变循环发动机的进展 其他VCE 部件有模式选择活门、前可调面积涵道引射器(前 VABI)、后可调面积涵道引射器(后 VABI)和可调面积低压涡轮导向器。模式选择活门用来确定发动机以涡喷或涡扇模式工作。前 VABI 是改变核心涵道流量的活门。该活门可进行两个风扇段之间的放气,从而控制前风扇段的失速裕度。后 VABI 是改变涵道气流马赫数的活门,用以保持涵道气流与核心气流掺混时的静压平衡。可调面积低压涡轮导向器允许单独控制高压涡轮转速,而使发动机具有更大的灵活性。它还可在宽广的工作范围内提高循环匹配能力。 在起飞和亚声速巡航时发动机呈双涵模式。通过增加前段风扇转子转速并打开模式选择活门以及前和后 VABI,使前段风扇具有最大空气流量。由于转速不匹配,核心机不能吞下所有空气流量,剩余空气通过前 VABI 流入外涵道。此时,关小 CDFS 的可调导向叶片的角度,从而减小核心流量,使发动机具有最大的涵道比。 在亚声速巡航时,发动机能使进气道溢流和内部性能匹配得最佳。在发动机节流到巡航状态之前一直能保持最大流量。这样,就消除了常规混排涡扇发动机在节流过程中出现的巨大溢流和后体阻力。增加的涵道比改善了推进效率,从而改善性能并降低耗油率(15%左右)。 在加速/爬升和超声速巡航时,发动机以单涵模式工作。关闭模式选择活门,关小前 VABI和后 VABI,仅允许少量空气通过核心涵道以冷却喷管,后风扇段和高压压气机通过前风扇的几乎全部出口空气流量。这时产生高的单位推力,以维持高速飞行。 在 SCR 计划下,对 GE21 进行了成功的试验,实现其主要目标。在最关键的VCE 特征的概念、硬件和工作方面树立了信心。这为未来的VCE 计划特别是 F120 打下了坚实的基础。 3 F120 F120 是用于美国空军先进战术战斗机(ATF, 后正式编号为 F-22)的候选发动机,通用电气公司编号为 GE33。它是美国空军和海军在 1983~1990 年主持的SCR、ATEGG、JTDE 和ManTech 等一系列计划的产物。这些计划致力于发展最终构成 F120--第三代 VCE 的先进发动机部件。 F120 是一种满足先进战术战斗机(ATF)的大功率状态高单位推力和部分功率状态低耗油率相互矛盾要求的双涵 VCE。这些要求由综合涡喷发动机和涡扇发动机最有吸引力的特点得到满足。与 GE21 一样,它能够以单涵和双涵模式工作。其变循环特征基本与 GE21 相同,但后来将可调模式选择活门改为比较简单的被动作动旁路活门。 F120 基本结构是...