Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
F414
General Electric F414 AEDC 93-206711 USAF.jpg
ТипТурбовентиляторный
национальное происхождениеСоединенные Штаты
ПроизводительGeneral Electric
Первый забег20 мая 1993 г. [1]
Основные приложенияBoeing F / A-18E / F Super Hornet
HAL Tejas Mk2
KAI KF-X
Saab JAS 39E / F Gripen
Разработано изGeneral Electric F404

General Electric F414 является американский дожигания ТРДД двигатель в 22,000- фунт (98 кН ) тяги класса производимого GE Aviation . F414 возникла из широко используемых Дженерал Электрик F404 турбовентилятора расширенного и улучшенного для использования в Boeing F / A-18E / F Супер Хорнет . Двигатель был разработан на основе турбовентиляторного двигателя F412 без дожигания, который планировался для A-12 Avenger II , до его отмены.

Дизайн и разработка [ править ]

Истоки [ править ]

Компания GE преобразовала F404 в турбовентиляторный двигатель F412-GE-400 без дожигания 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 производную от F404 с низким уровнем риска, а не как более рискованный новый двигатель. Первоначально предполагалось, что в двигателе F414 не используются какие-либо материалы или процессы, не использованные в F404, и он был разработан с учетом тех же габаритов, что и F404. [2]

F414 использует основную и полную цифровую систему управления двигателем (FADEC) от F412 и систему низкого давления от двигателя YF120, разработанную для соревнований Advanced Tactical Fighter . Одно из основных различий между F404 и F414 - секция вентилятора. Вентилятор F414 больше, чем у F404 , но меньше, чем вентилятор F412. [3] Более крупный вентилятор увеличивает воздушный поток двигателя на 16% и на 5 дюймов (13 см) длиннее. Чтобы F414 оставался в том же корпусе или пространстве, занятом в планере, что и F404, секция форсажной камеры была укорочена на 4 дюйма (10 см), а камера сгоранияукорочен на 1 дюйм (2,5 см). По сравнению с F404 также изменилась конструкция первых трех ступеней компрессора высокого давления, которые представляют собой монолитные диски, а не отдельные диски и лопатки с ласточкиным хвостом, что позволяет сэкономить 50 фунтов (23 кг) в весе. [2] F414 использует « топливную гидравлическую » систему для управления площадью сужающегося-расширяющегося сопла в секции форсажной камеры. Приводы форсунок используют моторное топливо, тогда как F404 использует гидравлическую систему двигателя. «Топливные гидравлические» приводы форсунок используются с 1960-х годов на Pratt & Whitney J58 [4] и Rolls-Royce Turbomeca Adour , [5]Например. Они также используются для поворота сопла вертикального взлета и посадки для Rolls-Royce LiftSystem . [6]

Дальнейшее развитие [ править ]

F414 продолжает совершенствоваться как за счет внутренних усилий GE, так и за счет программ развития, финансируемых из федерального бюджета. К 2006 году GE протестировала двигатель повышенной прочности (EDE) с усовершенствованным ядром. Двигатель EDE обеспечивал увеличение тяги на 15% или более длительный срок службы без увеличения тяги. Он имеет шестиступенчатый компрессор высокого давления (по сравнению с 7-ступенчатым в стандартном F414) и усовершенствованную турбину высокого давления. [7] Новый компрессор должен быть примерно на 3% эффективнее. В новой турбине высокого давления используются новые материалы и новый способ подачи охлаждающего воздуха к лопастям. Эти изменения должны повысить температурную способность турбины примерно на 150 ° F (83 ° C). [8] EDE обеспечивает лучшую стойкость к повреждению посторонними предметами и снижает скорость сжигания топлива.[9] [10]

Программа EDE продолжилась тестированием усовершенствованного двухступенчатого лопастного вентилятора или вентилятора- « мельницы ». Первый усовершенствованный вентилятор был изготовлен с использованием традиционных методов, но будущие вентиляторы-мельницы будут изготавливаться с использованием сварки трением поступательного движения с целью снижения производственных затрат. [8] GE рекламирует, что этот последний вариант дает либо 20% -ное увеличение тяги, либо трехкратное увеличение прочности горячей секции по сравнению с нынешним F414. [7] Эта версия называется Enhanced Performance Engine (EPE) и частично финансировалась в рамках федеральной программы Integrated High Performance Turbine Engine Technology (или IHPTET). [9] [11]

