M53渦輪風扇發動機

M53渦輪風扇發動機,屬於軍用渦扇發動機,由法國國營航空發動機研究製造公司研製。1976年8月M53完成軍方定型試驗,1979年末開始生產。

M53系列
牌 號 M53
用 途 軍用渦扇發動機
類 型 渦輪風扇發動機
國 家 法國
廠 商 國營航空發動機研究製造公司
生產現狀 生產
裝機對象 M53-2 “幻影”2000原型機。
M53-5 “幻影”4000原型機。
M53-P2 “幻影”2000。
M53-PX2 “幻影”2000。
研製情況
為了研製一種適合80年代的高速高性能多用途戰鬥攻擊機的發動機,SNECMA公司於1967年開始M53的設計。1970年2月M53首次試驗,1973年7月裝在專門改裝的“快帆”空中試車台上首次試飛,1974年12月又裝在“幻影”F1空中試車台上首次超音速飛行,馬赫數達1.2,在以後的試飛中馬赫數超過2。1978年3月在“幻影”2000上首飛,1978年末在“超幻影”4000上首飛。1976年8月M53完成軍方定型試驗,1979年末開始生產。M53的設計目標是:適合高速(M2.5)飛行的高單位推力、輕的重量和結構完整性;低空超音速巡航的耗油率低;可靠性高;結構簡單;維修費用低。截止2001年12月31日,M53發動機共有617台在世界各地服役,總累積超過93萬飛行小時。 M53服役計畫將超過2025年。
M53採用了阿塔發動機、TF106與TF306發動機的研製技術與經驗。與阿塔9K50發動機相比,在直徑相同情況下,M53的推力提高約1960daN,巡航耗油率降低10~15%,長度縮短約1米。
M53的特點是採用三支點的單轉子結構,與雙轉子結構相比,這種結構雖然性能較差,但零部件少,結構簡單,便於維修。M53採用了大量鈦合金,大大減輕了發動機重量。該發動機共有12個單元體。M53的研製費用約1億多美元。
M53-2 早期的原型機。
M53-5 在M53-2基礎上的發展型,除加力推力稍增加外,外廓尺寸、重量和設計參數與M53-2基本相同。為改善發動機喘振裕度,對壓氣機葉片、控制系統和渦輪導向器做了改進。
M53-P2 M53的進一步改進型。主要改進包括採用先進的低壓壓氣機、改進的渦輪轉子葉片設計、重新設計熱端部件、先進氣膜與對流冷卻。-P2於1981年6月首次台架試驗,1985年1月開始生產。
M53-PX3型發動機具有高推力、低成本和先進工藝技術。技術改進包括全新的數字電調、渦輪最佳化設計和可重複工作的加力系統。M53-PX3型發動機將使幻影2000戰鬥機保持尖端性能。
結構和系統
進 氣 口 環形,帶尖進氣錐,用熱空氣防冰。
風 扇 3級軸流式。跨音速風扇懸臂支承在前滾棒軸承上。轉子盤-鼓為電子束焊接的整體式結構。轉子葉片無減振凸台。葉片用鈦合金製造。無進口導流葉片。
壓 氣 機 5級軸流式。等外徑設計。整流葉片不可調,無中間放氣。無進口導流葉片。前3級轉子是電子束焊接的鈦合金整體式結構,後2級是鋼的,用螺栓連線。
燃 燒 室 環形,無煙。6段氣膜冷卻。機加工的氣膜孔徑約2.5~3mm。氣膜孔環與二股氣流進氣段用電子束焊接。有14個預蒸發燃油噴嘴。
渦 輪 2級軸流式(M53-P2為3級)。轉子葉片與導向器葉片為對流冷卻。第1級轉子葉片與導向器葉片有15個通冷空氣的小孔,第2級有8個。
加力燃燒室 平行進氣的內外涵氣流混合式。V型火焰穩定器。3圈供油環供油。軸向波紋狀防振屏。隔熱屏有11段圓環和11排氣膜冷卻孔。
尾 噴 管 可調引射噴管。16對調節片和封嚴片由16個作動筒操縱。尾噴管喉部面積變化範圍為2850~5550cm2。
控制系統 M53-5採用電氣-機械控制系統,但帶有一台對全系統都起作用的電子計算機。此外,還有後備系統。當主系統發生故障時,仍可保證主系統和加力系統的工作。M53-P2為全權數字電子控制系統,同時備有應急燃油系統。
燃油系統 來自飛機油箱的燃油經增壓泵後,分別進入主燃油泵和加力燃油泵,兩路燃油經過各自的調節器後,分別經各自的燃油總管,進入主燃燒室和加力燃燒室。使用JP-1或JP-4。
滑油系統 由齒輪式滑油增壓泵、回油泵、自動斷油指示器、油濾、滑油分配器和散熱器等組成。單發時備有應急滑油系統,在發生故障時可保證發動機可靠工作20min。
起動系統 燃氣渦輪起動機。
點火系統 主燃燒室有2個高能點火電嘴,火花能量為4J。
技術數據
加力推力(daN)
M53-2 8330
M53-5 8820
M53-P2 9500
中間推力(daN)
M53-5 5440
M53-P2 6330
加力耗油率[kg/(daN•h)]
M53-5 2.09
M53-P2 2.12
中間耗油率[kg/(daN•h)]
M53-5 0.887
M53-P2 0.907
推重比
M53-5 6.12
M53-P2 6.56
空氣流量(kg/s)
M53-5 86
M53-P2 94
涵道比
M53-2,-5 0.35
M53-P2 0.36
總增壓比
M53-P2 9.8
渦輪進口溫度(℃)
M53-2 1200
M53-5 1230
M53-P2 1260
直徑(mm) 1055
長度(mm)
M53-P2 5070
M53-5 4844
質量(kg)
M53-5 1470
M53-P2 1478

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