Дженерал Электрик F110
Ф110 | |
---|---|
![]() | |
ТРДД F110-GE-100 для использования в F-16, около 1986 г. | |
Тип | ТРДД |
Национальное происхождение | Соединенные Штаты |
Производитель | GE Аэроспейс |
Первый запуск | 1980-е годы |
Основные приложения | General Dynamics F-16 Файтинг Фалкон Грумман F-14B/D Томкэт Макдоннелл Дуглас F-15E Страйк Игл Боинг F-15EX Игл II Митсубиси Ф-2 ИЛИ ТФ Каан |
Разработано на основе | Дженерал Электрик F101 |
Варианты | Дженерал Электрик F118 |
General Electric F110 — с форсажной камерой турбовентиляторный реактивный двигатель производства компании GE Aerospace (ранее GE Aviation). Он был создан на основе двигателя General Electric F101 в качестве альтернативы двигателю Pratt & Whitney F100 для тактических истребителей, при этом F-16C Fighting Falcon и F-14A +/B Tomcat исходными платформами были ; F110 в конечном итоге будет использоваться F-15 Eagle и в новых вариантах . Двигатель также производится корпорациями IHI Corporation в Японии, TUSAŞ Engine Industries (TEI) в Турции и Samsung Techwin в Южной Корее в рамках лицензионных соглашений. [1] [2]
F118 — это бесфорсажный вариант F110, который используется на бомбардировщике-невидимке Northrop B-2 и самолете-разведчике Lockheed U-2S .
Проектирование и разработка
[ редактировать ]F110 возник в результате пересечения усилий General Electric в 1970-х годах по возвращению на рынок истребительных двигателей США и желания ВВС США решить проблемы надежности, долговечности и технического обслуживания двигателей Pratt & Whitney F100, которыми оснащались ее F-15. и F-16 . В 1975 году General Electric на собственные средства начала разработку F101X, производного от двигателя F101 для бомбардировщика B-1 ; F101X унаследует большую часть конструкции ядра, но будет иметь вентилятор меньшего размера, который был увеличен по сравнению с F404 , так что его термодинамический цикл и тяга лучше подходили для двигателя истребителя. Суживающееся-расширяющееся ирисовое сопло также было заимствовано у модели F404.
Отмена B-1A администрацией Картера (вместо бомбардировщика Advanced Technology Bomber, который стал B-2 ) означала потерю бизнеса для General Electric и послужила дополнительным стимулом для поставок F101X на рынок истребительных двигателей. Двигатель вызвал интерес в рамках Программы производных моделей двигателей (EMDP) ВВС, и в 1979 году его начали финансировать как производный истребительный двигатель F101, или F101 DFE. ВВС рассматривали F101 DFE как потенциальную альтернативу F100, а также как способ добиться от Pratt & Whitney более высоких результатов в решении проблем с F100. [3]

После завершения наземных испытаний в 1980 году F101 DFE был впервые установлен на F-16 для летных испытаний, где он показал значительное улучшение характеристик и работоспособности по сравнению с существующим F100. В 1982 году ВВС начали полномасштабную разработку F101 DFE как варианта, который сможет конкурировать с F100 за применение в будущем производстве F-15 и F-16; двигатель в конечном итоге был выбран для F-16 и получил обозначение F110-GE-100 . Угроза, исходящая от F110, была названа для Pratt & Whitney поводом для более быстрого устранения проблем, затрагивающих F100, и разработки улучшенного варианта F100-PW-220. [3] [4] Стремясь снизить затраты на единицу продукции и улучшить производительность подрядчиков, ВВС в 1983 году провели конкурс альтернативных истребительных двигателей (AFE) между F100 и F110 в ходе так называемой «Великой войны двигателей», где контракт на двигатели заключался на конкурсной основе. . ВВС будут закупать оба двигателя, начиная с 1984 года, при этом контракты будут заключаться каждый финансовый год, а процентное соотношение F100 и F110 будет варьироваться в зависимости от контракта; В конце концов соревнования завершились в 1992 году. [5]

