Американский турбовентиляторный двигатель с малым двухконтурным контуром
Honeywell /ITEC F124 — это турбовентиляторный двигатель с низким двухконтурием, созданный на основе гражданского Honeywell TFE731 . F125 — это версия двигателя с форсажной камерой. Разработка двигателя началась в конце 1970-х годов для истребителя национальной обороны AIDC F-CK (IDF) ВВС Китайской Республики (Тайвань) , и он впервые был запущен в 1979 году. С тех пор двигатель F124/F125 предлагался для использования на других самолетах, таких как T-45 Goshawk и SEPECAT Jaguar , и в настоящее время устанавливается на Aero L-159 Alca и Alenia Aermacchi M-346 . F124 имеет довольно необычную конструкцию для двухкаскадного газотурбинного двигателя, использующего как осевые , так и центробежные компрессоры в своем компрессоре высокого давления. В настоящее время существует только три варианта производства двигателя, хотя на протяжении всего срока его службы было предложено еще несколько.
Разработка
В 1978 году Garrett объявил о совместных исследованиях форсажной камеры TFE1042 со шведской компанией Volvo Flygmotor AB с целью создания двигателя для истребителя AIDC F-CK Indigenous Defence Fighter (IDF), разрабатываемого для ВВС Китайской Республики (Тайвань) (ROCAF). Модель TFE731 1042 рекламировалась как «военная производная проверенного коммерческого двигателя TFE731» с низкой степенью двухконтурности и «обеспечивает эффективную, надежную, экономичную тягу для следующего поколения легких ударных и усовершенствованных учебных самолетов» с тягой 4260 фунтов-сил (18,9 кН) без топлива и 6790 фунтов-сил (30,2 кН) с форсажной камерой. После первоначальных переговоров инвестиции должны были быть разделены между Garrett, Volvo, AIDC и итальянской компанией Piaggio . Разработка будет состоять из нефорсажного TFE1042-6 для легкого штурмовика/усовершенствованного учебного самолета и TFE1042-7 для модернизации AMX или F-5 . Garrett будет отвечать за основной двигатель, а Volvo будет отвечать за секцию вентилятора и форсажную камеру. Двигатель впервые проработал 3 часа на испытательном полигоне Volvo в 1979 году. [1]
AIDC также предложила модернизировать TFE1042-7 до 8000 фунтов силы (от 31 до 36 кН) тяги в качестве решения с двумя двигателями, чтобы конкурировать с General Electric F404 для таких применений, как JAS 39 Gripen . Однако проект Gripen было решено продолжить с вариантом F404 с одним двигателем, построенным Volvo, и Volvo оставила проект на тот момент, чтобы сосредоточиться на работе над Gripen. Piaggio попросила принять участие позже по финансовым причинам и также вышла из программы. Таким образом, только Garrett и AIDC инвестировали в новую International Turbine Engine Corporation (ITEC), контракт был подписан в 1982 году. [1]
В 1988 году ITEC решила инвестировать в 12 000-фунтовый TFE1088-12, который был переименован в TFE1042-70A (также по политическим причинам). Предварительное исследование показало, что IDF может летать в суперкрейсерском режиме с новым двигателем. В то же время GE решила выйти на рынок с J101/SF, уменьшенной версией F404. Однако после того, как заказ IDF был сокращен вдвое из-за бюджетных проблем, план модернизации двигателя TFE1088-12 также был прекращен. [2] F-CK IDF впервые поднялся в воздух в 1989 году, и самолеты поставлялись до 1999 года. [1]
Гарретт представил концепцию TFE742 в начале 1990-х годов. Состоящий из модернизированного ядра от TFE1042, TFE742 был представлен для двухмоторной версии BAe 146 , MPC 75 и других перспективных самолетов. [3] Ориентированный на рынок пассажирских самолетов вместимостью 70-130 мест, TFE742 был турбовентиляторным двигателем с высокой степенью двухконтурности и тягой 18 000 фунтов силы (80 кН; 8200 кгс), приводимым в действие редуктором . [ 4]
В середине 1990-х годов компания AlliedSignal рассматривала возможность разработки турбовинтового двигателя для европейского будущего крупного военно-транспортного самолета (позже известного как Airbus A400M ), который должен был базироваться на ядре TFE1042. [5] [6] AlliedSignal, AIDC и другие азиатские партнеры также разработали промышленную газовую турбину на основе TFE1042, первоначально как AS1042 мощностью 12 000 лошадиных сил (9 мегаватт), [7] которая впоследствии превратилась в ASE120 мощностью 13 000 л. с. (10 МВт). [8]
