涡轴中法合作的结晶

民用航空发动机是航空动力的重要组成部分。目前，世界军民用航空发动机的销售额比例达到2∶8，民用航空发动机占据了世界航空动力产业的主导地位，市场容量十分巨大。国际合作、共同投资、风险共担、优势互补、市场共享是民用航空发动机发展的大趋势。

研制背景

新中国成立以来，我国航空动力产业快速发展，但产业结构和能力布局以军用航空发动机为主，民用航空发动机总体水平较世界先进水平存在较大差距，导致国内民用发动机市场长期被国外产品垄断。为提高我国航空发动机的整体水平，满足市场需求，2008年7月15日，中国航发哈尔滨东安发动机有限公司（中国航发东安）与法国赛峰直升机发动机公司（原透博梅卡公司）签署协议，以50%∶50%的比例合作研制涡轴16发动机（法方代号为阿蒂丹3C），以满足AC352直升机动力装置的需求，中国航发动研所为中方总设计师单位。

涡轴16发动机（见图1）是我国第一型拥有自主知识产权的民用涡轴发动机。通过该型发动机的研制，使我国涡轴发动机研制技术及项目管理与国际接轨，极大地促进我国民用航空发动机技术进步，带动了航空产业结构调整，取得了良好的经济和社会效益。

图1 涡轴16发动机

技术特点

设计指标

涡轴16发动机是一型单转子涡轴发动机（见图2），本体由带防护径向进气装置、双级离心压气机（见图3）、环形回流燃烧室、单级轴流式燃气涡轮、双级动力涡轮及高度集成式附件传动机匣等组成；发动机按单元体结构设计，由附件传动单元体、燃气发生器单元体、动力涡轮单元体等3个单元体组成；采用双通道全权限数字式发动机控制（FADEC）系统控制，由起动发电机起动。

图2 涡轴16发动机剖面图

涡轴16发动机采用中等循环参数及高部件效率的设计，具有高功重比、高单位功率、低油耗、高可靠性、优良维修性、先进控制及故障诊断等优点。海平面、标准大气条件下性能参数见表1。

技术特征

涡轴16发动机具有先进民用涡轴发动机的显著特征：高安全性、高可靠性，良好的经济性和维修性，设计中广泛采用了目前成熟的先进技术。在发动机总体布局方面，采用先进的单元体设计、典型的功率轴前输出方式、轴承共腔布局等，简化发动机结构、优化载荷传递，提升整机安全性、可靠性和寿命。在部件设计中，贯彻了高效率、低污染、集成式、双通道、工艺性良好、经济且绿色环保等设计理念。

涡轴16发动机采用动力涡轮轴与燃气发生器转子轴同心的结构布局，动力涡轮功率通过动力涡轮轴、功率输出轴传递给直升机传动系统；动力涡轮轴上集成了扭矩测量装置，位于前部低温区域，以提高发动机输出扭矩测量的可靠性；发动机功率向前输出，有利于避免因机动飞行时吸入尾气而带来喘振、停车等故障，便于直升机进/排气系统设计，有效减轻安装重量。

发动机采用单元体设计理念，单元体界面简单清晰，具备在外场更换单元体的能力，更换单元体无需特殊工装，简化了产品维修程序，降低了维修难度，缩短了维修总时间，从而降低了全生命周期的运营成本和维修成本，提高了产品的市场竞争力。

压气机采用双级离心式压气机，在无进口可调导叶和级间放气装置、极大降低结构复杂度的情况下，保证了全包线工作范围内的高部件效率和安全裕度，具有零部件数量少、结构简单紧凑、抗沙尘和抗进气畸变能力强、可靠性高等优点，代表了当代先进压气机的技术水平。

高度集成式附件传动和油滤组件集成了大量内部油路和气路，减少了零件数量，提高了可靠性和安全性，有效降低了制造成本和使用成本。相对以往的发动机，涡轴16发动机的外部管路数量减少了约30%。附件采用集成化、共轴、高速、小型化设计，减少了齿轮数量，节约了安装空间，能够缩减整台发动机的轮廓尺寸。

控制系统为双通道FADEC系统，其主要附件（如电子控制器、燃油调节装置等）均为双通道结构，并集成了独立的电子式超转保护系统，充分保证了系统的安全性和可靠性。此外，系统所有附件均为现场可更换单元，有效地提高了发动机的维修性，从而降低了全生命周期费用。

表1 基本性能参数表参数 数值发动机进气流量/ kg/s 4.63动力涡轮转速/ r/min 起飞功率/ kW 1243起飞耗油率/ kg/(kW·h) 0.287功重比/ kW/kg 5.62发动机质量/ kg 223.3首翻期/ h 3000首翻期（成熟期）/ h 5000

文章来源：《航空动力学报》 网址: http://www.hkdlxbzz.cn/qikandaodu/2021/0712/1448.html