Pratt & Whitney F119 - Pratt & Whitney F119

F119
Pratt & Whitney F119.JPEG
F119 motor på test
Type Turbofan
nasjonal opprinnelse forente stater
Produsent Pratt & Whitney
Store applikasjoner F-22 Raptor
Antall bygget 507
Utviklet til Pratt & Whitney F135

The Pratt & Whitney F119 , selskap betegnelse PW5000 , er en etterforbrenning turbofan motor utviklet av Pratt & Whitney for Lockheed Martin F-22 Raptor avanserte taktiske fighter.

Motoren gir et trykk i klassen 356 lbf (156 kN), og er designet for supercruise . F119 leverer nesten 22% mer kraft med 40% færre deler enn forgjengeren F100 , og tillater vedvarende supercruise -hastigheter på opptil Mach 1.8. Den F119 s dyser innlemme 2D skyvkraftdirigerende teknologi som gjør dem i stand til å dirigere maskinkraft ± 20 ° i stigningsaksen for å gi F-22 forbedret manøvrerbarhet.

F119-derivatet, Pratt & Whitney F135 , produserer opptil 190 000 kB (190 kN) kraft til Lockheed Martin F-35 Lightning II .

Historie

F119 resulterte fra programmet Joint Advanced Fighter Engine (JAFE) på begynnelsen av 1980 -tallet med sikte på å levere kraftverket til Air Force's Advanced Tactical Fighter (ATF). Detaljert design av Pratt & Whitneys innsending, internt utpekt som PW5000, begynte da JAFE -forespørselen om forslag (RFP) ble utgitt i mai 1983. Fremskritt innen motorteknologi, for eksempel de fra Advanced Turbine Engine Gas Generator (ATEGG) og Joint teknologi demonstrasjon Engine (JTDE) programmer, tillot design for å gjøre mer arbeid med færre trinn med PW5000 har bare 6 kompressortrinn i forhold til F100 er 10 kompressortrinn. Det høye trykk og lavtrykksturbiner var en-trinns og kontraroterende, og dermed forkorte motoren ved å fjerne en rad av statorer og sparer vekt. Vifte- og kompressortrinnene skulle bruke integrerte bladrotorer (IBR) for å redusere vekt og kostnader og forbedre ytelsen. Brenneren, betegnet Floatwall, eliminerer sveiser for å dempe sprekkvekst på grunn av termisk sykling. Denne teknologien gjør at motoren kan oppnå svært høy kjernetemperatur for å oppfylle kravet til høy spesifikk kraft for supercruising. Den opprinnelige RFP krevde maksimal kraft i 133 kN (30 000 lbf) klassen.

Pratt & Whitney og General Electric ble valgt til å lage prototypemotorer, henholdsvis YF119 og YF120 , for demonstrasjon og validering. ATFs økende vekt krevde mer skyvekraft for å oppfylle ytelseskravene, og krevde maksimal trykkøkning med 20% til 356 lbf (156 kN) klasse. Pratt & Whitneys design endret til å inkludere en 15% større vifte, og økte bypass -forholdet fra 0,25 til 0,30. I motsetning til General Electric, passet imidlertid ikke Pratt & Whitney sin større vifte på flyverdige YF119 -er for ATF -flygedemonstranter for å unngå potensielle pålitelighetsproblemer som kan oppstå. I stedet ble den reviderte viften grundig testet på Wright-Patterson Air Force Base. Som et resultat hadde både YF-22 og YF-23 lavere ytelse med YF119 enn med YF120.

August 1991 ble Pratt & Whitney tildelt EMD -kontrakten for ATF -motor, mens Lockheed/Boeing/General Dynamics -teamet vant kontrakten for ATF -flyrammen. Mens YF119 var en mer konvensjonell design sammenlignet med General Electrics YF120 med variabel syklus, opparbeidet Pratt & Whitney seg langt større testtimer og understreket lavere risiko. Produksjonen F119-PW-100 ble montert på produksjonen F-22A . Turbinmotorens fremskritt fra ATEGG og JTDE fortsatte med programmet Integrated High Performance Turbine Engine Technology (IHPTET), med applikasjoner i F119 forbedringspakker og derivater. Derivater av F119 drev X-32 og X-35 Joint Strike Fighter-konseptdemonstranter, og påfølgende fullskalautvikling resulterte i F135-motorfamilien som driver F-35 .