T-45 Goshawk / BAE Systems Hawk
В начале 1990-х годов ВМС США рассматривали возможность переоснащения своего парка учебных самолетов T-45 Goshawk на F124. В 1994 году, после летных испытаний T-45 с этим двигателем, ВМС США решили этого не делать. [1]
Возможность оснащения T-45 двигателем F124 снова возникла в 1996 году, когда McDonnell Douglas предложила T-45 с двигателем F124 Королевским ВВС Австралии в качестве конкурента для их учебно-тренировочного самолета. [9] BAe хотела предложить F124 в качестве опции для своего заявления на учебно-тренировочный самолет RAAF, BAE Hawk (на котором основан T-45), но ITEC отказалась дать BAe разрешение на его предложение. [10] Решение ITEC оказалось ошибкой, поскольку RAAF выбрали Hawk в качестве своего учебно-тренировочного самолета. Однако после выбора самолета RAAF решила провести отдельный конкурс между F124 и Rolls -Royce Turbomeca Adour (который был выбором BAe) для оснащения новых учебных самолетов. [11] В 1997 году Королевские ВВС Австралии решили использовать двигатель Adour, что фактически положило конец шансам F124 на использование на самолетах Hawk или T-45. [12]
Л-159
В 1994 году двигатель F124 был выбран для легкого боевого самолета Czech Aero L-159 Alca . Первый полет этой комбинации состоялся в 1997 году. [1]
М-346
В 2000 году компания Alenia Aermacchi объявила, что их новый учебно-тренировочный самолет/легкий штурмовик M-346 будет оснащен двигателем F124, выбрав его вместо его общего конкурента Adour. [13] В 2009 году Объединенные Арабские Эмираты объявили, что их учебные самолеты M-346 будут оснащены двигателем F124-GA-200. [14]
Х-45А
Двигатель F124 использовался в демонстрационном образце беспилотного боевого летательного аппарата Boeing X-45A в начале 2000-х годов. [15]
Т-5 «Храбрый орел»
В 2017 году Корпорация по развитию аэрокосмической промышленности объявила, что ее самолет AIDC T-5 Brave Eagle будет использовать вариант F124. [16]
Возможное использование Jaguar
Двигатель F125 с форсажной камерой рассматривался в 2009 году ВВС Индии в качестве замены двигателей Rolls-Royce Turbomeca Adour в их самолетах SEPECAT Jaguar . Новый двигатель будет и легче, и мощнее. Он был успешно продемонстрирован в 2007 году. [17] Это предложение ВВС Индии по модернизации своего парка штурмовиков SEPECAT Jaguar застопорилось после десятилетия в августе 2019 года из-за высокой стоимости. Jane's цитирует, что Honeywell назвала цену в 2,4 млрд долларов США ₹ 18 500 крор (что эквивалентно ₹ 230 млрд или ₹ 3 млрд в 2023 году) за 180 турбовентиляторных двигателей F-125IN в качестве замены для силовых агрегатов Rolls-Royce Turbomeca Adour Mk 811, первоначально установленных в Jaguar. [18]
Дизайн
Двигатель F124 — это двухкаскадный двигатель с низким байпасом (что означает наличие двух вращающихся валов, вала высокого давления и вала низкого давления). Вентилятор/компрессор низкого давления имеет три ступени с титановыми лопатками. Первая ступень имеет 30 лопаток, [19] а общее отношение давлений для трехступенчатого вентилятора составляет 2,5:1. Часть воздуха перепускается (коэффициент байпаса 0,472:1), а остальная часть подается в компрессор высокого давления. [1]
Компрессор высокого давления (КВД) имеет четыре осевые ступени и пятую центробежную ступень. Все лопатки и рабочее колесо изготовлены из титана. [1]
Топливо сжигается в кольцевой камере сгорания , а поток основного звена проходит через одноступенчатую турбину высокого давления (HPT), за которой следует одноступенчатая турбина низкого давления. HPT охлаждается воздухом. Перепускной воздух от вентилятора и выхлоп из основного звена смешиваются перед выходом через общее сопло. В варианте двигателя F125 смешанный поток проходит через секцию форсажной камеры. F124 не имеет форсажной камеры. [1]
Варианты
Ф124-ГА-100
Это первоначальный вариант двигателя. Он устанавливался на демонстрационный самолет Boeing X-45 .
