Корпорация IHI XF9

XF9
	Прототип двигателя XF9-1
Тип	ТРДДД
Национальное происхождение	Япония
Производитель	Корпорация IHI

IHI XF9 двигатель с малым байпасом и форсажным режимом, — турбовентиляторный разработанный Агентством по закупкам, технологиям и логистике (ATLA) Министерства обороны Японии (МО) и корпорацией IHI .

Обзор

XF9 является продуктом ATLA проекта «Исследование системы двигателей истребителя» (2015–2019 гг.), который последовал за двумя предварительными проектами: «Исследование основных компонентов двигателей следующего поколения» (2010–2015 гг.) и «Исследование элементов двигателя истребителя» (2013–2017 гг.). ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Эти исследовательские проекты, начатые после разработки турбовентиляторного двигателя XF5 (1995–2008 гг.), представляют собой предварительные работы для будущей программы истребителей Японии или преемника истребителя Mitsubishi F-2 .

Основная концепция состоит в том, чтобы создать «тонкий и мощный» двигатель, тем самым создав больше возможностей для размещения топлива и вооружения внутри фюзеляжа истребителя-невидимки для уменьшения радиолокационной эффективности. Концепция, получившая название High-power Slim Engine, также фигурирует в отчете Минобороны под названием « Видение исследований и разработок будущего истребителя» (2010 г.) в качестве силовой установки для концептуального японского истребителя будущего . ³ БОЕЦ . ^{[ 3 ]}

В то время как его предшественник XF5 имел небольшой двигатель, прототип XF9-1 по размерам близок к General Electric F110 сопоставим с Pratt & Whitney F119 , а по классу тяги . Благодаря сердечнику, выдерживающему температуру на входе в турбину 2073 К (1800°C), ^{[ 4 ]} XF9-1 обеспечивает высокую тягу, одновременно улучшая экономию топлива. По состоянию на 2018 год официально опубликованный уровень тяги прототипа составляет «11 тонн (107 кН / 24 000 фунтов-силы) или более» для военной тяги и «15 тонн (147 кН / 33 000 фунтов-силы) или более» с форсажной камерой. ^{[ 5 ]} XF9 спроектирован так, чтобы его можно было адаптировать к широкому диапазону уровней тяги, выше или ниже, в зависимости от требований; ^{[ 6 ]} а программа будущих двигателей для истребителей реализуется с учетом целевой максимальной тяги 20 тонн (196 кН / 44 000 фунтов силы), которая была представлена на Технологическом симпозиуме ATLA 2018.

Технические характеристики

XF9-1 представляет собой двухзолотниковый турбовентиляторный двигатель с осевым дожиганием и двойным резервированием FADEC , состоящий из 3-ступенчатого вентилятора, 6-ступенчатого компрессора высокого давления, камеры сгорания кольцевого типа, одноступенчатой турбины высокого давления. , одноступенчатая турбина низкого давления, форсажная камера и сужающееся-расширяющееся сопло. Эта концепция, тонкая и мощная, привела к увеличению тяги примерно на 30% на единицу площади поперечного сечения по сравнению с GE F110, которым оснащен Mitsubishi F-2. Для достижения такого уровня тяги были необходимы более высокая температура сгорания (класс 1800°C) и оптимизированная аэродинамическая конструкция, что, в свою очередь, потребовало передовых технологий материалов, производства, охлаждения и анализа жидкостей.

Каждый из роторов представляет собой блиск , способствующий снижению веса и габаритам. ^{[ 7 ]} Камера сгорания оснащена запатентованными горелками нового типа Wide-Swirler, обеспечивающими стабильное горение и более равномерное распределение тепла на выходе. Для снижения стоимости диск турбины высокого давления изготавливается методом ковки вместо порошковой металлургии (ПМ), используемой в XF5; Материал представляет собой суперсплав на основе никеля-кобальта ТМВ-24, разработанный НИМС , термостойкость которого сравнима с термостойкостью суперсплавов ПМ. ^{[ 8 ]} Лопатки турбины, изготовленные из японского монокристаллического суперсплава на основе никеля пятого поколения, приварены трением к диску с образованием блиска, заключенного в кожух из керамико-матричных композитов . ^{[ 9 ]} Камера дожигания представляет собой новый тип, позволяющий отказаться от традиционных кольцевых держателей пламени и повысить эффективность.

