Honeywell TFE731發動機
導覽
這型渦輪風扇發動機已經銷售出極大的數量。
概述
TFE731是兩軸渦輪風扇發動機。它是由漢尼威爾的前身蓋瑞特公司在1960年代所設計，主要提供最大推力15.57 kN (3500磅)的發動機給商務噴射機使用，到現在已發展到22.24 kN(5000磅)的推力，並提供給重要的軍用教練機和輕型攻擊機使用。組件測試開始於1969年3月，這正是宣告開發此型發動機的一個月後。第一次發動機完整測試於1970年9月，並且將原型發動機安裝在Learjet25飛機上進行飛行測試。在當時採用三區旁通被認為非常大膽(如今則被視為先驅)。 另一個不尋常的特點是採用了減速齒輪，讓一級小型的高速渦輪來驅動風扇葉片至最佳轉速。如此一來，巡航高度可達15545 m(51000 ft)，並具備操作靈活性和最佳性能。合併減速齒輪的決定是基於之前所獲得的經驗，特別是渦輪螺旋槳發動機。從一開始TFE731就發現了幾個重要的用途。此外，許多僅符合第2階段噪音管制的飛機也改裝了TFE731發動機來符合第3階段噪音管制的法規。
以下為TFE731的主要版本介紹：
TFE731-2
首款產品型號，FAA於1972年8月頒發認證。並於同一個月頒發給達梭Falcon 10的適航許可。此外還提供給CASA的C-101EB，和AIDC的AT-3。另外還是FAMA IA63的原始發動機。
※AT-3所使用的發動機型別為TFE731-2-2L
TFE731-2A-2A
供給中國的NAMC JL8和K-8E單發教練機使用，並附裝Lucas的FADEC。另外則是伊朗空軍Tazarve(老鷹)單發教練機的選項。
※另一選項是J85-GE-17
TFE731-2B-2N
提供給Learjet的C-21A、31、35、36，以及FAMA的IA 63使用。
TFE731-2C
延長壽命的-2C標準於1998年年底推出，131架Learjet噴射機於2001年更換發動機，以及自2006年起開始另一波244架發動機更換作業。
TFE731-3
增加渦輪進口溫度。於1974年9月獲得認證，後續於1974年後期交付首重新更換發動機的洛克希德Jetstar客機。另外還提供給Jetstar II、達梭的Falcon 50、Hawker 125-700、125-400、125-600、IAI的Westwind 1124、洛克威爾的Sabreliner 65和65A，CASA C-101BB和IA 63。另外TFE731-3-1H被英國皇家空軍指定為HS.125 CC.3所使用的發動機。在1997年6月時，翻修間隔時間(TBO)已延長至 1400〜2100小時，2004年變更MPI(主要定期檢查)為每1400小時，CZI(壓縮機或冷段區域檢查)為每4200小時。截至2001年10月共有862具TFE731-3發動機已經升級到-3C或-3D配置，通常是指增加了風扇速度數位控制系統。
TFE731-3A
改良了風扇段。於1981年1月取得認證。使用於Learjet 55和IAI的Astra 1125。
TFE731-3B
高壓渦輪裝有DS(定向凝固)葉片，改良第三級低壓渦輪。於1981年3月取得認證。使用於西斯納的Citation III和VI。
TFE731-3C
改進了高壓及低壓渦輪的散熱功能，以增加爬升和巡航階段的運作溫度，並延長了週檢壽期和維護週期。於1993年1月獲得認證。使用於Citation III和VI以及IAI的Astra 1125。到2005年年底共有585具 TFE731-3發動機已經升級為-3C的配置。
TFE731-3D
針對-3C再次改進了高壓和低壓渦輪的散熱功能。截至 2005年底共有448具TFE731-3發動機已經升級為-3D的配置。
TFE731-4
相較於TFE731-3，具有較高的風扇壓縮率、四級密封壓縮器、TFE731-5類型的熱段結構、一個新的附件齒輪箱和較短的氣流混合噴嘴。於1991年後期獲得認證。大修時距：MPI(見TFE731-3)每2500小時和CZI每5000小時。 提供給Citation VII，Falcon 50 (取代-3/-3D)和捷克航太L-139，採用數位控制。
TFE731-4-1C
這是由Falcon 50-4的-3或-3D升級而來。主要的改變是新的核心和風扇導管噴嘴。
TFE731-5
高旁通比風扇，透過新的低壓渦輪驅動。數位化控制。於1983年11月認證。供給Hawker 125-800和CASA C-101使用。
TFE731-5A
