stringtranslate.com

Дженерал Электрик F414

General Electric F414 — американский турбовентиляторный двигатель с форсажной камерой в классе тяги 22 000 фунтов (98 кН ), производимый GE Aerospace (ранее GE Aviation). F414 произошел от широко распространенного турбовентиляторного двигателя F404 компании GE , увеличенного и улучшенного для использования в Boeing F/A-18E/F Super Hornet . Двигатель был разработан на основе турбовентиляторного двигателя F412 без форсажной камеры, запланированного для A-12 Avenger II , но до того, как он был отменен.

Проектирование и разработка

Происхождение

GE преобразовала F404 в турбовентиляторный двигатель F412-GE-400 без форсажа для McDonnell Douglas A-12 Avenger II . После отмены A-12 исследования были направлены на двигатель для F/A-18E/F Super Hornet . GE успешно представила F414 как малорискованную производную от F404, а не как более рискованный новый двигатель. Первоначально предполагалось, что двигатель F414 не будет использовать никаких материалов или процессов, не используемых в F404, и был разработан так, чтобы соответствовать тем же габаритам, что и F404. [3]

F414 использует ядро ​​и полнофункциональную цифровую систему управления двигателем (FADEC) от F412 и систему низкого давления от двигателя YF120 , разработанную для конкурса Advanced Tactical Fighter . Одним из основных отличий между F404 и F414 является секция вентилятора. Вентилятор F414 больше, чем у F404 , но меньше, чем вентилятор F412. [4] Более крупный вентилятор увеличивает поток воздуха двигателя на 16%, он на 5 дюймов (13 см) длиннее и увеличен в диаметре с 28 дюймов (71 см) до 31 дюйма (79 см). Чтобы сохранить F414 в том же диапазоне или пространстве, занимаемом в планере, что и F404, секция форсажной камеры была укорочена на 4 дюйма (10 см), а камера сгорания укорочена на 1 дюйм (2,5 см). Также по сравнению с F404 изменена конструкция первых трех ступеней компрессора высокого давления, которые представляют собой блиски, а не отдельные диски и лопатки в форме ласточкина хвоста, что позволяет сэкономить 50 фунтов (23 кг) веса. [3] F414 использует систему « топливогидравлическую » для управления площадью сходящегося-расходящегося сопла в секции форсажной камеры. Приводы сопла используют топливо двигателя, тогда как F404 использует гидравлическую систему двигателя. Приводы «топливогидравлические» для сопел форсажной камеры используются с 1960-х годов, например, на Pratt & Whitney J58 [5] и Rolls-Royce Turbomeca Adour [ 6] . Они также используются для поворота сопла вертикального взлета и посадки для Rolls-Royce LiftSystem . [7]

Дальнейшее развитие

F414 продолжает совершенствоваться как за счет внутренних усилий GE, так и за счет федерально финансируемых программ разработки. К 2006 году GE испытала двигатель повышенной прочности (EDE) с усовершенствованным сердечником. Двигатель EDE обеспечивал увеличение тяги на 15% или более длительный срок службы без увеличения тяги. Он имеет шестиступенчатый компрессор высокого давления (вместо 7 ступеней в стандартном F414) и усовершенствованную турбину высокого давления. [8] Новый компрессор должен быть примерно на 3% эффективнее. Новая турбина высокого давления использует новые материалы и новый способ подачи охлаждающего воздуха к лопаткам. Эти изменения должны повысить температурную способность турбины примерно на 150 °F (83 °C). [9] EDE разработан с учетом лучшей устойчивости к повреждению посторонними предметами и сниженной скорости сгорания топлива. [10] [11]

Программа EDE продолжилась испытаниями усовершенствованного двухступенчатого вентилятора с лопаточным диском или « блиском ». Первый усовершенствованный вентилятор был изготовлен с использованием традиционных методов, но будущие вентиляторы «блиск» будут изготавливаться с использованием поступательной сварки трением с целью снижения производственных затрат. [9] GE заявляет, что этот последний вариант обеспечивает либо 20%-ное увеличение тяги, либо трехкратное увеличение прочности горячей секции по сравнению с текущим F414. [8] Эта версия называется Enhanced Performance Engine (EPE) и частично финансировалась через федеральную программу Integrated High Performance Turbine Engine Technology (или IHPTET). [10] [12]

Другие возможные усовершенствования F414 включают усилия по снижению шума двигателя с помощью механических или жидкостных шевронов и усилия по снижению выбросов с помощью новой камеры сгорания с захваченным вихрем. [9] Шевроны будут снижать шум двигателя, вызывая смешивание между более холодным, более медленным воздухом байпаса и более горячим, более быстрым выхлопным воздухом сердечника. Механические шевроны будут иметь форму треугольных вырезов (или расширений) на конце сопла, что приведет к образцу «зуба акулы». Жидкостные шевроны будут работать, впрыскивая дифференциальные потоки воздуха вокруг выхлопа, чтобы достичь тех же целей, что и механический вариант. Новая камера сгорания, вероятно, будет направлена ​​на снижение выбросов за счет сжигания большего процента кислорода , тем самым уменьшая количество кислорода, доступного для связи с азотом, образуя загрязняющее вещество NO x .