F101 DFE также был испытан на прототипе F-14B в 1981 году, и самолет продемонстрировал значительное улучшение характеристик по сравнению с существующим Pratt & Whitney TF30 . [6] Хотя дальнейшие испытания были остановлены ВМФ в 1982 году, они будут использовать результаты оценки AFE ВВС для выбора силовой установки для будущих F-14. F101 DFE в конечном итоге был выбран ВМФ в 1984 году и получил обозначение F110-GE-400 . [3]
Дизайн
[ редактировать ]F110-GE-100/400 представляет собой турбовентиляторный двигатель с осевым потоком и малым байпасом дожига. Он имеет трехступенчатый вентилятор с приводом от двухступенчатой турбины низкого давления и 9-ступенчатый компрессор с приводом от одноступенчатой турбины высокого давления; общая степень давления составляет 30,4, а степень двухконтурности составляет 0,87. [7] В отличие от амбициозных целей F100 по производительности (высокая тяга и малый вес), F110 уделял больше внимания балансу между надежностью, работоспособностью и производительностью. Вентилятор и направляющие лопатки на входе были разработаны для сглаживания воздушного потока и повышения устойчивости компрессора к остановке. Двигатель имеет электронную и гидромеханическую систему управления, которая делает его более снисходительным к резким нажатиям на педаль газа. Основное различие между -100 и -400 заключается в том, что у последнего секция форсажной камеры примерно на 50 дюймов длиннее. Модель -100, использовавшаяся на F-16C/D Block 30/40, имела неустановленную статическую тягу 16 600 фунтов силы (73,8 кН) на промежуточной мощности и 28 200 фунтов силы (125,4 кН) на форсажной камере; показатели для модели -400, используемой на F-14B/D, составляли 16 333 фунта-силы (72,7 кН) и 26 950 фунтов-силы (119,9 кН) соответственно. [8]
Дальнейшие разработки
[ редактировать ]В середине 1980-х годов ВВС стремились повысить мощность своих тактических истребителей и начали программы двигателей с улучшенными характеристиками (IPE) для F100 и F110 с целью достижения тяги в классе 29 000 фунтов силы (129 кН), сохраняя при этом Улучшение долговечности достигнуто в F100-PW-220 и F110-GE-100. Результатом станут Pratt & Whitney F100-PW-229 и General Electric F110-GE-129 . По сравнению с F110-100, в самолете -129 были усовершенствованы компоненты, в том числе полностью цифровое управление двигателем ( FADEC ), что позволило достичь максимальной тяги в более широком диапазоне условий и на большей части диапазона полета, сохраняя при этом 80 % общности; Коэффициент двухконтурности был уменьшен до 0,76. Модель -129 обеспечивает тягу 17 155 фунтов силы (76,3 кН) на промежуточной мощности и 29 500 фунтов силы (131,2 кН) на полном форсаже и впервые была использована в 1992 году на F-16C/D Block 50; двигатель также будет использоваться в улучшенных вариантах F-15E, начиная с F-15K для Южной Кореи.
