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日本擬2030新戰(zhàn)機F-3進展——高性能發(fā)動機材料實現(xiàn)耐久性

2016-01-28 10:56:15 作者：本網(wǎng)整理來源：

昨日中國國防科技信息網(wǎng)報道，日本擬2030年裝備下一代戰(zhàn)機F-3發(fā)動機核心機驗證試驗正在緊密開展。日本工程人員正準備制造一臺該戰(zhàn)斗機配套發(fā)動機的驗證核心機，同時已經(jīng)在超聲速下武器艙門的應(yīng)用研究方面取得了很大進展。發(fā)動機核心機兩大單元體“發(fā)動機渦輪罩環(huán)和渦輪葉片” 是關(guān)鍵技術(shù)，重在發(fā)動機高耐久性設(shè)計。發(fā)動機渦輪罩環(huán)可能采用了陶瓷基復(fù)合材料（CMC），為碳化硅增強的陶瓷基體，耐溫能力優(yōu)于金屬材料。渦輪導(dǎo)向葉片和工作葉片將采用鎳基單晶合金，渦輪盤材料為自主研發(fā)的TMW-24鎳鈷合金。

F-3戰(zhàn)斗機

據(jù)悉，日本防衛(wèi)省技術(shù)研發(fā)本部（TRDI）表示在制造出發(fā)動機驗證核心機后，將逐步完成包括風扇和低壓渦輪在內(nèi)的整臺發(fā)動機驗證。相比來說，F(xiàn)-3戰(zhàn)斗機在飛行性能方面更加強調(diào)耐久性和武器載荷。F-3戰(zhàn)斗機是一款采用腹部彈艙的重型戰(zhàn)斗機，可內(nèi)置6枚與“流星”導(dǎo)彈尺寸相當?shù)臎_壓動力空空導(dǎo)彈。TRDI宣稱發(fā)動機研發(fā)的下一個步驟是制造和測試核心機，然后開展整機試驗。按原計劃，低壓壓氣機（風扇）和低壓渦輪的原型將在2017財年完成試驗，發(fā)動機原型機應(yīng)在2018財年開始演示試驗，屆時日本政府也將據(jù)此決定F-3飛機是否繼續(xù)研發(fā)。

TRDI表示，發(fā)動機核心機的另外兩大單元體--壓氣機和燃燒室的試驗已經(jīng)取得了很好的結(jié)果。每架F-3戰(zhàn)斗機將裝備兩臺該型發(fā)動機，其結(jié)構(gòu)與美國F-22使用的F119發(fā)動機類似，采用雙軸對轉(zhuǎn)形式，包括3級風扇、6級高壓壓氣機、1級高壓和1級低壓渦輪。TRDI證實發(fā)動機高壓渦輪進口燃氣溫度將達到1800℃（3300F），發(fā)動機渦輪罩環(huán)可能采用了陶瓷基復(fù)合材料（CMC），為碳化硅增強的陶瓷基體，耐溫能力優(yōu)于金屬材料。渦輪導(dǎo)向葉片和工作葉片將采用鎳基單晶合金，渦輪盤材料為自主研發(fā)的TMW-24鎳鈷合金。日本技術(shù)人員在5年前曾希望用陶瓷基復(fù)合材料材料制造導(dǎo)向葉片，而更具挑戰(zhàn)的工作葉片將采用金屬材料。日本研究人員建議渦輪轉(zhuǎn)子的TMW-24盤可以通過傳統(tǒng)的鑄造-鍛造工藝制造，而不是過去二三十年間常用的粉末冶金工藝。日本研究人員估計，TMW-24材料的渦輪盤在630兆帕的離心力下，壽命可以達到1000小時。在此條件下，TMW-24盤耐溫可以達到710C，接近十年前粉末冶金技術(shù)的730C水平，超過1970年代中期以來最好的鑄造-鍛造技術(shù)的690C。

F-3戰(zhàn)斗機