Pratt & Whitney F119

Pratt & Whitney F119
Moottorinäkymä
P&W F119 -testaus Nellisin ilmavoimien tukikohdassa .
Rakentaja Pratt & Whitney
käyttää Lockheed Martin F-22 Raptor
Ominaisuudet
Tyyppi Kaksinkertaisen virtaus , kaksinkertainen tynnyri suihkuturbiinimoottorilla
Pituus 5 160 mm
Halkaisija noin 1200 mm
Massa 1769 kg
Komponentit
Kompressori Aksiaalinen, 9 vaihetta:
• 3 LP-vaihetta ( puhallin )
• 6 HP-vaihetta
Palotilan Polttimet pyöreässä renkaassa
Turbiini Kaksi vastapäivään pyörivää aksiaaliturbiinia (yksi per runko)
Esitykset
Suurin kuiva työntövoima 29000  lbf tai 116 kN
Maksimi työntövoima kanssa PC 35000  lbf tai 156 kN
Laimennussuhde 0,30
Paino / työntövoima kuiva: 15,25  kg / kN
PC: n kanssa: 11,34 kg / kN

Pratt & Whitney F119 (sisäisesti kutsutaan PW5000 ) on kaksisyöttöinen, twin-body jälkipoltin -moottoreilla kehittämä amerikkalainen Pratt & Whitney lopun välisenä aikana 1980 ja varhaisen 2000-luvun . Kuljettavan F-22 Raptor , taistelija varkain ja US Air Force , se on näin ollen ensimmäinen moottori viidennen sukupolven hävittäjän olleen toiminnassa.

P&W F119 on myös yksi harvoista turbomoottoreista, jotka kykenevät kuljettamaan ylitaajuisella nopeudella varustettua lentokonetta tarvitsematta turvautua jälkipolttimeen; tätä ominaisuutta kutsutaan supercruise tai Super risteily . Tätä varten se tuottaa työntövoiman suuruudeltaan noin 35 000  lbf (156  kN ) huolimatta 40% vähemmän osista kuin edeltäjänsä, ylläpitokustannusten pienentämiseksi. Lopuksi, P&W F119: ssä on kaksiulotteinen suutin, jota voidaan kääntää ± 20 ° , lentokoneen ohjattavuuden parantamiseksi.

Tähän mennessä P&W F119 on varustanut 187 esimerkkiä F-22- raptoreista . P&W F119: ää käytettiin myös YF-23 Black Widow II -prototyypissä . Se korvattiin P & W F135 , muunnelma F119, varustaa F-35 Lightning II , Yhdysvaltain ilmavoimien viime multirole taistelija .

Konteksti ja kehitys

1980-luvun alussa Ronald Reaganin hallinto aloitti Advanced Tactical Fighter -ohjelman ensimmäisen työn, jonka tarkoituksena oli suunnitella uuden sukupolven hävittäjät - Lockheed Martin F-22 Raptor  - tavoitteena korvata F-15 Eagle ja F -16 Falcon päässä Yhdysvaltain ilmavoimat . SisäänSyyskuu 1983, projekti on muun muassa toimitettu Pratt & Whitneylle ja General Electricille , jotka vastaavat moottorin tarjoamisesta lentokoneiden varustamiseksi.

Ohjelman eritelmissä täsmennetään erityisesti, että uuden lentokoneen on kyettävä saavuttamaan yliäänenopeudet (nopeudet, jotka ovat suurempia kuin Mach 1) ilman jälkipolttimia . Tällä prosessilla, joka koostuu petrolin ruiskuttamisesta reaktorin pakokaasuihin työntövoiman äkillisen lisäämiseksi, on kaksi haittapuolta. Yhtäältä se lisää moottorin luovuttaman lämmön määrää, mikä saattaa vaarantaa F-22: n varkauden , ja toisaalta se aiheuttaa huomattavaa liikakulutusta, mikä rajoittaa F-22: n autonomiaa. kone.