Вариант F110 без дожигания, получивший обозначение F118 с модернизированным двигателем , будет использоваться в бомбардировщике-невидимке B-2 и самолете-разведчике U-2S . Вариант F110-100, оснащенный трехмерным соплом с осесимметричным вектором тяги , именуемым General Electric как сопло с осесимметричным вектором тяги (AVEN), был испытан на специально модифицированном F-16 под названием NF-16D VISTA под названием Multi. -Программа векторизации оси тяги (MATV). [9]
Для F110 будет разрабатываться дальнейший улучшенный вариант, начиная с 2000 года с F110-GE-132 , первоначально называвшегося F110-GE-129EFE (Enhanced Fighter Engine). [10] И -132, и его конкурент, Pratt & Whitney F100-PW-232, были разработаны с учетом полного использования модульного общего впускного канала (MCID) F-16, или воздухозаборника «Большой рот», представленного в варианте Block 30. -132 включает в себя улучшенный вентилятор, который более эффективен и может увеличить максимальный воздушный поток, композитный канал вентилятора, повышенную долговечность горячей секции, радиальный усилитель (или камеру дожигания) и улучшения системы управления. В двигателе использованы исследования, проведенные в рамках программы «Интегрированные технологии высокопроизводительных турбинных двигателей» (IHPTET). -132 производит тягу 19 000 фунтов силы (84,5 кН) на промежуточной мощности и 32 500 фунтов силы (144,6 кН) на форсажной камере, но его также можно настроить для работы на уровнях тяги -129, чтобы увеличить интервалы проверок с 4300 циклов до 6000; более старый -129 может быть модернизирован до конфигурации -132, при этом новый вентилятор является модульным компонентом. F110-132 был выбран для установки на F-16E/F Block 60 для Объединенных Арабских Эмиратов . [11] [12] Летные испытания двигателя начались в 2003 году, а первая поставка состоялась в 2005 году. [13]
Технология -132, а также коммерческих разработок CFM56 используется в программе продления срока службы F110 (SLEP), а F110-129, модернизированный с помощью технологии SLEP, получил обозначение -129C. Дальнейшие улучшенные подварианты с интервалом в 6000 циклов получили обозначение -129D (для F-16) и -129E (для F-15). [14] -129E также используется на прототипе TAI Kaan . [15]
Основные приложения
[ редактировать ]Ф-14
[ редактировать ]
F -14A поступил на вооружение ВМС США в 1973 году с двигателями Pratt & Whitney TF30 . К концу десятилетия, после многочисленных проблем с исходным двигателем (и аналогичных проблем с F100 на F-15 и F-16), Министерство обороны начало закупать модернизированный TF30-P-414A. Хотя эти двигатели решили проблемы с эксплуатацией, расход топлива и тяга были сопоставимы с исходной моделью - значительно меньше, чем у F-14; для F-14 Первоначально запланированный Pratt & Whitney F401 , модернизированная военно-морская разработка конструкции F100, также был отменен из-за проблем с ценами и надежностью.
После рассмотрения результатов оценки AFE ВВС ВМС выбрали F101 DFE для модернизации двигателя F-14 в 1984 году, при этом вариант получил обозначение F110-GE-400; Основное различие между -400 и F110-GE-100 ВВС - это длина: у -400 был удлинитель выхлопной трубы на 50 дюймов (1,3 м), соответствующий планеру F-14, который был установлен после усилителя (форсажной камеры). раздел). Двигатель развивал тягу неустановленного типа 26 950 фунтов силы (119,9 кН) на форсажной камере; [16] [17] установленная тяга составляет 23 400 фунтов силы (104,1 кН) с форсажной камерой на уровне моря, которая выросла до 30 200 фунтов силы (134,3 кН) при 0,9 Маха. [18] Это было похоже на первоначально предназначенный для F-14 F401 и обеспечивало значительное увеличение по сравнению с максимальной неустановленной тягой TF30, составляющей 20 900 фунтов силы (93 кН). [19] Эти модернизированные самолеты первоначально были известны как F-14A+, а затем были переименованы в F-14B, как и новые серийные самолеты с двигателем F110. Тот же двигатель использовался и на последнем варианте самолета F-14D.
Предлагаемые модернизированные варианты F-14, такие как Super Tomcat 21 (ST-21), должны были оснащаться двигателем F110-GE-429, военно-морским вариантом F110-GE-129 IPE.
Ф-16
[ редактировать ]турбовентиляторным двигателем На вооружение поступил F-16 Fighting Falcon с Whitney F100 Pratt & . В поисках способа снизить себестоимость единицы продукции ВВС США в 1984 году реализовали программу альтернативного истребительного двигателя (AFE), согласно которой контракт на двигатель будет заключаться на конкурсной основе. По состоянию на июнь 2005 года F110 использовался на 86% самолетов F-16C/D ВВС США. Хотя F110-GE-100 может обеспечить примерно на 4000 фунтов силы (17,8 кН) большую тягу, чем F100-PW-200, ему требуется больший воздушный поток, чтобы реактивный двигатель полностью задействовал двигатель; стандартный нормальный амортизатор (NSI) ограничивал F110 до 25 735 фунтов силы (114,5 кН). Это привело к увеличению площади воздухозаборника двигателя для MCID. F-16C/D Block 30/32 были первыми самолетами, построенными с общим моторным отсеком, способным принимать оба двигателя, при этом Block 30 имел больший воздухозаборник MCID (также известный как «Большой рот») для F110 и Block. 32s, сохранив стандартный впуск для F100.

