Pratt & Whitney F119 - Pratt & Whitney F119

F119
Pratt & Whitney F119.JPEG
F119 -moottori testissä
Tyyppi Turbofan
Kansallinen alkuperä Yhdysvallat
Valmistaja Pratt & Whitney
Tärkeimmät sovellukset F-22 Raptor
Rakennettu numero 507
Kehitetty osaksi Pratt & Whitney F135

Pratt & Whitney F119 , Yritystunnus PW5000 , on Jälkipoltto turbopotkurikone moottorin kehittämän Pratt & Whitney varten Lockheed Martin F-22 Raptor kehittynyt taktinen taistelija.

Moottori tuottaa 156 kN (35 000 lbf) luokan työntövoiman ja on suunniteltu superristeilyyn . F119 tarjoaa lähes 22% enemmän työntövoimaa ja 40% vähemmän osia kuin edeltäjänsä F100 , joten se mahdollistaa jatkuvan jopa 1,8 Machin ylikierrosluvun. F119: n suuttimissa on 2D- työntövoima- tekniikka, jonka avulla ne voivat ohjata moottorin työntövoimaa ± 20 ° kallistuksen akselilla, mikä parantaa F-22: n ohjattavuutta.

F119-johdannainen, Pratt & Whitney F135 , tuottaa jopa 43 000 lbf (190 kN) työntövoimaa Lockheed Martin F-35 Lightning II: lle .

Historia

F119 syntyi JAFE (Joint Advanced Fighter Engine) -ohjelmasta 1980 -luvun alussa, jonka tarkoituksena oli toimittaa ilmavoimien Advanced Tactical Fighter (ATF) -voimalaitos . Yksityiskohtainen suunnittelu Pratt & Whitneyn esityksestä, joka on nimetty sisäisesti PW5000: ksi, alkoi, kun JAFE -ehdotuspyyntö (RFP) julkaistiin toukokuussa 1983. Moottoritekniikan kehitys, kuten Advanced Turbine Engine Gas Generator (ATEGG) ja Joint Teknologian esittelymoottorin (JTDE) ohjelmat mahdollistivat suunnittelun tehdä enemmän työtä vähemmällä portaalla, ja PW5000: ssa on vain 6 kompressorivaihetta verrattuna F100 : n 10 kompressorivaiheeseen. Korkean ja matalan paineen turbiinien olivat yhdessä vaiheessa ja vastakkaisiin suuntiin pyörivien, mikä lyhentää moottorin poistamalla rivi staattoreita ja kevyempi. Tuuletin- ja kompressorivaiheet käyttivät integroituja siipiroottoreita (IBR) painon ja kustannusten vähentämiseksi ja suorituskyvyn parantamiseksi. Floatwall -niminen polttomoottori poistaa hitsit ja vähentää lämpöjakson aiheuttamaa halkeaman kasvua. Tämä tekniikka mahdollistaa moottorin saavuttaa erittäin korkeat ydinlämpötilat, jotta se täyttäisi supraristeilyn korkean ominaisvoiman. Alkuperäinen RFP vaati maksimaalista työntövoimaa luokassa 30000 lbf (133 kN).

Pratt & Whitney ja General Electric valittiin valmistamaan prototyyppisiä moottoreita, nimetty YF119 ja YF120 , esittelyä ja validointia varten. ATF: n kasvava paino vaati enemmän työntövoimaa suorituskykyvaatimusten täyttämiseksi, ja vaadittu suurin työntövoima kasvoi 20% 356 lbf (156 kN) luokkaan. Pratt & Whitneyn muotoilu muuttui siten, että siinä oli 15% suurempi tuuletin, mikä nosti ohitussuhteen 0,25: stä 0,30: een. Toisin kuin General Electric, Pratt & Whitney ei kuitenkaan sovittanut suurempaa tuuletintaan lentokelpoisiin YF119 -koneisiin ATF -lennon esittelyä varten mahdollisten luotettavuusongelmien välttämiseksi. Sen sijaan tarkistettu tuuletin testattiin perusteellisesti Wright-Pattersonin ilmavoimien tukikohdassa. Tämän seurauksena sekä YF-22: lla että YF-23: lla oli huonompi suorituskyky YF119: n kanssa kuin YF120: llä.

3. elokuuta 1991 Pratt & Whitney sai EMD -sopimuksen ATF -moottorista, kun taas Lockheed/Boeing/General Dynamics -tiimi voitti sopimuksen ATF -lentokoneesta. Vaikka YF119 oli perinteisempi malli verrattuna General Electricin muuttuvaan jaksoon YF120, Pratt & Whitney keräsi paljon enemmän testituntia ja korosti pienempää riskiä. Tuotanto F119-PW-100 asennettiin tuotantoon F-22A . Turbiinimoottorien edistyminen ATEGG: stä ja JTDE: stä jatkui integroidulla High Performance Turbine Engine Technology (IHPTET) -ohjelmalla, jossa on sovelluksia F119 -parannuspaketeissa ja johdannaisissa. F119: n johdannaiset käyttivät X-32- ja X-35 Joint Strike Fighter -konseptiesittelyjä, ja myöhempi täysimittainen kehitys johti F135-moottoriperheeseen, joka käyttää F-35: tä .