По состоянию на 2009 год F414-EDE разрабатывался и испытывался по контракту с ВМС США на демонстрационный двигатель с пониженным удельным расходом топлива (SFC). [13] [14] Кроме того, General Electric испытала двигатели F414, оснащенные второй ступенью турбины низкого давления, изготовленной из керамических матричных композитов (CMC). F414 представляет собой первое успешное использование CMC во вращающейся части двигателя. Испытания показали, что CMC достаточно прочны, чтобы выдерживать тепло и вращательное напряжение внутри турбины. Преимущество CMC заключается в весе, составляющем одну треть веса металлического сплава, и в возможности работы без охлаждающего воздуха, что делает двигатель более аэродинамически эффективным и экономичным. Однако новая турбина еще не готова для серийного самолета, поскольку необходимы дальнейшие изменения конструкции, чтобы сделать ее более прочной. [15]

По состоянию на 2023 год было поставлено более 1600 двигателей F414. [2]

Варианты

F/A-18 Super Hornets, оснащенные двигателями F414-GE-400
F414-GE-400
Версия, используемая для Boeing F/A-18E/F Super Hornet . Также предлагалась для не построенного морского варианта F-117N истребителя F-117 Nighthawk . [16]
F414-EDE
«Enhanced Durability Engine» или «EDE» включает в себя улучшенную турбину высокого давления (HPT) и компрессор высокого давления (HPC). HPT перепроектирован для выдерживания немного более высоких температур и включает в себя аэродинамические изменения. HPC был перепроектирован до 6 ступеней вместо 7. Эти изменения направлены на снижение SFC на 2% и увеличение долговечности компонентов в три раза. [17]
F414-ЭПЕ
«Enhanced Performance Engine» или «EPE» включает в себя новый сердечник и переработанный вентилятор и компрессор. Обеспечивает до 20 процентов тяги, увеличивая ее до 26 400  фунтов силы (117  кН ), что дает почти 11:1 отношение тяги к весу. [18]
Ф414М
Используется в EADS Mako/HEAT . Сниженная тяга до 12 500 фунтов силы (55,6 кН) в сухом состоянии и 16 850 фунтов силы (75 кН) во влажном состоянии. [19] Предлагался для международных версий корейской серии учебных самолетов и истребителей T-50 , но позже был заменен новым предложением со стандартным F414. [8] [20]
Ф414-Г
Выпускался для Saab JAS 39 Gripen Demonstrator. Немного модифицирован для использования в одномоторном Gripen, вместо двухмоторного самолета, как F/A-18. С ним Gripen Demonstrator достиг скорости 1,2 Маха в суперкрейсерском режиме (без форсажа). [21]
F414BJ
Предложенная версия для Dassault Falcon SSBJ. Будет производить около 12 000 фунтов силы (53 кН) тяги без использования форсажной камеры. [22] [23]
F414-GE-INS6
Агентство по развитию аэронавтики Индии (ADA) выбрало F414-GE-INS6 для HAL Tejas Mark 2 индийских ВВС (IAF). Индия заказала 99 двигателей в октябре 2010 года. Он производит большую тягу, чем предыдущие версии, и оснащен системой полнофункционального цифрового электронного управления (FADEC). [24] Двигатели должны быть поставлены к 2013 году. [25] К 2023 году 8 единиц F414 были поставлены в рамках сделки на 99 двигателей. [26] [27] 18 ноября 2023 года доктор Самир В. Камат из Организации оборонных исследований и разработок объявил, что Соединенные Штаты предоставили необходимые разрешения, открыв двери для GE Aerospace и Hindustan Aeronautics Limited для совместного производства двигателя General Electric F414 в Индии для HAL Tejas Mark 2, HAL TEDBF и HAL AMCA . [28]
По состоянию на 12 августа ожидается, что сделка по лицензионному производству двигателей будет подписана в течение следующих шести месяцев (т. е. в конце 2024-25 финансового года), в то время как General Electric Co. подала технико-коммерческие заявки. После подачи заявки должны последовать переговоры о передаче технологий. Соглашение о передаче технологий находится на завершающей стадии, чтобы быть одобренным правительством Индии . Сделка, оценочная стоимость которой составляет 1 миллиард долларов, приведет к передаче 80% технологий для двигателей. Некоторые из важнейших технологий, которые будут переданы, включают покрытие для горячего конца двигателя, кристаллические лопатки и технологию лазерного сверления . Земля для строительства завода по производству двигателей была выбрана HAL недалеко от города Бангалор . Тем временем проходят экологические и очистные разрешения для проекта. Производство на объекте начнется в течение двух лет после подписания контракта, а поставка — в течение трех лет. Хотя первоначальная цель производства двигателя составляет 99 единиц для программы Tejas Mk 2, ожидается, что размер заказа увеличится за следующее десятилетие. [29] По состоянию на сентябрь 2024 года правительство Индии должно сформировать переговорный комитет для завершения сделки с представителями Министерства обороны , HAL , ADA и GTRE . Большая часть рабочей нагрузки может быть передана на аутсорсинг частному сектору. [30]
F414-GE-39E (GE RM16)
Новая версия F414G для Saab JAS-39E/F Gripen. [31] [32] [33]
F414-GE-400K
Вариант F414-GE-400, совместно разработанный General Electric и Hanwha Aerospace для южнокорейского KAI KF-21 Boramae , который будет производиться совместно и собираться на месте в Южной Корее компанией Hanwha Aerospace. [34] [35]
F414-GE-100
Версия, изготовленная на заказ для управления самолетом X-59 Quiet SuperSonic Technology X-plane от NASA. Модификации, полученные на основе F414-GE-39E, включают в себя другое программное обеспечение управления, топливные трубопроводы и отсутствие монтажных направляющих. Было изготовлено два экземпляра. [36]

