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航空发动机的核心技术——核心机

 飞鸟

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         航空发动机的核心技术是核心机技术,那么什么是核心机呢?从物理概念上讲,核心机是在燃气涡轮发动机中由高压压气机、燃烧室和驱动高压压气机的高压涡轮组成的核心部分,它连续输出具有一定可用能量的燃气,又称为燃气发生器。

      用核心机作为技术平台,可以在真实的发动机环境下验证新设计、新材料和新工艺的技术可行性,同时在一定程度上评估相关发动机的性能、成本和耐久性。这种关键硬件技术的验证有助于降低将这些技术转移到工程应用时的风险。在核心机基础上,配上不同的风扇、低压涡轮、加力燃烧室等低压部件及相关系统,就可以以较低的风险研制出覆盖一定推力(功率)范围的一系列发动机。
    核心机技术又包括核心机的设计技术和核心机试验技术。
    核心机是燃气涡轮发动机中最重要的组成部分,其设计技术水平的高低对发动机的水平有着决定性的影响。核心机的主要组成部件(压气机、燃烧室、高压涡轮)在发动机中处于最恶劣的工作环境(高压力、高温度),且具有最高的工作转速,因而是发动机强度和使用可靠性方面最为关键的部件。在新发动机研制过程中发生的许多问题,以及使发动机调试过程延长的大部分问题都与核心机密切相关。因此,提前对核心机设计技术进行研究,能够大幅度减少发动机的研制风险,缩短高性能发动机的研制周期。国外航空发动机发展的成功经验表明,“核心机—验证机—原型机”是一条科学、合理的航空发动机发展道路。

    核心机设计技术是高发动机性能的保证。这些相关设计技术的验证,特别是在核心机/发动机环境下的综合试验验证是其中的关键环节,有利于考核部件设计技术的适应性和高压部件的匹配性。
    高压部件设计技术是核心机、验证机设计技术的基础,部件设计技术的验证则是开展核心机、验证机技术验证的前提。首先,高压部件设计技术只有在核心机/发动机环境下才得以验证,而核心机设计技术只有在发动机整机真实环境下才得以验证;其次,重要研究内容:部件匹配、性能调试、系统考核,都必须依赖于核心机/发动机整机的试验验证平台。
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