Корпорация IHI XF9 - IHI Corporation XF9

XF9
XF9-1.png
XF9-1 прототип двигателя
ТипТурбовентиляторный
национальное происхождениеЯпония
ПроизводительКорпорация IHI

В IHI XF9 дожигание с малым байпасом турбовентилятор двигатель разработан Агентство по закупкам, технологиям и логистике (ATLA) из Министерство обороны Японии (МО) и Корпорация IHI.

Обзор

XF9 - продукт проекта ATLA. Исследования системы двигателя истребителя (2015–2019 гг.), Последовавшие за двумя предварительными проектами, Исследование основных компонентов двигателей следующего поколения (2010–2015 гг.) И Исследования элементов двигателя истребителя (2013–2017).[1][2] Начат после разработки XF5 с турбовентиляторным двигателем (1995–2008 гг.), эти исследовательские проекты являются предварительными работами для будущей программы истребителей Японии или преемника Митсубиси Ф-2 истребитель.

Основная концепция заключается в создании «тонкого и высокомощного» двигателя, тем самым создавая больше возможностей для размещения топлива и вооружения внутри фюзеляжа истребителя-невидимки, чтобы уменьшить поперечное сечение радара. Концепция, получившая название High-power Slim Engine, также фигурирует в отчете Министерства обороны США под названием Видение исследований и разработок истребителей будущего (2010) как силовая установка для концептуального японского истребителя будущего, я3 БОЙЦ.[3]

В то время как его предшественник, XF5, был малогабаритным двигателем, прототип XF9-1 близок к General Electric F110 по размеру и сопоставима с Пратт и Уитни F119 по классу тяги. С сердечником, который выдерживает температуру на входе турбины класса 2073 К (1800 ℃),[4] XF9-1 обеспечивает высокую тягу, в то же время улучшая экономию топлива. По состоянию на 2018 год официально объявленный 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» на форсажной камере.[5] XF9 разработан с возможностью адаптации к широкому диапазону уровней тяги, выше или ниже, в зависимости от требований;[6] и программа будущих двигателей истребителей проводится с расчетом на максимальную тягу 20 тонн (196 кН / 44000 фунтов силы), которая была представлена ​​на технологическом симпозиуме ATLA 2018.

Технические особенности

XF9-1 в тестовом режиме

XF9-1 - двухконтурный турбовентилятор 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, одноступенчатой ​​турбины низкого давления, дожигателя и конвергентно-расширяющегося сопла . Эта тонкая и мощная концепция позволила увеличить тягу на единицу площади поперечного сечения примерно на 30% по сравнению с GE F110, которым оснащен Mitsubishi F-2. Для достижения такого уровня тяги требовались более высокая температура сгорания (класс 1800 ℃) и оптимизированная аэродинамическая конструкция, что, в свою очередь, требовало передовых технологий материалов, производства, охлаждения и анализа жидкости.

Каждый из роторов представляет собой блиск способствовать снижению веса и уменьшению габаритов.[7] Камера сгорания оснащена запатентованными горелками нового типа, широкоугольным завихрителем, для обеспечения стабильного горения и более равномерного распределения тепла на выходе. Для снижения стоимости диск турбины высокого давления изготавливается методом ковки вместо порошковая металлургия (PM) используется в XF5; Материал представляет собой суперсплав на основе никель-кобальта TMW-24, разработанный компанией НИМС, жаростойкость которых сравнима с жаропрочностью суперсплавов ПМ.[8] Лопатки турбины, изготовленные из японского монокристаллического суперсплава на никелевой основе пятого поколения, приварены трением к диску, образуя лопаточный диск, который заключен в кожух из композиты с керамической матрицей.[9] Дожигатель - это новый тип, в котором не используются обычные кольцевые пламегасители для повышения эффективности.

В качестве еще одной характеристики XF9-1 включает в себя стартер-генератор мощностью 180 кВт, а это означает, что двухмоторный истребитель с этим двигателем может получать до 360 кВт электроэнергии только от двигателей.[4] Вместимость довольно велика по сравнению с обычными истребителями четвертого или пятого поколения, такими как Боинг F-15E (76 кВт), Локхид Мартин F-22 (130 кВт), а Локхид Мартин F-35 (160 кВт), что позволяет использовать авионику нового поколения и другие бортовые устройства и оборудование, потребляющие большую мощность.

