟龍”戰鬥機提供 RD 93發動機事宜簽署了合同。
分析人士估計,俄向中方提供首批100台發動機、零部件和維修服務的總價值為2.67億美元。
圖、FC-1梟龍
克裡莫夫設計局曾研製過蘇聯最早的噴氣發動機РД-10、РД-45Ф、ВК-1與 ВК-1Ф等,以後研製過多種用於直升機的渦輪軸發動機,如 ТВ2-117(用於米-8直升機)與 ТВ3117(用於 Кa 28直升機),還研製過用於運輸機 ИЛ-114的ТВ7-117。當然最為有影響的還是用於米格-29的 RD-33。
2 RD-93發動機總述
圖3示出 RD 93發動機總體結構示意圖,圖中未示出加力燃燒室及可調尾噴管。
圖3、RD 93發動機結構示意圖
RD-93由4級帶處理機匣的風扇、9級高壓壓氣機、環形直流燃燒室、帶冷卻葉片的單級高、低壓渦輪、帶徑向與環形穩定器的加力燃燒室及可調尾噴管等組成,整台發動機劃分為11個單元體,採用全許可權數位式控制。
發動機主要參數為:中間推力(不開加力最大推力)為50kN,最大推力(開加力推力)為81.4kN,加力比為1.628;中間耗油率為0.785kg·(daN·h)-1,最大耗油率2.73kg·(daN·h)-1,空氣流量為77kg/s,總壓比為21,涵道比為0.48,渦輪前最高燃氣溫度為1680K。
表1列出 RD 93與F100 PW 100發動機主要參數的比較。F100 PW 100是世界上第1種推重比為8.0一級的加力式渦輪風扇發動機,用於美國第三代戰鬥機 F 15與 F16,F 15於1974年裝備美國空軍,比米格 29早9年投入服役。
表1、F100-PW-100和RD-93發動機主要參數比較
從表1列出的發動機主要參數來看,RD-93的迴圈參數與性能參數基本同於F100的初始型號F100-PW-100,但是影響發動機性能的重要參數之一的總壓比比F100的低16%,這在第三代戰鬥機中是少見的,同時代西方國家發動機中,一般總壓比均在25左右。
在表1中未列出的發動機可靠性與耐久性的參數來看,顯然 RD-93無法與F-100等西方國家的發動機相比,這已是世界輿論普遍的看法。
綜觀 RD-93發動機結構設計來看,RD-93是一種既採用了蘇聯發動機結構設計中的某些傳統設計(例如風扇中的盤、鼓採用圓柱面定心與徑向銷釘傳扭的連接方式等),又採用了當時最先進的技術的設計(例如高壓壓氣機前幾級盤與鼓採用焊接連接方式,高壓渦輪後軸承採用仲介軸承等),而且還採用了西方某些發動機的傳統設計(例如高壓壓氣機後幾級盤與鼓採用多根長螺栓連接方式),以及西方國家發動機中很少採用的風扇處理機匣等。
在當時(20世紀60年代末~70年代初期)採用了類似大雜燴的結構設計,能在較短時間內研製出基本適用的高性能發動機,滿足了第三代戰鬥機米格 29研製的需要,這種較為實際的做法,比脫離現實單純追求高精尖的冒進做法是可借鑒的。
分析人士估計,俄向中方提供首批100台發動機、零部件和維修服務的總價值為2.67億美元。
圖、FC-1梟龍
克裡莫夫設計局曾研製過蘇聯最早的噴氣發動機РД-10、РД-45Ф、ВК-1與 ВК-1Ф等,以後研製過多種用於直升機的渦輪軸發動機,如 ТВ2-117(用於米-8直升機)與 ТВ3117(用於 Кa 28直升機),還研製過用於運輸機 ИЛ-114的ТВ7-117。當然最為有影響的還是用於米格-29的 RD-33。
2 RD-93發動機總述
圖3示出 RD 93發動機總體結構示意圖,圖中未示出加力燃燒室及可調尾噴管。
圖3、RD 93發動機結構示意圖
RD-93由4級帶處理機匣的風扇、9級高壓壓氣機、環形直流燃燒室、帶冷卻葉片的單級高、低壓渦輪、帶徑向與環形穩定器的加力燃燒室及可調尾噴管等組成,整台發動機劃分為11個單元體,採用全許可權數位式控制。
發動機主要參數為:中間推力(不開加力最大推力)為50kN,最大推力(開加力推力)為81.4kN,加力比為1.628;中間耗油率為0.785kg·(daN·h)-1,最大耗油率2.73kg·(daN·h)-1,空氣流量為77kg/s,總壓比為21,涵道比為0.48,渦輪前最高燃氣溫度為1680K。
表1列出 RD 93與F100 PW 100發動機主要參數的比較。F100 PW 100是世界上第1種推重比為8.0一級的加力式渦輪風扇發動機,用於美國第三代戰鬥機 F 15與 F16,F 15於1974年裝備美國空軍,比米格 29早9年投入服役。
表1、F100-PW-100和RD-93發動機主要參數比較
從表1列出的發動機主要參數來看,RD-93的迴圈參數與性能參數基本同於F100的初始型號F100-PW-100,但是影響發動機性能的重要參數之一的總壓比比F100的低16%,這在第三代戰鬥機中是少見的,同時代西方國家發動機中,一般總壓比均在25左右。
在表1中未列出的發動機可靠性與耐久性的參數來看,顯然 RD-93無法與F-100等西方國家的發動機相比,這已是世界輿論普遍的看法。
綜觀 RD-93發動機結構設計來看,RD-93是一種既採用了蘇聯發動機結構設計中的某些傳統設計(例如風扇中的盤、鼓採用圓柱面定心與徑向銷釘傳扭的連接方式等),又採用了當時最先進的技術的設計(例如高壓壓氣機前幾級盤與鼓採用焊接連接方式,高壓渦輪後軸承採用仲介軸承等),而且還採用了西方某些發動機的傳統設計(例如高壓壓氣機後幾級盤與鼓採用多根長螺栓連接方式),以及西方國家發動機中很少採用的風扇處理機匣等。
在當時(20世紀60年代末~70年代初期)採用了類似大雜燴的結構設計,能在較短時間內研製出基本適用的高性能發動機,滿足了第三代戰鬥機米格 29研製的需要,這種較為實際的做法,比脫離現實單純追求高精尖的冒進做法是可借鑒的。