Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
F3
XF3 KASM001.jpg
Турбореактивный двухконтурный двигатель IHI F3
ТипТурбовентиляторный
национальное происхождениеЯпония
ПроизводительКорпорация IHI
Первый забег1981 г.
Основные приложенияКавасаки Т-4
Количество построенных~ 550 [1]

Ishikawajima-Харима Heavy Industries (IHI) F3 является низким байпасным турбовентиляторных двигателя разработан в Японии по Ishikawajima-Harima Heavy Industries для Т-4 Kawasaki реактивных учебно - тренировочных самолетов . Первый прототип двигателя, XF3, был изготовлен в 1981 году, а первый полет на XT-4 состоялся в июле 1985 года. Всего было построено около 550 двигателей. [1]

Дизайн и разработка [ править ]

Ishikawajima-Harima начал разработку небольшого турбовентиляторного двигателя в конце 1970-х годов в качестве конкурента для нового учебно-тренировочного самолета, разрабатываемого Kawasaki Heavy Industries . Разрабатываемый двигатель получил название XF3, и в 1982 году он был выбран вместо SNECMA Turbomeca Larzac для установки на учебно - тренировочный агрегат XT-4 . Первые опытные образцы двигателя создавали тягу в 2600 фунтов силы (12 кН) , но более поздние модели (включая модель, выбранную для XT-4) производили тягу в 3600 фунтов-сил (16 кН). [2]

Серийный двигатель получил обозначение F3-30 (альтернативно F3-IHI-30), и он впервые использовался на самолете XT-4 в 1985 году. Производство квалифицированного двигателя также началось в 1985 году [3].

После того, как двигатель и самолет были запущены в производство, произошло несколько инцидентов, когда одна или две лопатки турбины высокого давления вышли из строя, что вынудило самолет совершить аварийную посадку. [4] Расследование показало, что секция турбины страдала от проблемы резонанса вибрации , что привело к поломке лопаток турбины. Лопасти были усилены и модифицированы для гашения вибраций. Двигатель и самолет вернулись в строй в 1990 году. [5]

Начиная с 1999 года, IHI начала модернизацию выпускаемых двигателей с помощью новой турбины высокого давления для увеличения срока их службы. Этот вариант двигателя был известен как F3-IHI-30B . [1]

В 2003 году IHI начал обновление движка, добавив в него более совершенную систему Full Authority Digital Engine Control (FADEC). Этот обновленный двигатель получил обозначение F3-IHI-30C . [1]

XF3-400 [ править ]

Вскоре после того, как IHI начала работать над XF-3, они начали разработку более мощного варианта двигателя в качестве демонстратора технологий для теоретического сверхзвукового истребителя . Этот двигатель получил обозначение XF3-400. Он был разработан, чтобы быть более мощной версией XF-3 с дожиганием , создавая тягу около 7600 фунтов силы (34 кН). Отличительной чертой этого двигателя было то, что он должен был иметь отношение тяги к массе 7: 1, что выше, чем у любого двигателя аналогичного размера. [6]

Серьезная работа над этим двигателем началась в 1986 году, а в 1987 году был построен и испытан демонстрационный двигатель. Компания IHI официально заключила контракт на двигатель в 1992 году, после того как в предыдущие годы компания потратила на разработку и испытания двигателя внутренними силами. [6]

Основное отличие XF3-400 от стандартного F3-30 - наличие форсажной камеры . Добавление форсажной камеры - основная причина, по которой максимальная тяга -400 намного выше, чем -30. Другие изменения включали лопатки компрессора и турбины, которые были аэродинамически оптимизированы с использованием методов трехмерной вычислительной гидродинамики , а также улучшенные температурные характеристики в турбине высокого давления. [6]

Отчет за 1998 год показал, что вектор тяги также был интегрирован в XF3-400. [7]

Дизайн [ править ]

F3 - двухвальный (или двухзолотный) ТРДД с малым байпасом . Он имеет двухступенчатый вентилятор (компрессор низкого давления) на валу низкого давления, за которым следует пятиступенчатый компрессор высокого давления на валу высокого давления. В двигателе используется кольцевая камера сгорания , которая питает одноступенчатую турбину высокого давления, за которой следует одноступенчатая турбина низкого давления. Вариант XF3-400 включает форсажную камеру после турбины низкого давления, серийный F3 - нет. [6]