Ф124-ГА-200
Немного сниженная модификация F124-GA-100; максимальная тяга составляет 6250 фунтов силы (27,80 кН), а двигатель весит на 28 фунтов (13 кг) меньше. [20] В этой модификации используется совершенно новая вспомогательная коробка передач , а также другие небольшие усовершенствования. [19] Эта модификация используется в Aermacchi M-346 . [21]
Ф124-ГА-400
Вариант F124-GA-100, модифицированный для T-45 Goshawk и BAE Hawk . Двигатель был испытан в полете на T-45, но ВМС США решили не оснащать самолет этим двигателем. [19]
Ф125-ГА-100
Также известен как TFE1042-70 . Это базовый вариант двигателя с форсажем. 325 произведено для программы AIDC F-CK-1 Ching-kuo . [22]
Ф125Х
Предложенный усовершенствованный вариант двигателя F125 с максимальной тягой 12 500 фунтов силы (56 кН). [23]
Ф125ХХ
Дальнейший усовершенствованный вариант двигателя F125, на этот раз производящий 16 400 фунтов силы (73 кН) тяги. Если бы он был построен, был бы связанный вариант F124XX без форсажа, производящий 10 800 фунтов силы (48 кН) тяги. [23]
Проект Вега
Taiwan NCSIST сформулировал план для «Проекта Вега» с 2014 года, чтобы разработать двигательную систему, основанную на потребностях нового поколения истребителей после 2020 года, но общий бюджет невелик, и начальный этап в основном основан на оценке, и в 2016 году совет директоров Китайской академии наук одобрил заявку на ежегодную субсидию на пожертвование ключевых технологий национальной обороны и сообщил об этом в Тайваньское национальное бюро вооружений обороны для строительства. Поскольку двигатель TFE-1042-70 финансировался и принадлежал Китайской Республике, программа «Звезда Вега» была разработана на этой основе. [24] Директор отдела общей дисциплины Авиационного технологического колледжа ВВС Тайваня сказал, что после успешной разработки истребителя AIDC F-CK-1 Ching-kuo Авиационный технологический колледж ВВС Тайваня имеет двигатель номер 1011~1014 (TFE-1042), чтобы сотрудничать с ВВС для разработки следующего поколения истребителей. Обратное проектирование двигателя № 1014 для разработки двигателя следующего поколения. [25] В настоящее время NCSIST разрабатывает новый двигатель для истребителя под названием проекта «Vega». Однако проект не достиг своих ожидаемых целей и сталкивается со значительными проблемами. Первоначально военные планировали проводить как независимые исследования и разработки (НИОКР), так и внешние закупки, но из-за медленного прогресса усилий по самостоятельной разработке фокус сместился в первую очередь на приобретение зрелых двигателей для истребителей из внешних источников. Программа Advanced Defense Fighter (ADF) требует тяги двух двигателей в 22 000 фунтов. Военные рассматривали возможность покупки двигателя F414 у GE, тяга одного двигателя которого составляет 13 000 фунтов, что в общей сложности составляет 26 000 фунтов для двух двигателей. В связи с остановкой второй фазы проекта «Vega» Министерство национальной обороны в условиях ограниченных бюджетных ограничений отдает приоритет закупке двигателей F414. Военные выражают обеспокоенность по поводу процесса приобретения двигателей F414, особенно в свете возможных изменений политики со стороны США. Они обеспокоены тем, что любые изменения в политике США могут повлиять на доступность и условия закупки двигателей. [26] [27] [28]
Компрессор: 3 ступени осевого вентилятора (компрессор низкого давления), 4 ступени осевого компрессора высокого давления, 1 ступень центробежного компрессора высокого давления
Турбина : 1-ступенчатая турбина высокого давления, 1-ступенчатая турбина низкого давления
^ abcdefghij Honeywell F124 (TFE1042). Forecast International [ постоянная мертвая ссылка ] . Архивировано в июле 2005 г. Доступ 22 декабря 2009 г.
^ Хуа, Си-Чунь (1997). История Юнь Ханя (на китайском языке). Центр производительности Китая.
^ "Двухмоторный BAe 146 вызывает интерес у Garrett". Regional Aviation Weekly . Том 5, № 28. 13 июля 1990 г. стр. 264. ISSN 1044-9450 – через Factiva .
^ Мурман, Роберт В. (март 1992 г.). «Следуя за сигналом; ветры перемен продолжают дуть над дочерней компанией Allied-Signal, производителем двигателей Garrett». Air Transport World . Т. 29, № 3. С. 36+. ISSN 0002-2543. Gale A12033269.
^ Macrae, Duncan; Sutton, Oliver (март 1996). «Getting Europe's new airlifter on the rails». Специальный репортаж. Airlift: The new priority. Interavia . Vol. 51, no. 598. pp. 32–34. ISSN 1423-3215.
^ Шварц, Карл (февраль 1997 г.). «Финансирование FLA все еще на грани». Flug Revue . стр. 53. ISSN 0015-4547. Архивировано из оригинала 3 октября 2007 г.
^ Кандебо, Стэнли У. (8 июля 1996 г.). «Двигатель F124 доставлен для летных испытаний T-45» . Aviation Week & Space Technology . Том 145, № 2. стр. 30–31. ISSN 0005-2175. OCLC 192776129.
