涡喷 – 5 发动机 – ВК-1Ф（VK-1F）

涡喷 – 5 发动机是沈阳航空发动机厂依据苏联ВК-1Ф（VK-1F）发动机技术资料仿制而来，作为我国首款国产涡喷发动机，它采用离心式、单转子结构并带有加力燃烧室，属于第一代喷气发动机。1956 年 6 月，首批涡喷 – 5 发动机通过鉴定，正式投入批量生产 。直至 1985 年该系列发动机停产，沈阳航空发动机厂和西安航空发动机厂累计生产 9658 台，主要装配于米格 – 15 系列以及国产歼 – 5 系列战斗机，为我国早期空军力量的构建提供了关键支撑 。

一、研发背景与历程

20 世纪 50 年代，喷气式飞机技术兴起，我国航空工业基础薄弱。1954 年 4 月，我国引进苏联米格 – 17 战斗机生产技术（仿制后定型为歼 – 5），其配套的ВК-1Ф发动机也同步开启仿制进程 。沈阳黎明发动机公司（现中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司）利用苏联提供的资料与技术设备，全力投入涡喷 – 5 发动机的试制工作。1956 年，涡喷 – 5 发动机试制成功，顺利通过试车鉴定并转入批量生产，这一成果标志着中国航空发动机工业从活塞式发动机制造阶段，成功迈向喷气式发动机制造时代，使我国跻身当时世界上少数几个能够批量生产喷气式发动机的国家行列 。

二、技术构造解析

（一）进气道

涡喷 – 5 发动机通过前后导气圈周向进气，导气圈由 3 个导气盆及 48 个导气片组成 。其作用在于引导气流均匀、稳定地进入发动机，有效减少气流进入时产生的紊乱与能量损失，为后续压气机的高效运行创造良好条件，确保发动机在不同飞行状态下都能获得充足且稳定的进气量 。

（二）压气机

采用双面进气离心式压气机，该压气机由前后导气圈、前后框架、压气机机匣和离心叶轮等多个部件构成 。前后导气圈可初步扭转空气，降低进入导风轮气流的相对速度及流动损失；前后框架由铝合金制成，各有两个安装座，通过 18 个支柱相互联接，承担着支撑和固定压气机内部结构的重要作用 。压气机机匣作为主要承力件，由机匣和机匣盖组成，共同构成叶轮的工作空间，机匣外缘设有 9 个等距分布的出气口，内部的叶片式扩压器能够将空气的动能转化为压力能，进一步提升空气压力 。压气机叶轮包含工作叶轮和前后导风轮，双面工作时，叶轮每面各有 29 片径向叶片，导风轮同样各有 29 片与工作叶轮叶片重合的径向叶片 。当叶轮高速旋转，空气在强大的离心力作用下被甩向叶轮边缘，从而实现空气压力和速度的显著提升 。

（三）燃烧室

燃烧室采用直流式单管型设计，9 个单管燃烧室与发动机轴线呈 19° 夹角，沿圆周均匀分布并安装在压气机机匣和燃气收集器之间 。每个单管燃烧室主要由外颈、外套、火焰筒、传焰筒和工作喷嘴等部分组成 。外套由圆柱和四锥两段无缝钢管钎焊而成，前段与颈相连，后段钎焊有球面封严圈，插入燃气收集器内 。火焰筒由众多零件通过滚焊联接而成，分为前、中、后三段，前段有锥形进气口和火焰筒颈，中段包含圆柱段和中介段，后段则有后锥段和安装环 。各燃烧室之间通过联焰管相互连通，确保燃烧的一致性和稳定性，并且在第 3 和第 8 燃烧室上分别安装 1 个启动喷嘴，用于发动机启动时的点火操作 。

（四）涡轮

属于单级轴向反力式涡轮，由燃气收集器、导向器、涡轮外环和涡轮转子等部件组成 。燃气收集器由收集器座、9 个转接安装圈、9 个燃气导管、收集器、收集器盖和集气外环等构成，负责将燃烧室流出的高温高压燃气收集起来，并引导燃气均匀、有序地进入涡轮导向器 。导向器由内外环和 54 片导向叶片组成，导向叶片分为两组，每组 27 片，一组由铁基合金制成，另一组采用高温合金制成的加强型面，其作用是精确引导燃气以合适的角度冲击涡轮转子叶片，使涡轮转子能够高效吸收燃气能量 。涡轮外环由耐热钢制成，两端均设有安装边，前端用于固定导向器外环，后端与加力燃烧室相联接 。涡轮转子由花键轴和带叶片的涡轮盘联接而成，钢制涡轮盘轮缘上加工有枞树形榫槽，上面安装着由 GH33 耐热合金制成的 62 片工作叶片 。当高温高压燃气流过涡轮工作叶片时，燃气的方向发生改变并继续膨胀，速度增加而压强、温度降低，从而带动叶片轮盘高速旋转，将燃气的热能和压力能转化为机械能，为驱动压气机等部件提供动力 。

（五）加力燃烧室

由扩压段、收敛段和调节喷口等部分组成 。扩压段呈锥形，与内锥体共同形成环形扩压器，其中安装有由 GH30 耐热钢板制成的 V 型槽式火焰稳定器，在其底座上装有 24 个离心式工作喷嘴，并通过 4 个支臂固定在扩压段上 。当发动机需要额外推力时，如飞机进行战斗机动、起飞加速等场景，加力燃烧室工作，燃油在其中进行二次燃烧，进一步提高燃气温度和压力，从而大幅增加发动机推力 。调节喷口由 8 片调节片和带有 3 个滚轮的调整环构成，通过发动机控制系统可根据不同飞行条件和发动机工作状态，精准调节喷口大小，保证加力燃烧室的稳定运行和高效性能发挥 。