F-16C/D Block 30 и 40 оснащались двигателем F110-GE-100 мощностью 28 200 фунтов силы (125,4 кН), а Block 50 - двигателем F110-GE-129 IPE мощностью 29 500 фунтов силы (131,2 кН). F-16E/F Block 60 из Объединенных Арабских Эмиратов оснащен двигателем F110-GE-132 мощностью 32 500 фунтов силы (144,6 кН), как и предложенный Lockheed Martin-Tata F-21, основанный на Block 60 и первоначально получивший обозначение F- ВВС Индии 16IN для соревнований MMRCA . [20] [21] [22]
Две модификации F-16, Mitsubishi F-2 и General Dynamics F-16XL , оснащены двигателем -129 IPE. Двигатели для F-2 были построены по лицензии корпорацией IHI и получили обозначение F110-IHI-129. [ нужна ссылка ] прежний [13] на сообщение информатора компании IHI в феврале 2024 года. [23] Японии ведет расследование в отношении 24 апреля 2024 года IHI объявила, что Министерство земли, инфраструктуры, транспорта и туризма ее дочерней компании IHI Power Systems Co., которая с 2003 года фальсифицировала данные о своих двигателях, что затронуло более 4000 двигателей по всему миру. [24]
Ф-15
[ редактировать ]
Хотя ВВС выбрали Pratt & Whitney F100-PW-229 в качестве IPE для F-15E Strike Eagle , пара F110-GE-129 была установлена на один самолет для летных испытаний. [25] [26] Южная Корея выберет Ту-129 для установки на 40 истребителей F-15K. Впервые серийные F-15 будут оснащены двигателем General Electric. Двигатели производились по совместному лицензионному соглашению с компанией Samsung Techwin. Он также был выбран ВВС Республики Сингапур (RSAF) для оснащения своего F-15SG.
F-15E получит дальнейшее развитие в Advanced Eagle с новой электродистанционной системой управления, включающей FADEC от F110-GE-129. Advanced Eagle станет основой для Саудовской Аравии F-15SA , F-15QA Катара ВВС США и F-15EX . [27]
Варианты
[ редактировать ]- F110-GE-100 : первоначальный вариант, созданный на основе F101 DFE (производный истребительный двигатель), используется на F-16 Block 30 и 40.
- F110-GE-400 : военно-морской вариант -100 с 50-дюймовым удлинителем форсажной камеры для F-14, используется на F-14A+ (позже получившем обозначение F-14B) и F-14D.
- F110-GE-129 : вариант двигателя с улучшенными характеристиками, используется на F-16 Block 50 и 70, а также на F-15K, SG, SA, QA и EX.
- F110-GE-132 : вариант с улучшенной тягой, установленный на F-16 Block 60.
Приложения
[ редактировать ]- General Dynamics F-16 Файтинг Фалкон
- Дженерал Дайнемикс F-16XL
- Grumman F-14A+ (F-14B) и F-14D Super Tomcat
- McDonnell Douglas F-15E Strike Eagle и Boeing F-15EX Eagle II
- Митсубиси Ф-2
- ИЛИ ТФ Каан [28]
Технические характеристики
[ редактировать ]Ф110-ГЭ-100/400
[ редактировать ]Данные Американского общества инженеров-механиков , [7] Командование военно-морских авиационных систем (NAVAIR) [17]
Общие характеристики
- Тип: ТРДДД с дожиганием
- Длина: 181,9 дюйма (462 см ) для -100, 232 дюйма (589 см ) для -400
- Диаметр: вход 35,66 дюйма (90,6 см), общий диаметр 46,5 дюйма (118,1 см).