Еще одна особенность XF9-1 включает стартер-генератор мощностью 180 кВт, а это означает, что двухмоторный истребитель с этим двигателем может получать до 360 кВт электроэнергии только за счет двигателей. ^{[ 4 ]}^{[ 10 ]} Мощность довольно велика по сравнению с мощностью обычных истребителей четвертого или пятого поколения, таких как Boeing F-15E (76 кВт), Lockheed Martin F-22 (130 кВт) и Lockheed Martin F-35 (160 кВт). что позволяет использовать авионику нового поколения и другие бортовые устройства и оборудование с высоким энергопотреблением.

Кроме того, с 2016 по 2020 год параллельно с разработкой двигателя проводятся исследования по демонстрации управления вектором тяги и технологии устранения его отказов. Это исследование направлено на достижение более высокой маневренности и меньших поверхностей управления, благоприятных для малозаметных самолетов. Для XF9-1 доступно сопло трехмерного управления вектором тяги XVN3-1, которое может отклонять тягу до 20 градусов во всех направлениях окружности. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

Хронология

1995-2008
- Исследования и разработка XF5 двигателя
2010
- Исследования основных компонентов двигателей нового поколения (–2015 г.) ^{[ 1 ]}
2013
- Исследования элементов истребительного двигателя (–2017) ^{[ 1 ]}
июль 2017 г.
- Доставка основного двигателя ^{[ 13 ]}
июнь 2018 г.
- Поставка прототипа двигателя (XF9-1) ^{[ 14 ]}

Технические характеристики

Данные из ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}

Общие характеристики

Тип: ТРДДД с дожиганием
Длина: 4,8 м (16 футов)
Диаметр: <1 м (3 фута 3 дюйма)
Сухой вес:

Компоненты

Компрессор: 3-ступенчатый вентилятор, 6-ступенчатый компрессор высокого давления.
Камеры сгорания : Кольцевая камера сгорания
Турбина : одноступенчатая турбина высокого давления, одноступенчатая турбина низкого давления.

Производительность

Максимальная тяга : > 107,9 кН (24 250 фунтов силы) в сухом состоянии; > 147,10 кН (33 069 фунтов силы) в мокром состоянии

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с «Отчет о внешней оценке «Исследование будущих истребительных двигателей» ] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике . Проверено 31 августа 2019 г. .
^ «Отчет о внешней оценке «Исследование систем двигателей для истребителей »] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике.
^ « Видение исследований и разработок будущего истребителя » (PDF) Министерство обороны (на японском языке) . Проверено 31 августа 2019 г. .
^ Jump up to: ^а ^б XF9-1, лучший в мире двигатель для истребителя, завершен — Japan’s Military Technology, интервью с разработчиком [Часть 1]» « 31 г. Проверено августа 2019 Интервью с разработчиком (Часть 1/2)] .
^ систем истребительных двигателей (прототип двигателя)» «Доставка исследовательских прототипов (PDF) (на японском языке, Агентство по закупкам, технологиям и логистике). Проверено 31 августа 2019 г. .
^ «5.4.3.2.1...Ускоряйся!» В день испытания максимальной тяги произошло чудо - Интервью с разработчиком отечественного истребительного двигателя «XF9-1» [Часть 2]» [5.4.3.2.1. ..ускорьтесь! В день испытания на максимальную тягу произошло чудо — Japan’s Military Technology, Интервью с разработчиком (Часть 2/2)]. 31 . Проверено августа 2019 .
^ Мацумото Юта, Сузуки Кадзухиро, Кимура Татехико, Накамура Нориюки (2020). «XF9-1エンジンの概要» [Обзор двигателя XF9-1] (PDF) . Журнал IHI Technologies. IHI (на японском языке). 60 : 11. Архивировано из оригинала (PDF) 4 апреля 2023 г. Проверено 20 августа 2020 г. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ «Недавние испытания в Исследовательском центре воздушных систем (ASRC) » (PDF) (на японском языке) , Проверено 20 августа 2020 г. .
^ Мацумото Юта, Судзуки Кадзухиро, Кимура Татехико, Накамура Нориюки (2020). «XF9-1エンジンの概要» [Обзор двигателя XF9-1] (PDF) . Журнал IHI Technologies. IHI (на японском языке). 60 : 13–14. Архивировано из оригинала (PDF) 4 апреля 2023 г. Проверено 20 августа 2020 г. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Исследовательский центр воздушных систем ATLA (ASRC). «Исследование истребительного двигателя XF9» (на японском языке). Проверено 25 марта 2021 г.
^ «Отчет о внешней оценке «Исследование сопла с вектором тяги»] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике.
^ Исследовательский центр воздушных систем ATLA (ASRC). «Исследование сопла с векторизацией тяги » (PDF) (на японском языке, получено 25 марта 2021 г. ) .
^ Jump up to: ^а ^б «Поставка основной части реактивного двигателя (основного двигателя) для будущего истребителя » . IHI (на японском языке) Проверено 20 августа 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Поставка прототипа реактивного двигателя (XF9-1) для будущего истребителя» . IHI (на японском языке), дата обращения 20 августа 2020 г.