混合噴嘴減少油耗值證和提高標準推力的APR(自動預留推力)等級。於1984年12月取得認證，供給Falcon 900使用，及Falcon 20改裝。至2001年10月共有273具TFE731-5A發動機已經升級到-5B標準(說明如下一條目)，Volvo航太取得TFE731-5計畫的5.6％生產權。
TFE731-5B
升級版，於1991年2月獲得認證。供給Falcon 900B和Falcon 20改良型使用。另-5BR-1H供給Hawker 800XP、-5BR-1C供給Falcon 900C。主要週期檢查間隔為2100小時，冷段檢查時距5000小時。2001年6月漢尼威爾獲得許可更換N1(低壓軸)數位控制系統。截至2002年10月，共有106架的Falcon 20已接受Europe Falcon Service和Garrett Aviation的加TFE731-5B發動機改裝服務。
TFE731-20
這是一個新的系列，於1997年2月獲得認證。更換包括比TFE731-5更小的風扇、新的高壓壓縮器、高壓渦輪、附件齒輪箱和FADEC。供Learjet 45選用。
TFE731-20-1B
供給Learjet 45的最終版本。
TFE731-20AR-1B
改良後-20系列，供給Learjet 40選用，及供給使用-20的Learjet 40換裝。
TFE731-20BR
精緻版的TFE731-20AR的。於2003年8月認證，供Learjet 45XR使用。
TFE731-40-200F
TFE731-20的升級版，於1995年7月的Falcon 50EX上取得認證。於1996年11月 投入市場，是所有版本的Falcon 50版本的標配發動機，最大推力與16.46 kN (3700磅)在ISA(國際標準大氣壓) +17°C環境下。具有反向推力裝置。供給Falcon 50B改裝使用。在2005年4月漢尼威爾於總理航空的飛機上完成新的噴嘴整合測試，可提高炎熱/高海拔的起飛效益、增加爬升速度和巡航速度。FAA已於2005年10月核准。
TFE731-40R-200G
1995年7月於IAI的Astra SPX上取得認證，並供給灣流100使用。2006年起則由灣流150取代，詳見下文。
TFE731-40AR-200G
最大推力等級19.6kN (4,400磅)。供給灣流G150使用。由IAI組裝後G150的原型機於2005年5月2日開始在Ben Gurion國際機場進行試飛計劃，並提前於2005年10月取得FAA和以色列的認證。G150於2006年8月14日開始服役。另外在2013年12月，德士隆空地公司的天蠍式原型機也是使用兩具TFE731-40AR來進行首飛任務。
TFE731-40BR
最大推力17.13kN(3,850磅)，由-20BR改良而來。供Learjet 70/75使用。
TFE731-50
在2002的NBAA(國際商務航空展)上宣布 ，這是漢尼威爾首次推出尚未實用化的新型發動機。這種發動機基本上具有一個與TFE731-60型96％相同的核心，並降低渦輪溫度，以略微縮小直徑的風扇採不減速驅動附件齒輪箱。其成果是讓-40和-60可以適用於TFE731-5系列發動機艙，以及特別低的油耗。適度的渦輪進氣溫度讓熱段檢查時距(HSI)為2,500小時，以及壓縮機翻修時距為10,000小時。
TFE731-50R
於2006年的NBAA上宣布為雷神Hawker 900XP的發動機，並於2007年8月稍晚於Hawker 900XP取得認證，生產線於2012年完成。主要週檢時距為2,500小時，冷段檢查時距為5,000小時。
TFE731-60
與TFE731-40相匹配的動力段，有著更大的風扇以提供更高的旁通比。由Hispano-Suiza(法國)提供附件齒輪箱。阿萊尼亞公司(意大利)提供短艙和中心發動機反向推力系統，以及SABCA(比利時)提供發動機進氣管。於1995年5月取得認證。供給Falcon 900DX和900EX使用。
至2005年，TFE731系列發動機總交付量已達11,718具。到2009年，總飛行時間已經超過1億小時於27種飛機上。截至2011年6月30日，TFE731-2/3/4/5系列產品共生產9,198具，飛行時間76,787,593小時。TFE731-20/40/50/60系列產品共生產3,047具，飛行時間9,170,853小時。2012年供給雷神Hawker 125飛機家族的生產線已完結。目前還有供給Falcon 900、灣流G150以及Learjet 70/75的生產線仍持續進行。