Кроме того, в период с 2016 по 2020 год параллельно с разработкой двигателя проводятся исследования по демонстрации управления вектором тяги и технологии устранения неисправностей. Это исследование направлено на достижение большей маневренности и меньших поверхностей управления, подходящих для самолетов-невидимок. Для XF9-1 доступно сопло с трехмерным вектором тяги XVN3-1, которое может отклонять тягу до 20 градусов во всех направлениях окружности.[10]

График

  • 1995-2008
    • Исследования и разработки XF5 двигатель
  • 2010
    • Исследование основных компонентов двигателей следующего поколения (–2015 г.)[1]
  • 2013
    • Исследования элементов двигателя истребителя (–2017 г.)[1]
  • Июль 2017 г.
    • Поставка основного двигателя[11]
  • Июнь 2018 г.
    • Поставка опытного образца двигателя (XF9-1) [12]

Характеристики

Данные из [11][12]

Общие характеристики

  • Тип: Форсажной ТРДД
  • Длина: 4,8 м (16 футов)
  • Диаметр: <1 м (3 фута 3 дюйма)
  • Сухой вес:

Составные части

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

Спектакль

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c "外部 評 価 報告 書「 将来 戦 闘 機 用 ン の 研究 」" [Отчет внешней оценки "Исследования будущих истребителей"] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике. Получено 31 августа 2019.
  2. ^ "外部 評 価 報告 書「 戦 闘 機 用 エ ン シ ス テ ム の 研究 」" [Отчет внешней оценки «Исследования систем двигателей для самолетов-истребителей»] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике.
  3. ^ "将来 の 戦 闘 機 に 関 す る 研究 発 ビ ジ ョ ン" [Видение исследований и разработок будущего истребителя] (PDF). Министерство обороны (на японском языке). Получено 31 августа 2019.
  4. ^ а б «つ い に し た 世界 最高 水準 の 闘 機 用 エ ン ジ ン XF9-1」 - 日本 の ミ リ タ リ テ ク ノ ロ ジ ー 発 ン タ ビ ュ »前 [XF9-1, лучший в мире истребительный двигатель, завершен - Japan's Military Technology, Интервью с разработчиком (Часть 1/2)]. БЛОГИ (на японском языке). Получено 31 августа 2019.
  5. ^ "戦 闘 機 用 エ ン ジ シ の 研究 試 作 （プ ロ ト イ プ エ ン ジ ン） の 納入 に つ い て" [Поставка исследовательских прототипов систем истребителей (прототип двигателя)] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике. Получено 31 августа 2019.
  6. ^ «「 5.4.3.2.1… 加速！ 」最大 推力 試 に 奇跡 は 起 き た - 国産 戦 闘 機 用 エ ン ジ「 XF9-1 」開 発 者 イ ン タ ビ 後】» [5.4.3.2.1 ... ускоряться! В день испытаний на максимальную тягу случилось чудо. - Военные технологии Японии, Интервью с разработчиком (Часть 2/2)]. БЛОГИ (на японском языке). Получено 31 августа 2019.
  7. ^ Мацумото Юта, Судзуки Казухиро, Кимура Татехико, Накамура Нориюки (2020). "XF9-1 エ ン ジ ン の 概要" [Обзор двигателя XF9-1] (PDF). Журнал технологий IHI. IHI (на японском языке). 60: 11.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ "航空 装備 研究所 の 最近 の 試 験" [Последние испытания в Исследовательском центре воздушных систем (ASRC)] (PDF) (на японском языке). Министерство обороны. Получено 2020-08-20.
  9. ^ Мацумото Юта, Судзуки Казухиро, Кимура Татехико, Накамура Нориюки (2020). "XF9-1 エ ン ジ ン の 概要" [Обзор двигателя XF9-1] (PDF). Журнал технологий IHI. IHI (на японском языке). 60: 13–14.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  10. ^ "外部 評 価 報告 書「 推力 偏向 ノ ズ ル の 研究 」" [Отчет внешней оценки «Исследование сопла с вектором тяги»] (PDF) (на японском языке). Агентство по закупкам, технологиям и логистике.
  11. ^ а б "将来 の 戦 闘 機 用 を 目 指 ェ ッ ト エ ン ジ ン （コ ア エ ジ ン） 納入" [Поставка основной части реактивного двигателя (сердечника) для будущего истребителя.]. IHI (на японском языке). 2017-06-28. Получено 2020-08-20.
  12. ^ а б "将来 の 戦 闘 機 用 を し ェ ッ ト エ ン ジ ン ロ ト タ イ プ (XF9-1) を 納入" [Поставка прототипа реактивного двигателя (XF9-1) для будущего истребителя]. IHI (на японском языке). 2018-06-29. Получено 2020-08-20.

внешняя ссылка