Двухступенчатый вентилятор использует широкие лопасти хорды, и как серийный F3, так и продвинутый XF3-400 используют один и тот же вентилятор. [3] [6] В отличие от вентилятора, пятиступенчатый компрессор у F3 и XF3-400 различается: в усовершенствованном XF3-400 используются усовершенствования трехмерной вычислительной гидродинамики (CFD). [6]

Лопатки турбины высокого давления представляют собой монокристаллические лопатки, и они охлаждаются тонкой пленкой воздуха изнутри лопаток. Лопатки турбины низкого давления, как и компрессор высокого давления, были улучшены между F3 и XF3-400 с использованием 3D CFD. [6]

И F3, и XF3-400 используют FADEC для управления двигателем. [6]

Варианты [ править ]

XF3
Раннее обозначение того, что стало F3-IHI-30. На этом этапе программы рассматривалось несколько различных конфигураций.
F3-IHI-30
Серийный вариант двигателя. Используется на Kawasaki T-4 .
F3-IHI-30B
Серийный вариант двигателя с модернизированной турбиной высокого давления.
F3-IHI-30C
Серийная версия двигателя с улучшенным FADEC.
IHI-17
XF3-400
Демонстрационный вариант сверхзвуковой техники. Тяга намного выше, чем у серийного F3. Включает форсажную камеру и несколько улучшений аэродинамики.

Приложения [ править ]

  • Кавасаки Т-4

Технические характеристики (F3-IHI-30) [ править ]

Данные из [8]

Общие характеристики

  • Тип: двухконтурный ТРДД
  • Длина: 79 дюймов (200 см)
  • Диаметр: 25 дюймов (63 см)
  • Сухой вес: 750 фунтов (340 кг)

Составные части

  • Компрессор: осевой , 2-ступенчатый, компрессор низкого давления, 5-ступенчатый компрессор высокого давления
  • Камеры сгорания : кольцевые
  • Турбина : одноступенчатая турбина высокого давления, двухступенчатая турбина низкого давления

Представление

  • Максимальная тяга : 3680 фунтов силы (16,4 кН)
  • Общий коэффициент давления : 11: 1
  • Коэффициент байпаса : 0,9: 1 [6]
  • Удельный расход топлива : 0,7 фунта / (фунт-сила ч)
  • Удельная тяга : 4,9

См. Также [ править ]

Связанная разработка

  • Корпорация IHI XF5
  • Корпорация IHI F7

Сопоставимые двигатели

  • SNECMA Turbomeca Larzac
  • НПО Сатурн АЛ-55

Связанные списки

  • Список авиационных двигателей

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б в г IHI F3. Авиадвигатели Джейн . ( страница подписки [ постоянная мертвая ссылка ] ) Отредактировано 13 января 2009 г. Проверено 9 февраля 2010 г.
  2. ^ Выбран японский учебно-тренировочный двигатель . (1982, 11 декабря). Flight International, 1677. Проверено 4 февраля 2010 г.
  3. ^ а б Хамада, Т., Акаги, М., Тода, Д., Симадзаки, Х., & Омомо, М. (1989). Результаты летных испытаний на совместимость воздухозаборника / двигателя Т-4. Представлено на 25-й конференции по совместным двигательным установкам AIAA / ASME / SAE / ASEE , Монтерей, Калифорния: Американский институт аэронавтики и астронавтики.
  4. ^ Япония Решает проблемы с двигателем F3 . (1989, 29 ноября). Flight International, 16. Доступ 4 февраля 2010 г.
  5. ^ Япония нашла исправление для учебно-тренировочного Т-4 . (1990, 17 января). Flight International, 27. Проверено 4 февраля 2010 г.
  6. ^ a b c d e f g h i Кашикава, И., и Акаги, М. (1995). Исследование малого турбовентиляторного двигателя с высоким соотношением тяги к массе. Представлено на 31-й совместной конференции и выставке по двигательным установкам AlAA / ASME / SAE / ASEE, Сан-Диего, Калифорния: Американский институт аэронавтики и астронавтики.
  7. ↑ Япония останавливает демонстратор истребителей будущего . (1998, 21 октября). Международный рейс. Проверено 4 февраля 2010 года.
  8. ^ "IHI F3". 2010 Aerospace первоисточников . Авиационная неделя и космические технологии. ( страница подписки ). Доступ 2 февраля 2010 г.