構型
兩軸渦輪風扇發動機，附件齒輪箱位於風扇前段。
風扇
單級軸流鈦製風扇，安裝(早期30片，之後24片)葉片。風扇軸直接連接行星附件齒輪箱的環形齒輪。
氣流量(海平面)：
TFE731-2：51.25 kg (113磅)/秒
TFE731-3：53.7 kg (118.3磅)/秒
TFE731-5：64.86 kg (143磅)/秒
TFE731-20：66.22 kg (146磅)/秒
TFE731-40：65.77 kg (145磅)/秒
TFE731-60：84.82kg (187磅)/秒
旁通比：
TFE731-2：2.66
TFE731-3：2.80
TFE731-5：3.48
TFE731-20：3.10
TFE731-40：2.90
TFE731-50R：3.60
TFE731-60：3.90
壓縮器
四級低壓段，接著是以更高的速度運行單獨的離心式高壓段
壓縮比(海平面，靜態)：
TFE731-2：14.0
TFE731-3/3A/5/5AR：14.6
TFE731-3B：14.4
TFE731-4：14.8
TFE731-5BR：15.1
TFE731-5B：19.4
TFE731-20：21.0
TFE731-40/60：22.0
TFE731-50R：24.2
燃燒室
環狀逆流型，12個切線注入噴嘴。符合EPA及FAA的要求。
高壓渦輪
單級。
平均TGT(渦輪進氣溫度)，海平面，最大推力：
TFE731-2：860℃
TFE731-3：907℃
TFE731-5：952℃
TFE731-20：963℃
TFE731-40/60：1022℃
低壓渦輪
三級。
反向推力
設置於Falcon 50、50EX和900，由Hurel-Hispano提供(Falcon 900只安裝在中心發動機上)。
附件
提供液壓泵、起動機/發電機或起動馬達和交流發電機。位於附件齒輪箱的背面，驅動燃油控制和滑油泵。
控制系統
單通道數位電子與液壓機械備份。
| 尺寸 |
| 長度 |
| -2/3/3D |
1,522 mm (59.92 in) |
| -3A/3B/3C |
1,431 mm (56.34 in) |
-4
|
1,464 mm (57.63 in) |
-5
|
1,652 mm (65.03 in) |
-5A/5B
|
2,314 mm (91.10 in) |
-20/40
|
1,547 mm (60.91 in) |
| -60 |
2,083 mm (81.99 in) |
| 入口直徑 |
| -2/3/3A/3B/4/20/40 |
716 mm (28.2 in) |
-5/5A/5B/50R
|
754 mm (29.7 in) |
-60
|
781 mm (30.73 in) |
| 寬度 |
| -2/3/3A/3B/4 |
869 mm (34.02 in) |
| -20/40 |
847 mm (33.35 in) |
-5/5A/5B
|
858 mm (33.79 in) |
-60
|
932 mm (36.68 in) |
| 高度 |
-2/3/3A/3B/4/20/40
|
1,000 mm (39.36 in) |
-5/5A/5B
|
1,029 mm (40.52 in) |
-60
|
1,076 mm (42.37 in) |
| 重量 |
-2
|
337 kg (743 lb) |
-2A
|
350 kg (772 lb) |
-2B
|
351 kg (773 lb) |
-3
|
342 kg (754 lb) |
-3A
|
352 kg (775 lb) |
-3B
|
349 kg (769 lb) |
-3C
|
352 kg (777 lb) |
-3D
|
348 kg (767 lb) |
-4
|
373 kg (822 lb) |
-5
|
387 kg (852 lb) |
-5A
|
402 kg (884 lb) |
-5B
|
435 kg (958 lb) |
-20/40
|
406 kg (895 lb) |
-50R
|
440 kg (970 lb) |
-60
|
448 kg (988 lb) |
| 最大推力 |
| -2 |
15.57 kN (3,500 lb) to 22.2 ℃ |
-2A
|
16.01 kN (3,600 lb) to 23.0 ℃ |
-2B/2C
|
