(1)遵循严格的结构设计准则。在准则中,对发动机耐久性方面的要求有:发动机冷、热端部件寿命分别为13500h和4000h,或2700龊?00个低周疲劳循环。在预估寿命时要按上述两倍考虑。
(2)采用先进的结构设计和分析方法,如有限元素法、回转体、叶栅和系统动力学等电子计算机程序,合理设计各种零件。
(3)进行大量的结构强度和寿命试验。在研制中,共用40多台发动机作各种整机、部件和系统试验。F101是首次采用加速任务试验的发动机。
(4)采用先进的测试仪器和寿命监控系统,除采用加速度计、红外线高温计等测振、测温措施外,在B…1A轰炸机上加装中央综合试验分系统来监控发动机的关键参数。在使用中,可将记录的数据处理,计算出各零部件的剩余寿命,结合外场维护和孔探仪检查情况,实现视情维护原则。
1981年10月2日,美国里根政府决定重新生产100架B…1B战略轰炸机。于是,1982年美国空军给予通用电气公司一项1。822亿美元的全面研制合同,包括3台F101…GE…102原型机,用于性能和结构完整性试验。以后陆续签订了3项合同:1。25亿美元用于生产4台发动机和长周期项目的准备;2。859亿美元用于生产37台发动机;以及15。8亿美元用于生产428台发动机。
F101…GE…102型 与…100型基本相同,但耐久性有进一步提高,并根据B…1B的作战任务作了一些小的修改。通用电气公司为F101…GE…102制订了一项充分的试验计划。在3台原型机中:
1号原型机在1983年9月完成2组各由381个循环组成的加速任务试验,实际运转800h,相当于在B…1B上10年的使用寿命;
2号原型机在1984年秋季完成加速任务试验,验证了10000h的冷端寿命和3000h的热端寿命;
3号原型机供生产定型用,于1983年9月通过定型并正式交付给美国空军。
F101…GE…25 F101的不加力型,可能用于两种超音速的隐身飞机。
F101…GE…28 F101的又一种不加力型,可能用于美国空军一种高度保密的飞机。
结构和系统
(F101…GE…100)
进 气 口 环形。20个进口导流叶片,前缘固定,起支板作用,后缘可调。热空气防冰。
风 扇 2级轴流式。实心钛合金工作叶片带冠,水平对开钛合金蜂窝结构机匣。压比2。0,转速7710r/min。
压 气 机 9级轴流式。零级和前5级静子叶片可调。前3级转子叶片为钛合金,后6级为A286钢。转子为惯性焊接盘鼓式,前3级盘为钛合金,后6级为DA718钢。转子和静子叶片均可单独更换。水平对开机匣,前段为钛合金,后段为IN718。压比12。5。
燃 烧 室 短环形。火焰筒由Hastelloy X合金经机加工制成。燃油经20个双锥喷嘴和小涡流杯在高能气流剪切作用下雾化,实现无烟燃烧。
高压涡轮 单级轴流式。高负荷气冷叶片,用冲击和气膜冷却。转子叶片材料为DSR80H,盘为DA718。机匣内衬扇形段,通冷却空气进行主动间隙控制。转子和静子叶片可单独更换。
低压涡轮 2级轴流式。叶尖带冠,非冷却。转子叶片均可单独更换,导向叶片分段更换。盘材料为DA718。
加力燃烧室 混合流型。盘旋式混合器使内、外涵气流有效混合并燃烧。筒体材料为IN625。
尾 喷 管 收扩式。由铰接的鱼鳞板组成主、副喷管,由作动筒、移动杯、凸轮和连杆组成液压机械式作动机构。
控制系统 机械液压式。带电子式调整器,可以对风扇转速、涡轮转子叶片温度和尾喷管面积进行控制。此外,还有中央综合测试系统,不断监控发动机性能。
燃油系统 维克斯公司的主燃油泵和喷管液压泵。森德斯特兰德公司的燃油增压泵。派克…汉尼兹公司的燃油活门组件和燃油喷嘴。伍德沃德公司的燃油控制器和传感器。
滑油系统 整体式滑油和液压油箱。
技术数据
最大起飞推力(daN)
F101…GE…100 13338(加力)
7561(中间)
…102 13681(加力)
7561(中间)
…25 7120(中间)
…28 8012(中间)
起飞耗油率'kg/(daN·h)'
F101…GE…100 2。24(加力)
0。56(中间)
推重比
F101…GE…100 7。50
…102 7。69
空气流量(kg/s)
F101…GE…100/…102 159
涵道比
F101…GE…100/…102 2。01
总增压比
F101…GE…100/…102 26。5
涡轮进口温度(℃)
F101…GE…100/…102 1371
最大直径(mm)
F101…GE…100/…102 1397
长度(mm)
F101…GE…100/…102 4600(含进气锥)
质量(kg)
F101…GE…100/…102 1814