Приложения

Технические характеристики

F414-GE-400

Данные GE Aviation, [37] Deagal.com, [38] и MTU Aero Engines [39]

Общая характеристика

Компоненты

Производительность

Смотрите также

Сопутствующее развитие

Сравнимые двигатели

Связанные списки

Ссылки

  1. ^ "GE отмечает прогресс F414; испытания на выносливость приближаются" (1993). Aviation Week and Space Technology . Vol. 139, No. 1; p. 31
  2. ^ ab Waldron, Greg (23 июня 2023 г.). "HAL будет производить двигатели F414 в Индии после соглашения с GE Aerospace". flightglobal.com . Получено 23 июня 2023 г. .
  3. ^ ab "Уверенная GE направляется к F414 CDR в следующем месяце" (1994). Aerospace Daily . Том 169, № 34; стр. 270.
  4. ^ "GE выигрывает исследование F-18E/F" (1991). Flight International . 4 сентября 1991 г.
  5. ^ "SR-71 Online - Руководство по летной эксплуатации SR-71: Раздел 1, Страница 1-12".
  6. ^ Jane's All The World's Aircraft 1975-1976, под редакцией Джона У. Р. Тейлора, ISBN 0 531 03250 7 , стр. 707 
  7. ^ Кандебо, Стэнли (1992). «Программа испытаний компонентов GE для снижения риска при разработке двигателя F414». Aviation Week and Space Technology . Т. 136, № 26; стр. 64.
  8. ^ abc "GE F110 и F404/F414 Fighter Engines Expand Capability and Global Presence" Архивировано 2009-02-02 в Wayback Machine . GE Aviation, 17 июля 2006 г.
  9. ^ abc Кандебо, Стэнли В. «Усовершенствованный F414 готов к испытаниям» (2004). Aviation Week and Space Technology . Т. 160, № 1; стр. 58.
  10. ^ ab Норрис, Гай. "GE ищет более мощный двигатель для Super Hornets, Growlers" [ постоянная неработающая ссылка ] . Aviation Week , 14 мая 2009 г.
  11. ^ Тримбл, Стивен. «Boeing's Super Hornet стремится к экспортной продаже для запуска 20% модернизации тяги». Flight International , 12 мая 2009 г.
  12. ^ "F414 Growth Demonstrator Engine Completes Testing" (пресс-релиз). GE. 12 декабря 2006 г. Получено 13 августа 2009 г.
  13. ^ "Новые заказы, технические вставки указывают на возросшее присутствие истребительных двигателей GE" Архивировано 09.09.2009 на Wayback Machine . Пресс-релиз GE. 15 июня 2009 г. Получено 13 августа 2009 г.
  14. ^ "Восстановление: Демонстрация снижения удельного расхода топлива". Федеральные деловые возможности. 2009. Номер заявки: N00019-09-G-0009 . Получено 13 августа 2009 г.
  15. ↑ Норрис, Гай. «CMCs advance», Aviation Week & Space Technology, 2–15 февраля 2015 г., стр. 28.
  16. ^ Моррокко, Джон (1994). «Lockheed возвращается в ВМС с новым проектом F-117N». Aviation Week and Space Technology . Т. 140, № 10; стр. 26.
  17. ^ "GE предлагает расширенное финансирование F414 EDE к 2003 году". Flight International . 8–14 мая 2001 г., стр. 26.
  18. ^ Свитмен, Билл. «GE приносит хорошие вещи Hornet, Gripen» Архивировано 17.04.2012 на Wayback Machine . Блог Aviation Week Ares, 21 апреля 2011 г.
  19. ^ "Военная подготовка: Фаза III". Flight International . 15 июля 2003 г. стр. 40.