Другие возможные улучшения F414 включают усилия по снижению шума двигателя за счет использования механических или жидкостных шевронов и усилия по снижению выбросов с помощью новой камеры сгорания с захваченным вихрем. [8] Шевроны уменьшают шум двигателя, вызывая смешивание более холодного, более медленного перепускного воздуха и более горячего и быстрого отработанного воздуха из ядра. Механические шевроны будут иметь форму треугольных вырезов (или удлинений) на конце сопла, что приведет к узору «акульий зуб». Жидкостные шевроны будут работать, нагнетая дифференциальные потоки воздуха вокруг выхлопа для достижения тех же целей, что и механические. Новая камера сгорания, вероятно, будет направлена ​​на сокращение выбросов за счет сжигания более высокого процента кислорода , тем самым уменьшая количество кислорода, доступного для связывания сазот, образующий загрязнитель NO x .

По состоянию на 2009 год F414-EDE разрабатывался и испытывался в рамках контракта с ВМС США на демонстрационный двигатель с пониженным удельным расходом топлива (SFC). [12] [13]Кроме того, General Electric протестировала двигатели F414, оборудованные второй ступенью турбины низкого давления, изготовленной из композитов с керамической матрицей (CMC). F414 представляет собой первое успешное использование CMC во вращающейся части двигателя. Испытания показали, что CMC достаточно прочны, чтобы выдерживать тепловые и вращательные нагрузки внутри турбины. Преимущество CMC заключается в том, что он весит в три раза меньше металлического сплава, и может работать без охлаждающего воздуха, что делает двигатель более аэродинамически эффективным и экономичным. Однако новая турбина еще не готова для серийного самолета, поскольку необходимы дальнейшие конструктивные изменения, чтобы сделать ее более надежной. [14]

К 2010 году было поставлено более 1000 двигателей F414, и общее количество летных часов семейства двигателей превысило 1 миллион часов [15].

Варианты [ править ]

F / A-18 Super Hornets на базе F414-GE-400
F414-GE-400
Летает на Боинге F / A-18E / F Super Hornet . Также предлагается для морского варианта F-117N F-117 Nighthawk . [16]
F414-EDE
«Двигатель повышенной прочности» или «EDE» включает улучшенную турбину высокого давления (HPT) и компрессор высокого давления (HPC). HPT переработан, чтобы выдерживать несколько более высокие температуры, и в него внесены изменения в аэродинамике. Конструкция HPC была изменена до 6 ступеней, по сравнению с 7. Эти изменения были направлены на снижение SFC на 2% и повышение долговечности компонентов в три раза. [17]
F414-EPE
"Enhanced Performance Engine" или "EPE" включает в себя новое ядро ​​и модернизированные вентилятор и компрессор. Обеспечивает увеличение тяги до 20 процентов, увеличивая ее до 26 400 фунтов (120 кН), обеспечивая соотношение тяги к весу почти 11: 1. [18]
F414M
Используется EADS Mako / HEAT . Снижение тяги до 12500 фунтов-силы (55,6 кН) в сухом состоянии и 16850 фунтов-силы (75 кН) во влажном состоянии. [19] Предлагается для международных версий корейской серии учебных и истребителей Т-50 , но позже заменен новым предложением со стандартным F414. [7] [20]
F414G
Произведено для демонстратора Saab JAS 39 Gripen . Немного модифицирован для использования в одномоторном Gripen вместо двухмоторного самолета, такого как F / A-18. С ним Gripen Demonstrator достиг 1,2 Маха в суперкруизе (без форсажа). [21]
F414BJ
Предлагается для SSBJ Dassault Falcon. Без использования форсажной камеры будет производить около 12000 фунтов силы (53 кН) тяги. [22] [23]
F414-GE-INS6
Индия Агентство аэронавигационного развития (ADA) выбран F414-GE-INS6 к мощности HAL Tejas Mark 2 в ВВС Индии (IAF). В октябре 2010 года Индия заказала 99 двигателей. Он обеспечивает большую тягу, чем предыдущие версии, и оснащен системой Full Authority Digital Electronics Control (FADEC). [24] Двигатели должны быть поставлены к 2013 году. [25]
F414-GE-39E (GE RM16)
Новая версия F414G для Saab JAS-39E / F Gripen. [26] [27] [28]
F414-KI
Вариант F414-GE-400, совместно разработанный General Electric и Hanwha Aerospace для южнокорейского KAI KF-X , будет производиться совместно и собираться на месте в Южной Корее компанией Hanwha Aerospace. [29] [30]
F414-GE-100
Версия, специально созданная для управления X-59 Quiet SuperSonic Technology НАСА . Унаследованные от F414-GE-39E модификации включают различное управляющее программное обеспечение, топливные трубопроводы и отсутствие монтажных направляющих. Изготовлено две единицы. [31]

