M53涡轮风扇发动机 :法国生产的涡轮风扇发动机

更新时间:2024-09-20 11:50

为了研制一种适合80年代的高速高性能多用途战斗攻击机的发动机,SNECMA公司于1967年开始M53的设计。1970年2月M53首次试验,1973年7月装在专门改装的“快帆”空中试车台上首次试飞,1974年12月又装在“幻影”F1空中试车台上首次超音速飞机,马赫数达1.2,在以后的试飞中马赫数超过2。1978年3月在“幻影2000战斗机”2000上首飞,1978年末在“超幻影”4000上首飞。1976年8月M53完成军方定型试验,1979年末开始生产。M53的设计目标是:适合高速(M2.5)飞行的高单位推力、轻的重量和结构完整性;低空超音速巡航的耗油率低;可靠性高;结构简单;维修费用低。截止2001年12月31日,M53发动机共有617台在世界各地服役,总累积超过93万飞行小时。M53服役计划将超过2025年。

简介

装机对象

M53-2幻影2000战斗机原型机。

M53-5“幻影”4000原型机。

M53P2“幻影”2000。

M53-PX2“幻影”2000。

M53采用了阿塔发动机、TF106与TF306发动机的研制技术与经验。与阿塔9K50发动机相比,在直径相同情况下,M53的推力提高约1960daN,巡航耗油率降低10~15%,长度缩短约1米。

M53的特点是采用三支点的单转子结构,与双转子结构相比,这种结构虽然性能较差,但零部件少,结构简单,便于维修。M53采用了大量钛合金,大大减轻了发动机重量。该发动机共有12个单元体。M53的研制费用约1亿多美元。

M53-2早期的原型机。

M53-5在M53-2基础上的发展型,除加力推力稍增加外,外廓尺寸、重量和设计参数与M53-2基本相同。为改善发动机喘振裕度,对压气机叶片、控制系统和涡轮导向器做了改进。

M53-P2M53的进一步改进型。主要改进包括采用先进的低压压气机、改进的涡轮转子叶片设计、重新设计热端部件、先进气膜与对流冷却。-P2于1981年6月首次台架试验,1985年1月开始生产。

M53-PX3型发动机具有高推力、低成本和先进工艺技术。技术改进包括全新的数字电调、涡轮优化设计和可重复工作的加力系统。M53-PX3型发动机将使幻影2000战斗机保持尖端性能。

结构系统

进气口环形,带尖进气锥,用热空气防冰。

风扇3级轴流式。跨音速风扇悬臂支承在前滚棒轴承上。转子盘-鼓为电子束焊接的整体式结构。转子叶片无减振凸台。叶片用钛合金制造。无进口导流叶片。

压气机5级轴流式。等外径设计。整流叶片不可调,无中间放气。无进口导流叶片。前3级转子是电子束焊接的钛合金整体式结构,后2级是钢的,用螺栓连接。

燃烧室环形,无烟。6段气膜冷却。机加工的气膜孔径约2.5~3mm。气膜孔环与二股气流进气段用电子束焊接。有14个预蒸发燃油喷嘴。

涡轮2级轴流式(M53P2为3级)。转子叶片与导向器叶片为对流冷却。第1级转子叶片与导向器叶片有15个通冷空气的小孔,第2级有8个。

加力燃烧室平行进气的内外涵气流混合式。V型火焰稳定器。3圈供油环供油。轴向波纹状防振屏。隔热屏有11段圆环和11排气膜冷却孔。

尾喷管可调引射喷管。16对调节片和封严片由16个作动筒操纵。尾喷管喉部面积变化范围为2850~5550cm2。

控制系统M53-5采用电气-机械控制系统,但带有一台对全系统都起作用的电子计算机。此外,还有后备系统。当主系统发生故障时,仍可保证主系统和加力系统的工作。M53-P2为全权数字电子控制系统,同时备有应急燃油系统。

燃油系统来自飞机油箱的燃油经增压泵后,分别进入主燃油泵和加力燃油泵,两路燃油经过各自的调节器后,分别经各自的燃油总管,进入主燃烧室和加力燃烧室。使用JP-1或JP-4。

滑油系统由齿轮式滑油增压泵、回油泵、自动断油指示器、油滤、滑油分配器和散热器等组成。单发时备有应急滑油系统,在发生故障时可保证发动机可靠工作20min。

起动系统燃气涡轮起动机。

点火系统主燃烧室有2个高能点火电嘴,火花能量为4J。

技术数据

加力推力(daN)

M5328330

M53-58820

M53-P29500

中间推力(daN)

M53-55440

M53-P26330

加力耗油率[kg/(daN·h)]

M53-52.09

M53-P22.12

中间耗油率[kg/(daN·h)]

M53-50.887

M53-P20.907

推重比

M53-56.12

M53-P26.56

空气流量(kg/s)

M53-586

M53-P294

涵道比

M53-2,-50.35

M53P20.36

总增压比

M53-P29.8

涡轮进口温度(℃)

M53-21200

M53-51230

M53-P21260

直径(mm)1055

长度(mm)

M53-P25070

M53-54844

质量(kg)

M53-51470

M53-P21478

参考资料

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