航空发动机行业报告（76页）

行业报告下载 2023年05月23日 07:35 管理员

涡轮风扇发动机在军用和民用领域的发展目标有所差异，军用领域侧重于高推重比，民用领域侧重于环境友好。军用领域第一代涡轮风扇发动机是 20 世纪 60 年代末 70 年代初发展起来的，代表型号有美国的 TF30、英国的斯贝 MK202、瑞典的 RM8 等，这一代发动机性能水平较低，推重比只有 5-6，研制周期一般为 5-7 年。第二代涡轮风扇发动机，发展于 20 世纪 70 年代中后期及 80 年代，用于装备第三代战斗机，代表型号有美国的 F100、F110 和 F404、英德意联合研制的 RB199、法国的 M53-P2、俄罗斯的 RD-33 和 AL-31F 等，这一代发动机性能水平较高，推重比达到 7.5-8.0（（M53-P2 为 6.6），不加力耗油率降至 0.6-0.8kg/(daN*h)，可靠性、维修性和耐久性高，作战适用性强，从验证机到原型机研制结束，通常要用 10 年左右时间。第三代涡轮风扇发动机是 20 世纪 90 年代发展起来的，用于装备第四代战斗机，代表型号有美国的 F119、法国的 M88-2、英德意西联合研制的 EJ200 等，这一代发动机推重比超过 10，能够为飞机提供超音速巡航能力，是目前最为先进的航空发动机，由于综合了各种先进技术，突破多项技术难点，这一代发动机从验证机到原型机研制结束要用 15 年以上，研制费用高达十几亿美元。

民用领域大涵道比涡扇发动机发展至今主要经历了 4 个阶段，即第一阶段（总压比为 22~30，涵道比为 4.2~5.0）、第二阶段（总压比为 28~34，涵道比为 5~6）、第三阶段（总压比为 30~40，涵道比为 6~8）及世纪交替的第四阶段（总压比 40~50，涵道比 8~11）。涡轮螺旋桨发动机是在燃气发生器或核心机后加装动力涡轮，燃气在动力涡轮中膨胀做功，驱动动力涡轮高速旋转，动力涡轮的前轴穿过核心机转子，通过压气机前的减速器驱动螺旋桨，产生向前的推力。涡轮螺旋桨发动机中燃气的大部分能量由动力涡轮吸收并从动力轴上输出，涡轮出口的燃气所产生的推力较小，仅占涡轮螺旋桨发动机输出功率的 10%左右。涡轮螺旋桨发动机的基本构造除了具有与涡轮喷气发动机相似的燃气发生器、动力涡轮、尾喷管、发动机附属系统及附件传动装置外，还需要有减速器部件和螺旋桨。涡轮螺旋桨发动机分为定轴式和自由涡轮式两种。动力涡轮与燃气发生器的涡轮连接在一起的就是定轴式，动力涡轮与燃气发生器的涡轮分开的，各自以不同转速工作的就是自由涡轮式，目前大多数的涡轮螺旋桨发动机都是自由涡轮式。为了克服涡轮喷气发动机的耗油率高经济性差以及活塞式发动机功率小等缺点，涡轮螺旋桨发动机在 20 世纪 40 年代后期、50 年代初期得到迅速发展，曾广泛用于旅客机和军用运输机，但由于螺旋桨不适用于高亚音速飞行，随着涡轮风扇发动机的出现，干线客机和大型军用运输机均采用了涡轮风扇发动机，20 世纪 70 年代后各国已不再研制大功率涡轮螺旋桨发动机。由于涡轮螺旋桨发动机在亚音速、短航线内的经济性好，目前在一些小型支线客机、小型运输机和通用飞机中仍被采用。

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