Приложения [ править ]

  • Боинг F / A-18E / F Super Hornet
  • EADS Mako / HEAT
  • HAL Tejas Mk2
  • HAL TEDBF
  • KAI KF-X
  • Локхид Мартин X-59 QueSST
  • Saab JAS 39E / F Грипен

Технические характеристики (F414-400) [ править ]

Данные GE Aviation, [32] Deagal.com, [33] и MTU Aero Engines [34]

Общие характеристики

  • Тип: ТРДД с форсажным двигателем
  • Длина: 154 дюйма (391 см)
  • Диаметр: 35 дюймов (89 см)
  • Сухой вес: макс. Вес 2445 фунтов (1110 кг)

Составные части

  • Компрессор: осевой компрессор с 3 ступенями вентилятора и 7 ступенями компрессора
  • Камеры сгорания : кольцевые
  • Турбина : 1 ступень низкого давления и 1 ступень высокого давления

Спектакль

  • Максимальная тяга :
  • 13000  фунтов силы (57,8  кН ) военная тяга
  • 22000 фунтов-силы (97,9 кН) с форсажной камерой
  • Общий коэффициент давления : 30: 1
  • Коэффициент байпаса : 0,25: 1
  • Массовый расход воздуха: 170 фунтов / с (77,1 кг / с)
  • Удельная тяга : 9

См. Также [ править ]

Связанная разработка

  • General Electric F404
  • General Electric YF120
  • Volvo RM12

Сопоставимые двигатели

  • Eurojet EJ200
  • GTRE GTX-35VS Kaveri
  • Гуйчжоу WS-13
  • Климов РД-93
  • Snecma M88

Связанные списки

  • Список авиационных двигателей

Ссылки [ править ]