^ Валенти, Майкл (1 августа 1997 г.). «Новые конструкции газовых турбин выходят за рамки». Машиностроение . Т. 119, № 8. С. 58–61. ISSN 0025-6501. OCLC 4433219930. OSTI 522403 – через The Free Library .
^ .Warwick, Graham (1996). "F124 powers Australian T-45 bid". Flight International . 7 февраля 1996 г. Доступ 23 декабря 2009 г.
^ Норрис, Гай (1996). «ITEC отклоняет BAe в RAAF». Flight International . 3 апреля 1996 г., стр. 5. Доступ 23 декабря 2009 г.
^ «Учебный самолет Hawk компании BAe выбран для проекта по созданию истребителя RAAF», Flight International . 20 ноября 1996 г., стр. 22. Доступно 23 декабря 2009 г.
^ Льюис, Пол и Фелан, Пол (1997). «RAAF остается с Адуром на Хоуке». Flight International . 5 марта 1997 г., стр. 14. Доступ 23 декабря 2009 г.
^ "Двигатель F124 превращает Як-130 в Aermacchi 346". Flight International . 25 июля 2000 г., стр. 8. Доступ 23 декабря 2009 г.
^ Говиндасами, Сива (2009). «Дубай 09: ОАЭ выбирает двигатели Honeywell F124 для флота M-346». Flight Daily News . 16 ноября 2009 г. Доступ 23 декабря 2009 г.
^ "Military Engine Directory". Flight International . 8 мая 2001 г., стр. 56. Доступ 23 декабря 2009 г.
^ Греватт, Джон. «Тайвань начинает производство прототипа XAT-5». janes.com . Janes . Получено 8 мая 2019 г. .
^ Honeywell предоставит истребителю Jaguar индийских ВВС превосходные возможности выполнения задач (2009). India Defense. 18 февраля 2009 г. Доступ 22 декабря 2009 г.
^ "Модернизация двигателя для индийских Jaguar останавливается". Jane's 360. 21 августа 2019 г. Получено 3 сентября 2019 г.
^ abc ITEC TFE1042-70. Jane's Aero Engines . Последнее обновление 30 апреля 2009 г. Доступ 22 декабря 2009 г.
^ ab F124. Страница Honeywell F-124 Архивировано 08.01.2015 на Wayback Machine . Доступ 22 декабря 2009 г.
↑ Дубай 09: ОАЭ выбирают двигатели Honeywell F124 для парка M-346 (2009). Flight Global. 16 ноября 2009 г. Доступ 22 декабря 2009 г.
^ Покок, Крис. «AIDC стремится играть более важную роль в качестве поставщика для аэрокосмического сектора». www.ainonline.com . AIN Online . Получено 8 августа 2019 г. .
^ ab "ITEC готова запустить F125X turbofan". Flight International . 8 апреля 1992 г., стр. 13. Доступ 23 декабря 2009 г.
^ Китайская академия наук представила проект Vega R&D Fighter Engine. United Daily News. 2016-04-19.
^ Обратное проектирование двигателя Ching-kuo для создания сердца отечественного проектирования и строительства самолетов. NOWnews. 2018-10-31.
↑ Разработка проекта NCSIST «Vega» застопорилась, а истребительная авиация ADF оценивает и закупает американский двигатель F414. ltn. 2024-07-13.
^ Разработка истребительного двигателя проекта Vega сталкивается с трудностями, и ходят слухи, что военные обратятся к аутсорсингу. udn. 2024-07-13.
^ Проект Vega отменен Министерство национальной обороны осознает реальность и не может разрабатывать истребители следующего поколения в одиночку. upmedia. 2024-07-13.
^ Газотурбинные двигатели. Aviation Week & Space Technology Source Book 2009. стр. 119.
^ Сэмюэл, П.; Ленерц, Дж. Э.; Бэйн, Д. Б.; Мовилл, Р. Дж. (2–5 июня 1997 г.). Разработка сухой малоэмиссионной камеры сгорания для промышленного газотурбинного двигателя ASE120 (PDF) . Международный конгресс и выставка по газовым турбинам и авиадвигателям. Том 2: Уголь, биомасса и альтернативные виды топлива, сжигание и топливо, применение нефти и газа, инновации в области циклов. Орландо, Флорида, США: Американское общество инженеров-механиков (ASME). doi : 10.1115/97-GT-478 . ISBN978-0-7918-7869-9. OCLC 7344708326.
^ Мейер, Натан. "Технические характеристики военных турбореактивных/турбовентиляторных двигателей". jet-engine.net . Архивировано из оригинала 2022-12-27 . Получено 2022-12-27 .