Suunniteltu mukaan periaatteiden integroidun tuotekehityksen ja "varmistamaan kohtuullinen tasapaino suorituskyky, turvallisuus, kannattavuus, ohjattavuus ja ylläpitokustannukset" , P & W F119 voittaaHuhtikuu 1991Yhdysvaltain ilmavoimien tarjous General Electric YF120 : n edessä . Tuotanto alkoi sitten Middletownissa , Connecticutin tehtaalla , jonne rakennettaisiin suurin osa F119-moottoreista. Jos alun perin suunnitellaan tuottavan tuhat moottoria kahdella F-22-konetta kohden, tuskin puolet lopulta.

Historiallinen

Lähde: (en) "  F119-PW-100 Turbofan Engine  " [PDF] , sivustolla PW.utc.com

Tekninen

Pratt & Whitney F119: n ilmavirta alkaa kolmivaiheisella puhaltimella , jota seuraa kuusi puristusvaihetta. P&W F119 on ohitettava turbomoottori, joten osa tuulettimen sisään menevästä ilmasta ei kulje kompressorin läpi ja se ohjataan suoraan ohittamaan se ja ohjataan kohti suutinta . Pitkä sointu terät (tunnetaan nimellä ”laaja sointu siipiä”) ja terän levyjä, sillä vaiheissa on valmistettu yhdestä metallikappaleesta, rajoittaa vikojen osia, jotka voivat haitata asianmukainen puristus ilman; tätä ominaisuutta kutsutaan "  bliskiksi  ", "  terän  " (vaalea / ontuva) ja "  levy  " (levy) supistumiseksi , joka tunnetaan paremmin ranskaksi nimityksellä "  disc aubagé monobloc  " (DAM). Tämä metalli, jota käytetään useimmissa moottorin osissa, on valmistettu titaaniseoksesta, jota kutsutaan "seostetuksi titaaniksi C", joka kestää paremmin väsymystä ja korkeita lämpötiloja, mikä mahdollistaa moottorin käyttörajojen työntämisen takaisin. Moottorissa on myös muuttuvageometrinen järjestelmä: kompressorin siipien sisääntuloa voidaan säätää kiertokangilla moottorin kierrosluvun mukaan, erityisesti pyörivän jumiutumisen välttämiseksi .

Polttokammiossa puolestaan ​​on suunniteltu rajoittamaan savun vapautumista mahdollisimman paljon kerosiinin palamisen aikana. Koboltissa on lämpöä eristävä pinnoite, joka rajoittaa korkeiden lämpötilojen aiheuttamaa hapettumista ja pidentää siten sen käyttöikää. Lopuksi moottori lopettaa turbiinin korkean paineen ja matalapaineisen turbiinilaskurin, jotka käyttävät kompressoria ja puhallinta; tämä on syy siihen, miksi P&W F119 on kaksoisputkinen turbomoottori.

P&W F119 -moottoreissa on myös kaksiulotteinen suutin, jota voidaan kääntää ± 20 ° moottorin pituusakselia pitkin. Tämä vektori-työntölaite mahdollistaa lentokoneen ohjattavuuden parantamisen lennon aikana, mutta myös lentoonlähtöjen suorittamisen lyhyemmillä matkoilla. Suutin, suuttimen päässä oleva osa, on suorakulmainen ja ei-pyöreä muoto, kuten yleensä tapahtuu; tämän muodon avulla voidaan nopeuttaa pakokaasujen jäähdytystä, mikä vähentää lentokoneen infrapunayhteyttä ja säilyttää jälleen varkauden . Suutin on samasta syystä suunniteltu uuteen keraamiseen komposiittimateriaaliin ( Ceramic Matrix Composite ), joka on tarkoitettu absorboimaan tutka- ja infrapunasäteilyä.