Design

F119 on kaksoiskelainen aksiaalivirtaus, matala ohitus. Siinä on kolmivaiheinen tuuletin, jota ohjaa yksivaiheinen matalapaineturbiini, ja kuusivaiheinen korkeapainekompressori, jota käyttää yksivaiheinen korkeapaineturbiini. Koteloimattomassa tuulettimessa on leveä sointu, alhainen kuvasuhde onttoja titaanituulettimen siipiä, jotka on hitsattu levyihin lineaarisen kitkan avulla yhtenä kappaleiksi. Kompressorin staattorit ja työntövoima-vektorisuutin käyttävät palonkestävää titaaniseosta nimeltä Alloy C, jonka ensimmäinen staattoririvi on muuttuva aaltoeron lisäämiseksi. Floatwall -rengasmainen polttolaite varmistaa polttoaineen puhtaan palamisen ja vähentää NOx -tuotantoa. Korkeapaineturbiinien siivet on valmistettu yksikiteisistä superseoksista, ja ne on jäähdytetty suurpainekompressorin ilmalla. Kaksi kelaa kääntyvät vastakkain, mikä säästää painoa staattoririvin poistamisen vuoksi. Vaatimus ATF: stä ylikierroksille tai lentää yliäänellä ilman jälkipoltinta johtaa F119-PW-100: n erittäin alhaiseen ohitusasteeseen 0,3 korkean ominaisvoiman saavuttamiseksi . F119: ssä on kaksois-redundantti täyden auktoriteetin digitaalinen moottorin ohjaus ( FADEC ).

Kolmen vyöhykkeen jälkipoltin eli lisälaite edistää lentokoneen salamista, koska polttoainesuuttimet on integroitu paksuihin kaareviin siipiin, jotka on päällystetty keraamisilla tutkaa absorboivilla materiaaleilla (RAM). Nämä siivet korvaavat perinteiset polttoainesuihkutangot ja liekinpitimet ja estävät turbiinien näköyhteyden. Suutin voi vektori ± 20 ° nousu -akselilla, mikä parantaa merkittävästi lentokoneen nousukelpoisuutta lisäämällä hännän kallistusmomenttia moottorin työntövoimalla; tämä mahdollistaa sen, että F-22 pysyy hallittavana lentäessään yli 60 °: n leikatulla alfalla. Suutin koostuu kahdesta kiilanmuotoisesta läppästä varkain, ja se myös pienentää infrapunasignaalia litistämällä pakoputken ja helpottamalla sen sekoittumista ympäröivään ilmaan vaippojen avulla. Moottorin käyttöikä on yhteensä 8 650 kierrosta.

Toimintahistoria

F119-PW-100: n maakokeet suoritettiin ensimmäisen kerran helmikuussa 1993. Moottorit lennettiin ensimmäisen kerran F-22: n ensimmäisellä lennolla 7. syyskuuta 1997. Yhteensä valmistettiin 507 moottoria.

Vuonna 2013 Pratt avusti F119 -raskaan kunnossapidon keskus (HMC) Tinkerin ilmavoimien tukikohdassa, Oklahoma, F119 -moottorin ensimmäisessä varikkohuollossa.

Vaihtoehdot

  • YF119-PW-100L : YF-22 : n prototyyppimoottori ; mitoitettu 30000 lbf työntöluokka.
  • YF119-PW-100N : YF-23 : n prototyyppimoottori ; mitoitettu 30000 lbf työntöluokka.
  • F119-PW-100 : F-22A : n tuotantomoottori, jossa on suurempi tuuletin ja suurempi ohitussuhde (BPR) 35 000 lbf: n työntöluokalle.
  • YF119-PW-611 : X-35- moottorin prototyyppi .
  • YF119-PW-614 : X-32- moottorin prototyyppi .

Sovellukset

Tekniset tiedot (F119-PW-100)

YF119 tuuletin
YF119-PW-100L työntövoiman vektorisuutin

Tiedot Pratt & Whitneyltä, Yhdysvaltain ilmavoimien kansallismuseo, RAND, Aviation Week, USAF.

Yleiset luonteenpiirteet

  • Tyyppi: Kaksoiskela, aksiaalivirtaus, lisätty turbofan
  • Pituus: 516 cm
  • Halkaisija: n . 46 tuumaa (120 cm)
  • Kuivapaino: 1800 kg

Komponentit

Esitys

Katso myös

Aiheeseen liittyvä kehitys

Vertailukelpoiset moottorit

Aiheeseen liittyviä luetteloita

Viitteet

  • Aronstein, David C .; Hirschberg, Michael J. (1998). Kehittynyt taktinen hävittäjä F-22 Raptoriin: 21. vuosisadan ilmadominatorin alkuperä . Arlington, Virginia: American Institute of Aeronautics & Astronautics. ISBN 978-1-56347-282-4.

Ulkoiset linkit