15.57 kN (3,500 lb) to 25.6 ℃ |
-3/3A/3D
|
16.46 kN (3,700 lb) to 24.4 ℃ |
-3B/3C
|
16.24 kN (3,650 lb) to 21.1 ℃ |
-4
|
18.15 kN (4,080 lb) to 24.4 ℃ |
-5
|
19.15 kN (4,304 lb) to 23.0 ℃ |
-5A
|
20.02 kN (4,500 lb) to 23.0 ℃ |
-5B
|
21.13 kN (4,750 lb) to 25.0 ℃ |
-20/20AR
|
15.57 kN (3,500 lb) to 33.9 ℃ |
-40-200F
|
16.46 kN (3,700 lb) to 35.0 ℃ |
-40-200G
|
18.90 kN (4,250 lb) to 25.0 ℃ |
| -50 |
21.79 kN (4,900 lb) to 22.5 ℃ 21.43 kN (4,820 lb) to 33.1 ℃ |
-50R
|
22.24 kN (5,000 lb) to 25.5 ℃ 21.13 kN (4,750 lb) to 28.0 ℃ |
| -60 |
22.24 kN (3,500 lb) to 32.0 ℃ |
| 最大推力APR(自動預留推力) |
| -2B |
16.24 kN (3,650 lb) to 25.6 ℃ |
-3/3D
|
17.13 kN (3,850 lb) to 24.4 ℃ |
-3A
|
17.26 kN (3,880 lb) to 24.4 ℃ |
-3B/3C
|
17.13 kN (3,850 lb) to 21.1 ℃ |
-4
|
18.15 kN (4,080 lb) to 29.4 ℃ |
| -5 |
20.02 kN (4,500 lb) to 23.0 ℃ |
-5A
|
20.02 kN (4,500 lb) to 27.9 ℃ |
-5B
|
21.13 kN (4,750 lb) to 29.4 ℃ |
-20
|
16.24 kN (3,650 lb) to 33.9 ℃ |
-40
|
18.90 kN (4,250 lb) to 30.0 ℃
|
| 巡航推力(12,200 m ; 40,000 ft ; 0.8M) |
| -2 |
3.36 kN (755 lb) |
-2A/2B
|
3.54 kN (795 lb) |
-3/3D
|
3.63 kN (817 lb) |
-3A
|
3.73 kN (838 lb) |
-3B/3C
|
3.75 kN (844 lb) |
-4
|
4.13 kN (929 lb) |
-5
|
4.25 kN (955 lb) |
-5A
|
4.39 kN (986 lb) |
-5B
|
4.67 kN (1,050 lb) |
-20
|
3.87 kN (870 lb) |
-40
|
4.49 kN (1,010 lb) |
| -50R |
4.96 kN (1,116 lb) |
-60
|
4.98 kN (1,120 lb) |
| 巡航特定油耗 |
-2
|
22.38 mg/Ns (0.790 lb/h/lb) |
-2B
|
22.45 mg/Ns (0.792 lb/h/lb) |
-3/3D
|
22.49 mg/Ns (0.794 lb/h/lb) |
-3A
|
22.21 mg/Ns (0.784 lb/h/lb) |
-3B/3C
|
22.09 mg/Ns (0.780 lb/h/lb) |
-4
|
21.84 mg/Ns (0.771 lb/h/lb) |
-5
|
22.01 mg/Ns (0.777 lb/h/lb) |
-5A
|
21.16 mg/Ns (0.747 lb/h/lb) |
-5B
|
20.82 mg/Ns (0.735 lb/h/lb) |
-20
|
20.54 mg/Ns (0.725 lb/h/lb) |
-40
|
20.79 mg/Ns (0.734 lb/h/lb) |
-50R
|
19.40 mg/Ns (0.685 lb/h/lb) |
| -60 |
18.78 mg/Ns (0.663 lb/h/lb) |
※文字資料摘錄自詹氏年鑑2016版、圖片取自網路資源，有※記號為本人附加說明項目。
創作內容
Honeywell TFE731渦輪風扇發動機
戰爭雷霆 (9)
