stringtranslate.com

Дженерал Электрик F110

General Electric F110 — турбовентиляторный реактивный двигатель с форсажной камерой производства компании GE Aerospace (ранее GE Aviation). Он был создан на основе двигателя General Electric F101 в качестве альтернативы двигателю Pratt & Whitney F100 для тактических истребителей, при этом исходными платформами были F-16C Fighting Falcon и F-14A +/B Tomcat ; F110 в конечном итоге будет использоваться и в новых вариантах F-15 Eagle . Двигатель также производится корпорациями IHI Corporation в Японии, TUSAŞ Engine Industries (TEI) в Турции и Samsung Techwin в Южной Корее в рамках лицензионных соглашений. [1] [2]

F118 — это бесфорсажный вариант F110, который используется на бомбардировщике-невидимке Northrop B-2 и самолете-разведчике Lockheed U-2S .

Дизайн и развитие

F110 появился в результате пересечения усилий General Electric в 1970-х годах по возвращению на рынок истребительных двигателей США и желания ВВС США решить проблемы надежности, долговечности и технического обслуживания двигателей Pratt & Whitney F100 , которыми оснащались ее F-15. и F-16 . В 1975 году General Electric на собственные средства начала разработку F101X, производного от двигателя F101 для бомбардировщика B-1 ; F101X унаследует большую часть конструкции ядра, но будет иметь вентилятор меньшего размера, который был увеличен по сравнению с F404 , так что его термодинамический цикл и тяга лучше подходили для двигателя истребителя. Суживающееся-расширяющееся ирисовое сопло также было заимствовано у модели F404.

Отмена B-1A администрацией Картера (вместо бомбардировщика Advanced Technology Bomber, который стал B-2 ) означала потерю бизнеса для General Electric и послужила дополнительным стимулом для поставок F101X на рынок истребительных двигателей. Двигатель вызвал интерес в рамках Программы производных моделей двигателей (EMDP) ВВС, и в 1979 году его начали финансировать как производный истребительный двигатель F101, или F101 DFE. ВВС рассматривали F101 DFE как потенциальную альтернативу F100, а также как способ добиться от Pratt & Whitney более высоких результатов в решении проблем с F100. [3]

Двигатель F110 проходит эксплуатационные испытания в Центре инженерных разработок Арнольда ВВС .

После завершения наземных испытаний в 1980 году F101 DFE был впервые установлен на F-16 для летных испытаний, где он показал значительное улучшение характеристик и работоспособности по сравнению с существующим F100. В 1982 году ВВС начали полномасштабную разработку F101 DFE как варианта, который сможет конкурировать с F100 за применение в будущем производстве F-15 и F-16; двигатель в конечном итоге был выбран для F-16 и получил обозначение F110-GE-100 . Угроза, исходящая от F110, была названа для Pratt & Whitney поводом для более быстрого устранения проблем, затрагивающих F100, и разработки улучшенного варианта F100-PW-220. [3] [4] Стремясь снизить затраты на единицу продукции и улучшить производительность подрядчиков, ВВС в 1983 году внедрили соревнование по альтернативному истребительному двигателю (AFE) между F100 и F110 в так называемой «Великой войне двигателей», где двигатель Контракт будет заключен на конкурсной основе. ВВС будут закупать оба двигателя, начиная с 1984 года, при этом контракты будут заключаться каждый финансовый год, а процентное соотношение F100 и F110 будет варьироваться в зависимости от контракта; соревнования в конечном итоге завершились в 1992 году. [5]

Прототип F-14B, BuNo 157986, испытывает F101 DFE, который в конечном итоге будет принят на вооружение ВМС как F110-GE-400.

F101 DFE также был испытан на прототипе F-14B в 1981 году, и самолет продемонстрировал значительное улучшение характеристик по сравнению с существующим Pratt & Whitney TF30 . [6] Хотя дальнейшие испытания были остановлены ВМФ в 1982 году, они будут использовать результаты оценки AFE ВВС для выбора силовой установки для будущих F-14. В 1984 году F101 DFE был выбран ВМФ и получил обозначение F110-GE-400 . [3]

