Pratt & Whitney F119

Pratt & Whitney F119
Vizualizare motor
Un P&W F119 în curs de testare la baza forțelor aeriene Nellis .
Constructor Pratt & Whitney
utilizare Lockheed Martin F-22 Raptor
Caracteristici
Tip Turboreactor cu dublu debit , cu două cilindri
Lungime 5 160 mm
Diametru aproximativ 1.200 mm
Masa 1769 kg
Componente
Compresor Axial cu 9 trepte:
• 3 trepte LP ( suflantă )
• 6 trepte HP
Camera de ardere Arzătoare pe un inel circular
Turbină Două turbine axiale rotative (una pe corp)
Spectacole
Impingere maxima uscata 29.000  lbf sau 116 kN
Impuls maxim cu PC 35.000  lbf sau 156 kN
Rata de diluare 0,30
Raport greutate / propulsie uscat: 15,25  kg / kN
cu PC: 11,34 kg / kN

Pratt & Whitney F119 (denumit în continuare pe plan intern PW5000 ) este un dublu-flux, dublu corp postardere motor turboreactor , dezvoltat de American Pratt & Whitney între sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 2000 . Propulsată de F-22 Raptors , US Air Force stealth fighter jet - uri , prin urmare , este prima a cincea generație luptator cu jet de motor să fie operațional.

P&W F119 este, de asemenea, unul dintre puținele turboreactoare capabile să propulseze aeronava pe care o echipează la viteză supersonică, fără a fi nevoie să recurgă la arzător; această capacitate este cunoscută sub numele de supercruise sau super cruise . Pentru aceasta, oferă un impuls de 35.000  lbf (156  kN ), în ciuda cu 40% mai puține piese în comparație cu predecesorul său, astfel încât să reducă costurile de întreținere. În cele din urmă, P&W F119 are o duză bidimensională care poate fi rotită cu ± 20 ° , pentru a îmbunătăți manevrabilitatea aeronavei.

Până în prezent, P & W F119 echipează 187 exemple de F-22 Raptors . P&W F119 a fost folosit și pe prototipul YF-23 Black Widow II . Acesta a fost înlocuit de P&W F135 , o variantă a lui F119, pentru a echipa F-35 Lightning II , ultimul luptător multirol al Forțelor Aeriene SUA.

Context și dezvoltare

La începutul anilor 1980 , administrația lui Ronald Reagan a început prima lucrare la programul Advanced Tactical Fighter , destinat proiectării unui avion de vânătoare de nouă generație - Lockheed Martin F-22 Raptor  - cu scopul de a înlocui F-15 Eagle și F -16 Falcon de la Forțele Aeriene ale SUA . ÎnSeptembrie 1983, proiectul este, printre altele, transmis companiei Pratt & Whitney și General Electric , responsabile cu oferirea unui motor pentru echiparea aeronavei.

Specificațiile programului specifică în special faptul că noua aeronavă trebuie să fie capabilă să atingă viteze supersonice (viteze mai mari decât Mach 1) fără a utiliza arzătorul post . Într-adevăr, acest proces, care constă în injectarea de kerosen în gazele de eșapament ale reactorului, astfel încât să crească brusc forța, are două dezavantaje. Pe de o parte, provoacă o creștere a căldurii degajate de motor, care riscă să compromită stealth- ul F-22 și, pe de altă parte, generează un consum excesiv semnificativ, limitând astfel autonomia F-22. avion.

Conceput în conformitate cu principiile dezvoltării integrate a produsului pentru a "asigura un echilibru echitabil între performanță, siguranță, profitabilitate, manevrabilitate și costuri de întreținere" , P&W F119 câștigă înAprilie 1991licitația Forțelor Aeriene SUA , în fața General Electric YF120 . Producția a început apoi la uzina din Middletown , Connecticut , unde vor fi construite majoritatea F119-urilor. Dacă se intenționează inițial să producă o mie de motoare, la o rată de două pe fiecare avion F-22, în cele din urmă abia jumătate vor ajunge.

Istoric

Sursă: (ro) „  Motor turboventilator F119-PW-100  ” [PDF] , pe PW.utc.com

Tehnic

Debitul de aer dintr-un Pratt & Whitney F119 începe cu o suflantă în trei trepte, urmată de șase trepte de compresie. P&W F119 fiind un turboreactor de bypass, o parte din aerul care intră de ventilator nu trece prin compresor și este deviat direct pentru a-l ocoli și a fi direcționat către duză . Cele mai lungi coardă lamelor (numite „fan lame largă coardă“) și discurile de lame de cele mai multe etape sunt realizate dintr - o singură bucată de metal, limitând defectele pe părțile care ar putea împiedica comprimarea adecvată a aerului; această caracteristică se numește „  blisk  ”, o contracție a „  blade  ” (pal / șchiop) și „  disc  ” (disc), mai cunoscută în franceză sub denumirea de „  disc aubagé monobloc  ” (DAM). În plus, acest metal, utilizat în majoritatea părților motorului, este fabricat dintr-un aliaj de titan numit „aliaj titan C”, oferind o rezistență mai bună la oboseală și la temperaturi ridicate, ceea ce face posibilă împingerea înapoi a limitelor de utilizare a motorului. Motorul are, de asemenea, un sistem cu geometrie variabilă: incidența lamelor compresorului poate fi reglată prin biele în funcție de turația motorului, în special pentru a evita fenomenul de blocare rotativă.