Внешние ссылки

Прототип двигателя нового поколения XF9-1 (YouTube)

[:1-1] Jump up to: ^а ^б ^с «Отчет о внешней оценке «Исследование будущих истребительных двигателей» ] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике . Проверено 31 августа 2019 г. .

[2] «Отчет о внешней оценке «Исследование систем двигателей для истребителей »] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике.

[3] « Видение исследований и разработок будущего истребителя » (PDF) Министерство обороны (на японском языке) . Проверено 31 августа 2019 г. .

[:0-4] Jump up to: ^а ^б XF9-1, лучший в мире двигатель для истребителя, завершен — Japan’s Military Technology, интервью с разработчиком [Часть 1]» « 31 г. Проверено августа 2019 Интервью с разработчиком (Часть 1/2)] .

[5] систем истребительных двигателей (прототип двигателя)» «Доставка исследовательских прототипов (PDF) (на японском языке, Агентство по закупкам, технологиям и логистике). Проверено 31 августа 2019 г. .

[6] «5.4.3.2.1...Ускоряйся!» В день испытания максимальной тяги произошло чудо - Интервью с разработчиком отечественного истребительного двигателя «XF9-1» [Часть 2]» [5.4.3.2.1. ..ускорьтесь! В день испытания на максимальную тягу произошло чудо — Japan’s Military Technology, Интервью с разработчиком (Часть 2/2)]. 31 . Проверено августа 2019 .

[:0222-7] Мацумото Юта, Сузуки Кадзухиро, Кимура Татехико, Накамура Нориюки (2020). «XF9-1エンジンの概要» [Обзор двигателя XF9-1] (PDF) . Журнал IHI Technologies. IHI (на японском языке). 60 : 11. Архивировано из оригинала (PDF) 4 апреля 2023 г. Проверено 20 августа 2020 г. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[8] «Недавние испытания в Исследовательском центре воздушных систем (ASRC) » (PDF) (на японском языке) , Проверено 20 августа 2020 г. .

[:022-9] Мацумото Юта, Судзуки Кадзухиро, Кимура Татехико, Накамура Нориюки (2020). «XF9-1エンジンの概要» [Обзор двигателя XF9-1] (PDF) . Журнал IHI Technologies. IHI (на японском языке). 60 : 13–14. Архивировано из оригинала (PDF) 4 апреля 2023 г. Проверено 20 августа 2020 г. {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[10] Исследовательский центр воздушных систем ATLA (ASRC). «Исследование истребительного двигателя XF9» (на японском языке). Проверено 25 марта 2021 г.

[11] «Отчет о внешней оценке «Исследование сопла с вектором тяги»] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике.

[12] Исследовательский центр воздушных систем ATLA (ASRC). «Исследование сопла с векторизацией тяги » (PDF) (на японском языке, получено 25 марта 2021 г. ) .

[IHI1-13] Jump up to: ^а ^б «Поставка основной части реактивного двигателя (основного двигателя) для будущего истребителя » . IHI (на японском языке) Проверено 20 августа 2020 г.

[IHI2-14] Jump up to: ^а ^б «Поставка прототипа реактивного двигателя (XF9-1) для будущего истребителя» . IHI (на японском языке), дата обращения 20 августа 2020 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

v т и Ishikawajima-Harima Heavy Industries/IHI Corporation Авиационные двигатели
Motorjets	Tsu-11
Turbojets	Ne-20 J3
Turbofans	F3 F5 F7 XF9

v т и военных газотурбинных авиационных двигателей Японская система обозначения
Turbojets	J3
Turboprops/Turboshafts	TS1
Turbofans	F3 F5 F7 F9