Дизайн

Видео испытаний F110

F110-GE-100/400 представляет собой турбовентиляторный двигатель с осевым потоком и малым байпасом дожига. Он имеет трехступенчатый вентилятор с приводом от двухступенчатой ​​турбины низкого давления и 9-ступенчатый компрессор с приводом от одноступенчатой ​​турбины высокого давления; Общая степень давления составляет 30,4, а степень двухконтурности - 0,87. [7] В отличие от амбициозных целей F100 по производительности, таких как высокая тяга и малый вес, F110 уделял больше внимания балансу между надежностью, работоспособностью и производительностью. Вентилятор и направляющие лопатки на входе были разработаны для сглаживания воздушного потока и повышения устойчивости компрессора к остановке. Двигатель имеет электронную и гидромеханическую систему управления, не допускающую резкого нажатия на педаль газа. Основное различие между -100 и -400 заключается в том, что у последнего аугментор, или секция форсажной камеры, примерно на 50 дюймов длиннее. Модель -100, использовавшаяся на F-16C/D Block 30/40, имела неустановленную статическую тягу 16 600 фунтов силы (73,8 кН) на промежуточной мощности и 28 200 фунтов силы (125,4 кН) на форсажной камере; показатели для модели -400, используемой на F-14B/D, составляли 16 333 фунта-силы (72,7 кН) и 26 950 фунтов-силы (119,9 кН) соответственно. [8]

Дальнейшие разработки

В середине 1980-х годов ВВС стремились повысить мощность своих тактических истребителей и начали программы двигателей с улучшенными характеристиками (IPE) для F100 и F110 с целью достижения тяги в классе 29 000 фунтов силы (129 кН), сохраняя при этом долговечность, достигнутая в F100-PW-220 и F110-GE-100. Результатом станут Pratt & Whitney F100-PW-229 и General Electric F110-GE-129. По сравнению с -100, в -129 были усовершенствованы компоненты, в том числе полностью цифровое управление двигателем ( FADEC ), что позволило достичь максимальной тяги в более широком диапазоне условий и на большей части диапазона полета, сохраняя при этом 80% общность; Коэффициент двухконтурности был уменьшен до 0,76. Модель -129 производит тягу 17 155 фунтов силы (76,3 кН) на промежуточной мощности и 29 500 фунтов силы (131,2 кН) на полном форсаже и впервые была использована в 1992 году на F-16C/D Block 50; двигатель также будет использоваться в улучшенных вариантах F-15E, начиная с F-15K для Южной Кореи.

Вариант F110 без дожигания, получивший обозначение F118 , будет использоваться в бомбардировщике-невидимке B-2 и самолете-разведчике U-2S с модернизированным двигателем . Вариант F110-GE-100, оснащенный трехмерным соплом с осесимметричным вектором тяги , именуемым General Electric как сопло с осесимметричным вектором тяги (AVEN), был испытан на специально модифицированном F-16 под названием NF-16D VISTA под программа Multi-Axis Thrust-Vectoring (MATV). [9]

Для F110 будет разрабатываться дальнейший улучшенный вариант, начиная с 2000 года с F110-GE-132, первоначально называвшегося F110-GE-129EFE (Enhanced Fighter Engine). [10] И -132, и его конкурент, Pratt & Whitney F100-PW-232, были разработаны с учетом полного использования модульного общего впускного канала (MCID) F-16, или воздухозаборника «Большой рот», представленного в блоке. 30 вариант. Модель -132 включает улучшенный вентилятор, который более эффективен и может увеличить максимальный воздушный поток, композитный канал вентилятора, повышенную долговечность горячей секции, радиальный усилитель (или камеру дожигания) и усовершенствованную систему управления. В двигателе использованы исследования, проведенные в рамках программы «Интегрированные технологии высокопроизводительных турбинных двигателей » (IHPTET). Модель -132 обеспечивает тягу 19 000 фунтов силы (84,5 кН) на промежуточной мощности и 32 500 фунтов силы (144,6 кН) на форсажной камере, но также может быть настроен для работы на уровнях тяги -129, чтобы увеличить интервалы проверок с 4300 циклов до 6000; более старый -129 может быть модернизирован до конфигурации -132, при этом новый вентилятор является модульным компонентом. F110-GE-132 был выбран для установки на F-16E/F Block 60 для Объединенных Арабских Эмиратов . [11] [12] Летные испытания двигателя начались в 2003 году, а первая поставка состоялась в 2005 году. [13] Некоторые технологии от -132 используются в программе продления срока службы F110 (SLEP).

Основные приложения

Ф-14

Вид на F110-GE-400 через форсажную камеру самолета Grumman F-14D Tomcat.

F -14A поступил на вооружение ВМС США в 1973 году с двигателями Pratt & Whitney TF30 . К концу десятилетия, после многочисленных проблем с оригинальным двигателем (и аналогичных проблем с F100 на F-15 и F-16), Министерство обороны начало закупать модернизированный TF30-P-414A. Хотя эти двигатели решили проблемы с эксплуатацией, расход топлива и тяга были сопоставимы с исходной моделью - значительно меньше, чем у F-14; Первоначально запланированный Pratt & Whitney F401 для F-14 , модернизированная военно-морская разработка конструкции F100, также был отменен из-за проблем с ценами и надежностью.