  20. ^ "Lockheed обдумывает возможность замены двигателя T-50 для программы TX". Flight global . 24 мая 2011 г.
  21. ^ Хойл, Крейг (22 января 2009 г.). "Saab празднует успех испытаний "суперкруиз" для Gripen Demo". Flight global . Flight International ..
  22. ^ "Официальные лица Dassault говорят, что трехмоторный SST будет иметь дальность полета 4000 миль" (1998). The Weekly of Business Aviation . Том 66, № 22; стр. 239.
  23. ↑ Уорик, Грэм (8 сентября 1998 г.). «Большой реактивный бизнес». Flight global . Flight International.
  24. ^ Хойл, Крейг (01.10.2010). "Индия выбирает F414 GE для истребителя Tejas MkII". Flight International. Архивировано из оригинала 04.10.2010.
  25. ^ "Tejas, легкий боевой самолет Индии, история". tejas.gov.in. Архивировано из оригинала 25-09-2014.
  26. ↑ Корреспондент, округ Колумбия (22.06.2023). «GE Aerospace будет совместно производить двигатели F414 в Индии для истребителей Tejas Mk2». Deccan Chronicle . Получено 08.04.2024 . {{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь )
  27. ^ Роблин, Себастьен (2017-08-12). «Индия на грани создания суперреактивного истребителя?». The National Interest . Получено 2024-04-08 .
  28. ^ "Получены все разрешения США: HAL, GE будут производить реактивные двигатели для истребителей LCA Mark2, AMCA в Индии". The Economic Times . 2023-11-18. ISSN  0013-0389 . Получено 2023-11-18 .
  29. ^ Пабби, Ману (10.08.2024). «Технические, ценовые предложения, представленные в сделке с США по двигателю для истребителя». The Economic Times . ISSN  0013-0389 . Получено 12.08.2024 .
  30. ^ Пабби, Ману (27.09.2024). «Вероятно, в этом году будет заключена сделка по истребительному двигателю: HAL CMD». The Economic Times . ISSN  0013-0389 . Получено 27.09.2024 .
  31. ^ "Военные двигатели, Двигатель F414". GE Aviation.
  32. ^ "GKN Aerospace выбрана FMV для поддержки авиационного двигателя Gripen E RM16" (пресс-релиз). 2020-02-25. Архивировано из оригинала 2021-10-09.
  33. ^ Двигатель RM12: поддержка Gripen на протяжении более 300 000 часов полета
  34. ^ "Hanwha Techwin подписывает соглашение с GE о местном производстве двигателей F414 для самолетов KF-X [sic]". Hanwha . 12 июля 2016 г. Архивировано из оригинала 26 января 2018 г. Получено 26 января 2018 г.
  35. ^ Jung, Min-hee (24 июля 2016 г.). "Hanwha Techwin, GE Team Up to Develop KF-X Engine Parts". Business Korea . Сеул, Южная Корея. Архивировано из оригинала 26 января 2018 г. Получено 26 января 2018 г.
  36. ^ Банке, Джим (2020-08-20). "NASA принимает поставку реактивного двигателя GE для X-59". Nasa.gov . Получено 30-08-2020 .
  37. ^ "Турбореактивные двухконтурные двигатели F414-GE-400" (PDF) . GE Aviation.
  38. ^ "Двигатели истребителей, F414 GE 400". Дегель.
  39. ^ "F414". MTU Aero Engines (mtu.de) . Получено 2019-07-24 .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме General Electric F414 .