（六）控制系统

采用液压机械式燃油控制系统 。发动机在运行过程中，工作状态主要依靠离心式调速器等装置进行控制，这些装置能够实时监测发动机的转速、负荷等关键参数，并根据预设程序自动调节燃油供应量，确保发动机在不同工况下都能稳定、可靠地运行 。在加力燃烧室工作时，通过由 3 个承力的液压动作筒、电动开关和导管等组成的液压传动机构实现对喷口的精确调节 。为保证 3 个作动筒工作协调一致，在液压系统中专门装有 3 个定压嘴进行压力调整和工作状态匹配 。

（七）燃油系统

燃油系统包含两个相对独立的部分，即为主发动机直接供油的主燃油系统，以及为加力燃烧室供油的加力燃油系统 。主燃油系统主要由柱塞式主燃油泵 ZD – 9、自动分布器 FB – 4、油滤、总管和 9 个离心式工作喷嘴组成，此外还配备有电启动油泵 XB – 17 和两个起动喷嘴 。在发动机正常运行过程中，主燃油系统负责向燃烧室精准供应适量燃油，以维持稳定的燃烧和发动机运转 。加力燃油系统则包括柱塞式加力油泵 ZD – 14、分布器 FB – 5、加力总管和 26 个加力工作喷嘴 。当飞机需要开启加力时，加力燃油系统迅速响应，向加力燃烧室供应额外燃油，实现加力燃烧过程，显著增加发动机推力，满足飞机特殊飞行状态下的动力需求 。

（八）滑油系统

采用压力循环式滑油系统，该系统由油箱、滑油泵、油滤和减压活门等部件组成 。滑油泵从油箱中抽取滑油，经过油滤的精细过滤，去除滑油中的杂质颗粒，保证滑油清洁度，然后以一定压力将清洁的滑油输送到发动机各个需要润滑的关键部位，如轴承、齿轮等部件的摩擦表面，起到减少摩擦、降低磨损、散热以及清洁的重要作用 。润滑后的滑油再回流至油箱，形成循环 。减压活门安装在滑油系统管路中，其作用是实时监测和调节滑油系统压力，确保滑油系统在发动机不同工作状态下都能维持稳定、合适的压力，保障系统正常工作，避免因压力过高或过低对发动机部件造成损害 。

（九）起动系统

采用复激器板直流电动机带动发动机启动 。在启动过程中，直流电动机通过专门的传动装置与发动机转子相连，当启动指令下达，直流电动机通电运转，输出扭矩，通过传动装置带动发动机的转子旋转 。随着转子转速逐渐提升，发动机内部的空气流动加快，达到一定转速后，燃烧室能够顺利点火燃烧，使发动机从静止状态逐步进入自主运转状态，完成启动过程 。

三、性能参数

涡喷 – 5 发动机最大直径 1273.5mm 。其总增压比为 4.36，在最大状态下推力可达 26 千牛（2650 公斤），加力状态下推力进一步提升至 37 千牛（3800 公斤） 。加力状态下的耗油率不大于 2.0kg/（kg・h），最大状态下耗油率不大于 1.15kg/（kg・h） 。发动机转子的最大转速为 11560rpm，设计寿命为 250h 。这些性能参数在当时的技术条件下，能够较好地满足歼 – 5 等战斗机的飞行性能需求，为战斗机执行空中作战、巡逻等任务提供了可靠的动力保障 。

四、衍生型号

（一）涡喷 – 5 甲

1957 年，沈阳黎明发动机公司仿制ВК-1А发动机，将其命名为涡喷 – 5 甲 。1963 年，该型号发动机的生产任务转至西安航空发动机公司 。1965 年 6 月，首批涡喷 – 5 甲发动机顺利通过考核验收试车，并于 8 月正式投入批量生产 。涡喷 – 5 甲主要应用于轰 – 5、轰教 – 5 及轰侦 – 5 飞机，满足了这些型号飞机对动力系统的特定要求，为我国轰炸机及相关衍生型号的发展提供了动力支持 。

（二）涡喷 – 5 乙

由西安航空发动机公司于 1966 年试制成功，主要用于米格 – 15 比斯飞机 。通过对涡喷 – 5 发动机的改进优化，涡喷 – 5 乙在性能和适配性方面进行了针对性调整，以更好地契合米格 – 15 比斯飞机的飞行特性和作战需求，提升了该型飞机的整体性能表现 。

（三）涡喷 – 5 丙

1976 年，西安航空发动机公司成功试制涡喷 – 5 丙，该型号主要适配于米格 – 17 飞机 。在研制过程中，针对米格 – 17 飞机的结构特点、飞行性能要求以及作战使用环境等因素，对涡喷 – 5 发动机进行了相应改进，确保涡喷 – 5 丙发动机能够与米格 – 17 飞机实现良好匹配，有效发挥飞机的作战效能 。

（四）涡喷 – 5 丁

同样由西安航空发动机公司于 1965 年试制成功，用于歼教 – 5 飞机 。考虑到歼教 – 5 飞机作为教练机的使用特点，如飞行训练任务的多样性、对发动机可靠性和维护便利性的更高要求等，涡喷 – 5 丁在设计和制造过程中进行了优化改进，为歼教 – 5 飞机的教学训练任务提供了稳定、可靠的动力保障，助力我国飞行员的培养工作 。

涡喷 – 5 发动机作为我国航空发动机工业发展历程中的重要里程碑，不仅为我国早期空军装备提供了关键动力，其仿制和改进过程中积累的技术经验、培养的专业人才，更为后续我国航空发动机事业的持续发展奠定了坚实基础 。