После рассмотрения результатов оценки AFE ВВС ВМС выбрали F101 DFE для модернизации двигателя F-14 в 1984 году, при этом вариант получил обозначение F110-GE-400; Основное различие между -400 и F110-GE-100 ВВС - это длина: у -400 был удлинитель выхлопной трубы на 50 дюймов (1,3 м), соответствующий планеру F-14, который был установлен после усилителя (форсажной камеры). раздел). Двигатель развивал тягу неустановленного типа 26 950 фунтов силы (119,9 кН) на форсажной камере; [14] [15] установленная тяга составляет 23 400 фунтов силы (104,1 кН) с форсажной камерой на уровне моря, которая выросла до 30 200 фунтов силы (134,3 кН) при скорости 0,9 Маха. [16] Это было похоже на первоначально предназначенный для F-14 F401 и обеспечивало значительное увеличение по сравнению с максимальной неустановленной тягой TF30, составлявшей 20 900 фунтов силы (93 кН). [17] Эти модернизированные самолеты первоначально были известны как F-14A+, а затем были переименованы в F-14B, как и новые серийные самолеты с двигателями F110. Тот же двигатель использовался и на последнем варианте самолета F-14D.

Предлагаемые модернизированные варианты F-14, такие как Super Tomcat 21 (ST-21), должны были оснащаться двигателем F110-GE-429, военно-морским вариантом F110-GE-129 IPE.

Ф-16

На вооружение поступил F -16 Fighting Falcon с турбовентиляторным двигателем Pratt & Whitney F100 . В поисках способа снизить себестоимость единицы продукции ВВС США в 1984 году реализовали программу альтернативного истребительного двигателя (AFE), согласно которой контракт на двигатель будет заключаться на конкурсной основе. По состоянию на июнь 2005 года F110 использовался на 86% самолетов F-16C/D ВВС США. Хотя F110-GE-100 может обеспечить примерно на 4000 фунтов силы (17,8 кН) большую тягу, чем F100-PW-200, ему требуется больший поток воздуха, чтобы реактивный двигатель полностью задействовал двигатель; стандартный нормальный амортизатор (NSI) ограничивал F110 до 25 735 фунтов силы (114,5 кН). Это привело к увеличению площади воздухозаборника двигателя для MCID. F-16C/D Block 30/32 были первыми самолетами, построенными с общим моторным отсеком, способным принимать оба двигателя, при этом Block 30 имел больший воздухозаборник MCID (также известный как «Big Mouth») для F110 и Block. 32s, сохранив стандартный впуск для F100.

F-16C Block 50, оснащенный F110-GE-129.

F-16C/D Block 30 и 40 оснащались двигателем F110-GE-100 мощностью 28 200 фунтов силы (125,4 кН), а Block 50 - двигателем F110-GE-129 IPE мощностью 29 500 фунтов силы (131,2 кН). F-16E/F Block 60 в Объединенных Арабских Эмиратах оснащен двигателем F110-GE-132 мощностью 32 500 фунтов силы (144,6 кН), как и предложенный Lockheed Martin-Tata F-21, основанный на Block 60 и первоначально получивший обозначение F- 16IN для соревнований MMRCA ВВС Индии . [18] [19] [20]

Две модификации F-16, Mitsubishi F-2 и General Dynamics F-16XL , оснащены двигателем -129 IPE. Двигатели для F-2 были произведены по лицензии корпорацией IHI и получили обозначение F110-IHI-129.

Ф-15

Южнокорейский F-15K с двумя двигателями F110-GE-129.

Хотя ВВС выбрали Pratt & Whitney F100-PW-229 в качестве IPE для F-15E Strike Eagle , пара F110-GE-129 была установлена ​​на один самолет для летных испытаний. [21] [22] Южная Корея выберет модель -129 для установки на 40 истребителей F-15K. Впервые серийные F-15 были оснащены двигателем General Electric. Двигатели производились по совместному лицензионному соглашению с компанией Samsung Techwin. Он также был выбран ВВС Республики Сингапур (RSAF) для оснащения своего F-15SG.