  1. ^ "GE отмечает прогресс F414; испытания на выносливость близки" (1993). Неделя авиации и космической техники . Vol. 139, № 1; п. 31 год
  2. ^ a b «В следующем месяце GE уверенно направляется к F414 CDR» (1994). Aerospace Daily . Том 169, № 34; п. 270.
  3. ^ "GE выигрывает исследование F-18E / F" (1991). Международный рейс . 4 сентября 1991 г.
  4. ^ https://www.sr-71.org/blackbird/manual/1/1-12.php
  5. ^ Jane's All The World's Aircraft 1975-1976, под редакцией Джона WR Тейлора, ISBN  0 531 03250 7 , стр.707
  6. ^ Kandebo, Стэнли (1992). «Программа тестирования компонентов GE для снижения риска при разработке двигателя F414». Неделя авиации и космической техники . Vol. 136, № 26; п. 64.
  7. ^ a b c «Истребители GE F110 и F404 / F414 расширяют возможности и глобальное присутствие» . GE Aviation, 17 июля 2006 г.
  8. ^ a b c Кандебо, Стэнли У. «Улучшенная готовность к испытаниям F414» (2004). Неделя авиации и космической техники . Vol. 160, № 1; п. 58.
  9. ^ а б Норрис, Гай. «GE видит более мощный двигатель для супершершней и гроулеров» . Авиационная неделя , 14 мая 2009 г.
  10. ^ Тримбл, Стивен. «Super Hornet от Boeing стремится к экспортной продаже, чтобы начать модернизацию тяги на 20%» . Flight International , 12 мая 2009 г.
  11. ^ «F414 Growth Demonstrator Engine завершает испытания» (пресс-релиз). GE. 12 декабря 2006 . Проверено 13 августа 2009 года .
  12. ^ «Новые заказы, технические вставки, обозначающие увеличение присутствия истребителей GE» . Пресс-релиз GE. 15 июня 2009 г. Проверено 13 августа 2009 г.
  13. ^ «Восстановление: Демонстрация снижения удельного расхода топлива» . Федеральные возможности для бизнеса. 2009. Номер запроса: N00019-09-G-0009 . Проверено 13 августа 2009 года .
  14. ^ Норрис, Гай. «CMCs advance», Aviation Week & Space Technology, 2–15 февраля 2015 г., с. 28.
  15. ^ «Проверенный опыт, программа повышает популярность Spark GE F110 и F404 / 414». Архивировано 29 сентября 2010 г. на Wayback Machine . GE Aviation, 19 июля 2010 г.
  16. ^ Morrocco, Джон (1994). «Lockheed возвращается на флот с новым дизайном F-117N». Неделя авиации и космической техники . Vol. 140, № 10; п. 26.
  17. ^ "GE предлагает увеличить финансирование F414 EDE к 2003 году" . Международный рейс . 8–14 мая 2001 г., с. 26.
  18. ^ Sweetman, Билл. «GE приносит хорошие вещи Хорнету, Грипен» . Блог Aviation Week Ares, 21 апреля 2011 г.
  19. ^ «Военная подготовка: этап III». Международный рейс . 15 июля 2003 г. с. 40.
  20. ^ "Lockheed обдумывает переоборудование Т-50 для программы TX" . Полет глобальный . 24 мая 2011 г.
  21. ↑ Хойл, Крейг (22 января 2009 г.). «Saab празднует успех теста« суперкруиз »для Gripen Demo» . Полет глобальный . Международный рейс ..
  22. ^ «Официальные лица Dassault говорят, что трехмоторная SST будет иметь дальность полета в 4 000 миль» (1998). Еженедельник деловой авиации . Vol. 66, №22; п. 239.
  23. ↑ Warwick, Graham (8 сентября 1998 г.). «Большой реактивный бизнес» . Полет глобальный . Международный рейс.
  24. ^ Хойл, Крейг. «Индия выбирает F414 GE для истребителя Tejas MkII» . Flight International , 1 октября 2010 г.
  25. ^ "Теджас, легкий боевой самолет Индии, история" . tejas.gov.in. Архивировано из оригинала на 2014-07-01.
  26. ^ "Военные двигатели, Двигатель F414" . GE Aviation.
  27. ^ Техническое обслуживание двигателя JAS39E в Trollhättan
  28. ^ Двигатель RM12: поддержка захвата более 300000 летных часов
  29. ^ "Hanwha Techwin подписывает соглашение с GE о местном производстве двигателей F414 для самолетов KF-X [sic]" . Ханва . 12 июля 2016 года Архивировано из оригинала 26 января 2018 года . Проверено 26 января 2018 .
  30. ↑ Юнг, Мин Хи (24 июля 2016 г.). «Ханва Техвин, GE объединились для разработки деталей двигателя KF-X» . Деловая Корея . Сеул, Южная Корея. Архивировано из оригинального 26 января 2018 года . Проверено 26 января 2018 .
  31. ^ Бэнке, Джим (2020-08-20). «НАСА принимает реактивный двигатель GE для X-59» . Nasa.gov . Проверено 30 августа 2020 .
  32. ^ "Турбореактивные двухконтурные двигатели F414-GE-400" (PDF) . GE Aviation.
  33. ^ "Двигатели истребителя, F414 GE 400" . Дегель.
  34. ^ "F414" . MTU Aero Engines (mtu.de) . Проверено 24 июля 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Страница GEAE F414 / F414M
  • Страница F414 на GlobalSecurity.org