Camera de ardere, la rândul ei, concepută pentru a limita cât mai mult posibil degajarea de fum în timpul arderii kerosenului, are un strat termoizolant în cobalt care limitează oxidarea indusă de temperaturile ridicate și, prin urmare, îi prelungește durata de viață. În cele din urmă, motorul se termină cu o turbină de presiune ridicată și un contor de turbină de joasă presiune, respectiv, acționând compresorul și suflanta; acesta este motivul pentru care P&W F119 este un turboreactor cu două cilindri.

Motoarele P&W F119 au, de asemenea, o duză bidimensională care poate fi rotită cu ± 20 ° de -a lungul axei longitudinale a motorului. Acest dispozitiv de împingere vectorial face posibilă îmbunătățirea manevrabilității aeronavei în zbor, dar și efectuarea decolărilor pe distanțe mai mici. Duza, parte la capătul duzei, adoptă o formă dreptunghiulară și necirculară, așa cum se întâmplă în general; această formă face posibilă accelerarea răcirii gazelor de eșapament, reducând în consecință semnătura în infraroșu a aeronavei și păstrându-i din nou stealth-ul . Duza este, din același motiv, proiectată într-un nou material compozit ceramic ( Ceramic Matrix Composite ) destinat absorbției emisiilor radar și infraroșu.

P & W F119 al regimului de control este furnizat de două unități electronice FADEC din Hamilton Sundstrand , fiecare constituită din două calculatoare, limitând astfel probabilitatea unei defecțiuni a motorului.

Spectacole

Pratt & Whitney F119 este unul dintre cele mai de succes turboreactoare din anii 2000. La viteze supersonice, tracțiunea sa (116  kN uscată) este aproape dublă față de cea a motoarelor convenționale și rămâne superioară chiar și atunci când acestea din urmă folosesc arzătorul post-arzător. Cu arzătorul activat, P&W F119 dezvoltă aproximativ 35.000  lbf (156  kN ) de forță - pentru comparație, forța avioanelor de luptă F-15 Eagle și F-16 Falcon , ambele propulsate de un Pratt & Whitney F100 , este între 23.000 (102  kN ) și 29.000  lbf (116  kN ) - pentru un raport împingere / greutate de 7,8: 1.

Această performanță, obținută cu aproximativ 40% mai puține piese pentru a reduce costurile de întreținere, este parțial rezultatul unui studiu digital CFD ( Computational Fluid Dynamics ) al fluxului de aer din turbojet, dar și al utilizării tehnicilor avansate  ; stăpânirea celor mai noi tehnici de sudare, cum ar fi sudarea prin frecare , sudarea prin difuzie sau sudarea cu laser, a fost deosebit de importantă.

Denumiri specifice

Northrop YF-23 Black Widow II este un prototip proiectat în timpul US Air Force oferta si concurent la Lockheed Martin F-22 Raptor  ; prin urmare, este alimentat de P&W F119. Lockheed Martin X-35 este un prototip al Lockheed Martin F-35 Lightning II alimentat de un F119-PW-611. Producția F-35 Lightning II va fi totuși în cele din urmă alimentată de P&W F135 , o variantă a lui F119.

Note și referințe

  1. (în) „  Pratt & Whitney YF119-PW-100L Turbofan Augmented  ” pe Muzeul Național al Forțelor Aeriene ale SUA (accesat la 2 septembrie 2010 )
  2. (în) Erin Dick, „  Pratt & Whitney's F119 Engine Powers F-22 at Farnborough Air Show  ” , comunicat de presă P & W Military Engines , 19 iulie 2010. Accesat la 2 septembrie 2010
  3. (în) "  militar: F-22 Raptor F119-PW-100 motor  " pe GlobalSecurity.org (accesat 1 st septembrie 2010 )
  4. (în) „  Motorul F119-PW-100 al lui Pratt & Whitney primește Premiul remarcabil de sudare AWS  ” pe American Welding Society.org (accesat la 2 septembrie 2010 )
  5. (ro) „  Motoare cu jet tactice moderne  ” [PDF] , la rand.org (accesat la 3 septembrie 2010 ) [PDF]
  6. (în) „  Military F-22 Raptor Stealth  ” pe GlobalSecurity.org (accesat la 2 septembrie 2010 )
  7. „  Pratt & Whitney F119  ” , la PW.utc.com (accesat la 3 septembrie 2010 )
  8. (de) Doug Richardson , "  Stealth - Unsichtbare Flugzeuge  " , Stocker-Schmid AG , Dietikon-Zurich,2002( ISBN  3-7276-7096-7 )
  9. (în) „  F-22A Raptor Advanced Tactical Fighter Aircraft, SUA  ” pe airforce-technology.com (accesat la 2 septembrie 2010 )
  10. (în) Carlo Kopp, „  Lockheed Martin / Boeing F-22 Raptor  ” , pe Air Power Australia (accesat la 2 septembrie 2010 )

Anexe

Articole similare

linkuri externe