F-15E получит дальнейшее развитие в Advanced Eagle с новой электродистанционной системой управления, включающей FADEC от F110-GE-129. Advanced Eagle станет основой для F-15SA Саудовской Аравии , F-15QA Катара и F-15EX ВВС США . [23]

Варианты

Приложения

Технические характеристики

Ф110-ГЭ-100/400

Данные Американского общества инженеров-механиков , [7] Командования военно-морских авиационных систем (NAVAIR) [15]

Общие характеристики

Компоненты

Производительность

F110-GE-129

Данные General Electric, [25] [26] Американского общества инженеров-механиков (ASME) , [10] MTU [27]

Общие характеристики

Компоненты

Производительность

F110-GE-132

Данные General Electric, [12] Американского общества инженеров-механиков (ASME), [10] Forecast International [28]

Общие характеристики

Компоненты

Производительность

Смотрите также

Связанные разработки

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Рекомендации

  1. ^ «TEI > Добро пожаловать». Архивировано из оригинала 26 ноября 2014 г. Проверено 7 ноября 2014 г.
  2. ^ F-16 ВВС - Турция. Ф-16.нет. Проверено 16 августа 2013 г.
  3. ^ abc Фрэнк Камм (1993). Разработка двигателей F100-PW-220 и F110-GE-100: практический пример управления рисками и оценки рисков (PDF) . РЭНД (докладывая).
  4. ↑ Коулсон, М.С. (18 апреля 1982 г.). Отчет о состоянии программы производных моделей двигателей ВВС США. Американское общество инженеров-механиков . дои : 10.1115/82-GT-183. ISBN 978-0-7918-7957-3. S2CID  109148328.
  5. ^ «F110-129, конец эпохи» . ВВС США . 21 ноября 2014 г.
  6. ^ Реубуш, Дэвид Э.; Карлсон, Джон Р. (1 марта 1982 г.). Влияние установки выхлопных сопел F101 DFE на характеристики хвостовой части самолета F-14 (Отчет). НАСА.
  7. ^ аб Коулсон, Майкл С. (1984). РАЗРАБОТКА ДВИГАТЕЛЯ F110-GE-100 (Технический отчет). КАК Я. 84-ГТ-13.
  8. ^ «Отчет о состоянии военных двигателей GE Aircraft Engines» . Дженерал Электрик Аэроспейс . 15 июня 1997 г.
  9. ^ "Информационный бюллетень X-62A VISTA" . Авиабаза Эдвардс (ВВС США) .
  10. ^ abc Вадиа, Арканзас; Джеймс, Ф.Д. (2000). F110-GE-129 EFE – повышенная мощность за счет производной технологии с низким уровнем риска (технический отчет). КАК Я.
  11. ^ «GE запускает вариант истребительного двигателя F110 с выигрышем в 400 миллионов долларов в Объединенных Арабских Эмиратах» . Дженерал Электрик . 14 марта 2000 г.
  12. ^ ab «Турбовентиляторные двигатели F110-GE-132» (PDF) . Дженерал Электрик .
  13. ^ «GE запускает программу испытаний F110-132» . Полет Глобал . 23 июня 2003 г.
  14. ^ «ТЕХНИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ОБНОВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ F-14 TF30-P-414 С F110-GE-400» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 июня 2010 г.
  15. ^ ab Стандартные характеристики самолета (SAC) F-14D (PDF) (Отчет). Июль 1985 г. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2022 г.
  16. ^ NAVAIR 01-F-14AAD-1A F-14D ЛЕТНОЕ РУКОВОДСТВО НАТОPS, январь 2004 г. ЧАСТЬ 1 CH-2 Раздел 2.2 «Двигатель», стр. «2-9».
  17. ^ Глобальный архив полетов
  18. ^ Глобальная безопасность: F110 Проверено 21 июня 2008 г.
  19. ^ «Двигатель F110-GE-132 завершил первоначальные летные испытания» . ДжЭ Авиэйшн . 16 июня 2003 г. Архивировано из оригинала 11 декабря 2005 г.
  20. ^ «Двигатель F110 | GE Aviation» .
  21. ↑ ДеЛизи, JW (16 апреля 1990 г.). «Программа начальных летных испытаний двигателя с увеличенными характеристиками F-15E / GE-129». Американский институт аэронавтики и астронавтики (AIAA) . дои : 10.2514/6.1990-1266.
  22. ^ "GE на F-15E" . Полет Глобал . 30 апреля 1996 г.
  23. ^ «GE поставляет первые двигатели для истребителя F-15EX» .
  24. ^ «General Electric побеждает Rolls-Royce в производстве местного истребителя в Турции» . 31 октября 2018 г.
  25. ^ GE Aviation F110-GE-129/F110-GE-132
  26. ^ техническое описание GE-129 - pdf
  27. ^ Техническое описание F110-GE-129
  28. ^ Дженерал Электрик F110

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме General Electric F110 .