F100的早期可靠性问题让美国空军焦头烂额

F100的早期可靠性问题让美国空军焦头烂额

解决方案

  尽管美国空军与普惠之间的关系相当紧张,军方还是继续提供经费让普惠进行修改。

  最初设计F100发动机控制系统时,普惠工程师意识到发动机吸入导弹燃气后可能会导致失速。于是在控制系统里增加了一个“火箭点火”功能来预防失速的发生。发射导弹时,向发动机核心和加力燃烧室供油的统一燃料控制系统就收到一个电子信号,同时发动机的可变定子叶片也改变角度以预防失速的发生,燃料控制系统暂时减少发动机的供油流量,尾喷口张大以减小加力燃烧室内的压力脉冲幅度。试飞表明“火箭点火”功能在发射导弹时并不需要,反而可以有效防止停滞性失速。

F100尾喷管的收敛-扩散运动

F100尾喷管的收敛-扩散运动

  普惠提出使用数字式电子发动机控制系统取代原先的设计,不断监测发动机轴转速、涡轮温度、压气机定子叶片的角度,并对发动机进行微调以确保处于最佳性能。通过监测和比较转子转速和风扇排气温度,该单元能够感知到即将发生的停滞失速,并向燃油控制系统发送一个假“火箭点火”信号来启动上述的抗失速措施。

  而“硬”加力引起的停滞性失速则使用不同方法来解决,为了防止压力脉冲波向前传导至风扇涵道,普惠研制了一个安装在内涵机匣前段的“近端分离器”。F100发动机风扇的进气一部分通过内涵机匣进入核心机,其余的通过风扇涵道进入加力燃烧室。近端分离器可关闭风扇后面的外涵道入口,使加力燃烧室压力脉冲波无法通过外涵道抵达风扇。安装了近端分离器的发动机在F-15上进行了试飞,但最后F-15的发动机没有采用这个设计,因为双发机在一台发动机失去推力时仍能保持飞行。单发的F-16都安装了近端分离器。

  美国空军同时也修改零件采购的方式和维修的细则,在两方配合之下,F100逐渐成熟稳定,成为相当出色的发动机。F-16机队每1000小时飞行遭遇0.15次停滞失速,大大优于F-15机队。

F-16A早期型

F-16A早期型