Design

F119 er en dobbel-spole aksial-strøm lav-bypass turbofan. Den har en tretrinns vifte drevet av en ett-trinns lavtrykksturbin og seks-trinns høytrykkskompressor drevet av en-trinns høytrykkturbin. Den vifteløse viften har brede akkord, lave sideforhold hule titan vifteblad som er lineær friksjon sveiset til diskene for å danne blokker i ett stykke. Kompressorstatorene og skyvevektordysen bruker brennbestandig titanlegering kalt Alloy C, med den første raden med statorer variabel for å øke overspenningsmarginen. Floatwall ringformede brenner sørger for ren forbrenning av drivstoffet og redusert NOx -generasjon. Høytrykks turbinebladene er laget av enkeltkrystall- superlegeringer og nedkjølt med luft fra høytrykkskompressoren. De to spolene er motroterende, noe som resulterer i vektbesparelser på grunn av eliminering av en rad statorer. Kravet om at ATF skal supercruise, eller fly supersonisk uten etterbrenner, resulterer i et veldig lavt bypass-forhold på 0,3 for F119-PW-100 for å oppnå høy spesifikk kraft . F119 har dobbel redundant fullautorisert digital motorstyring ( FADEC ).

Tre-soners etterbrenner, eller augmentor, bidrar til å stealth av flyet ved å ha drivstoffinjektorer integrert i tykke buede skovler belagt med keramiske radarabsorberende materialer (RAM). Disse skovlene erstatter de tradisjonelle drivstoffsprøytestengene og flammeholderne og blokkerer turbinene. Dysen kan vektor ± 20 ° i stigningsaksen, noe som forbedrer flyets pitch -autoritet kraftig ved å forsterke halens pitching -moment med motorkraft; Dette gjør at F-22 kan forbli kontrollerbar mens den flyr i en trimmet alfa på over 60 °. Dysen består av to kileformede klaffer for stealth og bidrar også til lavere infrarød signatur ved å flate ut eksosrøret og forenkle blanding med omgivelsesluft gjennom skjulte virvler. Motoren har en levetid på 8 650 totale akkumulerte sykluser.

Driftshistorie

Jordtester av F119-PW-100 ble først utført i februar 1993. Motorene ble første gang fløyet på F-22s jomfrutur 7. september 1997. Totalt ble det produsert 507 motorer.

I 2013 hjalp Pratt F119 Heavy Maintenance Center (HMC) ved Tinker Air Force Base, Oklahoma i den første depotreparasjonen av en F119 -motor.

Varianter

  • YF119-PW-100L : Prototype motor for YF-22 ; nominell vekt på 30 000 lbf.
  • YF119-PW-100N : Prototypemotor for YF-23 ; nominell vekt på 30 000 lbf.
  • F119-PW-100 : Produksjonsmotor for F-22A med større vifte og økt bypass-forhold (BPR) som er klassifisert for en trykklasse på 35 000 lbf.
  • YF119-PW-611 : Prototypemotor for X-35 .
  • YF119-PW-614 : Prototypemotor for X-32 .

applikasjoner

Spesifikasjoner (F119-PW-100)

YF119 vifte
YF119-PW-100L skyvevektordyse

Data fra Pratt & Whitney, National Museum of the US Air Force, RAND, Aviation Week, USAF.

Generelle egenskaper

  • Type: Twin-spole, aksial-flow forsterket turbofan
  • Lengde: 16 fot 11 tommer (516 cm)
  • Diameter: Ca. 46 tommer
  • Tørrvekt: 1800 kg

Komponenter

Opptreden

Se også

Relatert utvikling

Sammenlignbare motorer

Relaterte lister

Referanser

  • Aronstein, David C .; Hirschberg, Michael J. (1998). Advanced Tactical Fighter to F-22 Raptor: Origins of the 21st Century Air Dominance Fighter . Arlington, Virginia: American Institute of Aeronautics & Astronautics. ISBN 978-1-56347-282-4.

Eksterne linker