- Сухой вес: 3830 фунтов (1740 кг )
Компоненты
- Компрессор: 2-золотниковый , 3-ступенчатый вентилятор и 9-ступенчатый HPC.
- Камеры сгорания : кольцевые
- Турбина : 1-ступенчатая HPT и 2-ступенчатая LPT.
- Коэффициент байпаса : 0,87:1
Производительность
- Максимальная тяга :
- -100: 16 600 фунтов силы (73,8 кН ) промежуточный, 28 200 фунтов силы (125,4 кН) полный форсаж
- -400: 16 333 фунта-силы (72,7 кН) промежуточный, 26 950 фунтов-силы (119,9 кН) на полном форсаже
- Общий коэффициент давления : 30,4:1
- Массовый расход воздуха: 270 фунтов/с (122,4 кг/с), 254 фунта/с (115,2 кг/с) с небольшим воздухозаборником F-16.
- Тяговооруженность : 4,33:1 на средней мощности, 7,36:1 на форсаже.
F110-GE-129
[ редактировать ]Данные General Electric, [29] [30] Американское общество инженеров-механиков (ASME) , [10] ЧЕЛОВЕК [31]
Общие характеристики
- Тип: ТРДДД с дожиганием
- Длина: 181,9 дюйма (462 см)
- Диаметр: 46,5 дюйма (118,1 см)
- Сухой вес: 3920 фунтов (1780 кг)
Компоненты
- Компрессор: 2-золотниковый , 3-ступенчатый вентилятор и 9-ступенчатый HPC.
- Камеры сгорания : кольцевые
- Турбина : 1-ступенчатая HPT и 2-ступенчатая LPT.
- Коэффициент байпаса : 0,76:1
Производительность
- Максимальная тяга :
- Промежуточная мощность: 17 155 фунтов силы (76,3 кН)
- Полный форсаж: 29 500 фунтов силы (131,2 кН)
- Общий коэффициент давления : 30,7:1
- Массовый расход воздуха: 270 фунтов/с (122,4 кг/с)
- Температура на входе в турбину: 2750 ° F (1510 ° C ; 1780 К )
- Тяговооруженность : 4,38:1 на средней мощности, 7,50:1 на форсаже.
F110-GE-132
[ редактировать ]Данные General Electric, [12] Американское общество инженеров-механиков (ASME), [10] Прогноз Интернешнл [32]
Общие характеристики
- Тип: ТРДДД с дожиганием
- Длина: 181,9 дюйма (462 см)
- Диаметр: 46,5 дюйма (118,1 см)
- Сухой вес: 4050 фунтов (1840 кг)
Компоненты
- Компрессор: 2-золотниковый , 3-ступенчатый вентилятор и 9-ступенчатый HPC.
- Камеры сгорания : кольцевые
- Турбина : 1-ступенчатая HPT и 2-ступенчатая LPT.
- Коэффициент байпаса : 0,68:1
Производительность
- Максимальная тяга :
- Промежуточная мощность: 19 000 фунтов силы (84,5 кН)
- Полный форсаж: 32 500 фунтов силы (144,6 кН)
- Общий коэффициент давления : 33,3:1
- Массовый расход воздуха: 275 фунтов/с (124,7 кг/с)
- Тяговооруженность : 4,69:1 на средней мощности, 8,02:1 на форсаже.
См. также
[ редактировать ]Связанные разработки
Сопоставимые двигатели
Связанные списки
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «TEI > Добро пожаловать» . Архивировано из оригинала 26 ноября 2014 г. Проверено 7 ноября 2014 г.
- ^ F-16 ВВС — Турция . Ф-16.нет. Проверено 16 августа 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Фрэнк Камм (1993). Разработка двигателей F100-PW-220 и F110-GE-100: практический пример управления рисками и оценки рисков (PDF) . РЭНД (докладывая).
- ^ Коулсон, М.С. (18 апреля 1982 г.). Отчет о состоянии программы производных моделей двигателей ВВС США . Американское общество инженеров-механиков . дои : 10.1115/82-GT-183 . ISBN 978-0-7918-7957-3 . S2CID 109148328 .