P & W: F119 ja valvontajärjestelmän on aikaansaatu kaksi elektronista yksikköä FADEC ja Hamilton Sundstrandin , kukin muodostuu kaksi tietokonetta, mikä rajoittaa todennäköisyyttä vika moottorin.

Esitykset

Pratt & Whitney F119 on yksi 2000-luvun menestyneimmistä turbomoottoreista. Yliäänenopeudella sen työntövoima (116  kN kuiva) on melkein kaksinkertainen perinteisiin moottoreihin nähden, ja se pysyy ylivoimaisena myös jälkipolttimessa. Kun jälkipoltin on aktivoitu, P&W F119 kehittää noin 35000  paunaa (156  kN ) työntövoimaa - Vertailun vuoksi F-15 Eagle- ja F-16 Falcon -hävittäjien , molempien Pratt & Whitney F100 -moottorien , työntövoima on 23000. (102  kN ) ja 29000  lbf (116  kN ) - työntövoiman ja painosuhteen ollessa 7,8: 1.

Tämä suorituskyky, joka saavutettiin noin 40% pienemmillä osilla ylläpitokustannusten vähentämiseksi, on osittain seurausta digitaalisesta CFD ( Computational Fluid Dynamics ) -tutkimuksesta turboahdin ilmavirrasta, mutta myös edistyneiden tekniikoiden käytöstä  ; Uusimpien hitsaustekniikoiden, kuten kitkahitsauksen , diffuusiohitsauksen tai laserhitsauksen, hallinta oli erityisen tärkeää.

Erityiset nimet

Northrop YF-23 Black Widow II on prototyyppi suunniteltu aikana Yhdysvaltain ilmavoimat tarjouksen ja kilpailija Lockheed Martin F-22 Raptor  ; Siksi sitä ohjaa P & W F119. Lockheed Martin X-35 on prototyyppi Lockheed Martin F-35 Lightning II virtansa F119-PW-611. Tuotantoa F-35 Lightning II saa kuitenkin viime kädessä P & W F135 , F119 : n muunnos.

Huomautuksia ja viitteitä

  1. (in) "  Pratt & Whitney YF119-PW-100L Augmented turbopotkurikone  " päälle kansallismuseo US Air Force (näytetty 02 syyskuu 2010 )
  2. (in) Erin Dick, "  Pratt & Whitneyn F119 tehot F-22 Farnboroughissa Air Show  " , lehdistötiedote P & W Military Moottorit , 19. heinäkuuta 2010. Accessed 02 syyskuu 2010
  3. (in) "  Military: F-22 Raptor F119-PW-100 moottori  " on GlobalSecurity.org (näytetty 1 st päivänä syyskuuta 2010 )
  4. (in) "  Pratt & Whitneyn F119-PW-100 moottori saa Outstanding AWS Hitsaus Award  " on American Welding Society.org (näytetty 02 syyskuu 2010 )
  5. (en) "  Modern Tactical Jet Engines  " [PDF] , osoitteessa rand.org ( käyty 3. syyskuuta 2010 ) [PDF]
  6. (in) "  Military F-22 Raptor Stealth  " sivustolla GlobalSecurity.org (käyty 2. syyskuuta 2010 )
  7. "  Pratt & Whitney F119  " , osoitteessa PW.utc.com ( avattu 3. syyskuuta 2010 )
  8. (de) Doug Richardson , "  Stealth - Unsichtbare Flugzeuge  " , Stocker-Schmid AG , Dietikon-Zurich,2002( ISBN  3-7276-7096-7 )
  9. (in) "  F-22A Raptor Advanced Tactical Fighter Aircraft, USA  " osoitteessa airforce-technology.com (katsottu 2. syyskuuta 2010 )
  10. (sisään) Carlo Kopp, "  Lockheed Martin / Boeing F-22 Raptor  " , Air Power Australia (katsottu 2. syyskuuta 2010 )

Liitteet

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoiset linkit