- ^ «F110-129, конец эпохи» . ВВС США . 21 ноября 2014 г.
- ^ Реубуш, Дэвид Э.; Карлсон, Джон Р. (1 марта 1982 г.). Влияние установки выхлопных сопел F101 DFE на характеристики хвостовой части самолета F-14 (Отчет). НАСА.
- ^ Перейти обратно: а б Коулсон, Майкл С. (1984). РАЗРАБОТКА ДВИГАТЕЛЯ F110-GE-100 (Технический отчет). АСМЭ. 84-ГТ-13.
- ^ «Отчет о состоянии военных двигателей GE Aircraft Engines» . Дженерал Электрик Аэроспейс . 15 июня 1997 г.
- ^ «Информационный бюллетень X-62A VISTA» . Авиабаза Эдвардс (ВВС США) .
- ^ Перейти обратно: а б с Вадиа, Арканзас; Джеймс, Ф.Д. (2000). F110-GE-129 EFE – повышенная мощность за счет производной технологии с низким уровнем риска (технический отчет). АСМЭ.
- ^ «GE запускает вариант истребительного двигателя F110 с выигрышем в 400 миллионов долларов в Объединенных Арабских Эмиратах» . Дженерал Электрик . 14 марта 2000 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Турбовентиляторные двигатели F110-GE-132» (PDF) . Дженерал Электрик .
- ^ Перейти обратно: а б «GE запускает программу испытаний F110-132» . Полет Глобал . 23 июня 2003 г.
- ^ «Подтвержденный опыт, программы обновления вызывают популярность GE F110 и F404/414» . GE Aerospace (Пресс-релиз). 19 июля 2010 г.
- ^ «Поставлена первая партия двигателей F110 для отечественного боевого самолета» . Оборона Турции . 2 июня 2022 г.
- ^ «ТЕХНИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ОБНОВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ F-14 TF30-P-414 С F110-GE-400» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 15 июня 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б Стандартные характеристики самолета (САК) F-14D (PDF) (Отчет). Июль 1985 г. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2022 г.
- ↑ NAVAIR 01-F-14AAD-1A F-14D РУКОВОДСТВО ПО ЛЁТКЕ NATOPS, январь 2004 г. ЧАСТЬ 1 CH-2 Раздел 2.2 «Двигатель», стр. «2-9».
- ^ Глобальный архив полетов
- ^ Глобальная безопасность: F110 Проверено 21 июня 2008 г.
- ^ «Двигатель F110-GE-132 завершил первичные летные испытания» . ДжЭ Авиэйшн . 16 июня 2003 г. Архивировано из оригинала 11 декабря 2005 г.
- ^ «Двигатель F110 | GE Aviation» .
- ^ «Японская компания IHI сфальсифицировала данные по более чем 4000 двигателей, по крайней мере, с 2003 года» . английский.kyodonews.net . Новости Киодо . Проверено 29 апреля 2024 г.
- ^ «Дочерняя компания IHI фальсифицирует данные о характеристиках двигателей кораблей и поездов» . Новости Японии . Проверено 29 апреля 2024 г.
- ^ ДеЛизи, JW (16 апреля 1990 г.). «Программа начальных летных испытаний двигателя с увеличенными характеристиками F-15E / GE-129» . Американский институт аэронавтики и астронавтики (AIAA) . дои : 10.2514/6.1990-1266 .
- ^ «GE на F-15E» . Полет Глобал . 30 апреля 1996 г.
- ^ «GE поставляет первые двигатели для истребителя F-15EX» .
- ^ «Дженерал Электрик побеждает Роллс-Ройс в борьбе за мощность местного истребителя» . 31 октября 2018 г.
- ^ GE Aviation F110-GE-129/F110-GE-132
- ^ техническое описание GE-129 - pdf
- ^ Техническое описание F110-GE-129
- ^ Дженерал Электрик F110
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Страница GE Aviation F110
- Историческое общество авиационных двигателей - Галерея F110-GE-100
- Глобальная безопасность - F110