Войти
| F135 | |
|---|---|
 | |
| Двигатель F135 во время разработки системы JSF и фаза демонстрации (SDD) | |
| Тип | Турбореактивный двухконтурный двигатель |
| Национальное происхождение | США |
| Производитель | Pratt Whitney |
| Основные области применения | Lockheed Martin F-35 Lightning II |
| Стоимость единицы | F135-PW-100, 13,3 млн долларов США за LRIP 9. F135-PW-600, 19,05 млн долларов США |
| Разработано на основе | Pratt Whitney F119 |
Pratt Whitney F135 - турбовентиляторный дожигатель , разработанный для Lockheed Martin F-35 Lightning II, одно- истребитель ударных двигателей. Имеется два варианта; вариант с обычным взлетом и посадкой (CTOL ), используемый в F-35A и F-35C, и вариант двухтактной вертикальной посадки с коротким взлетом (STOVL ) в F-35B установлен передний подъемный вентилятор . Первые серийные двигатели были поставлены в 2009 году.
Разработанный на основе двигателя Pratt Whitney F119, который использовался на F-22 Raptor, F135 производит около 40 000 фунтов-силы тяга. F135 конкурировал с General Electric / Rolls-Royce F136 за двигатель F-35.
F135 был создан Lockheed Corporation Skunk Works, с усилиями по разработке невидимого ударного истребителя STOVL для США. Корпус морской пехоты в рамках программы 1986 DARPA. Сотрудник Lockheed Пол Бевилаква разработал и запатентовал концептуальный самолет и силовую установку, а затем обратился к Pratt Whitney (PW) для создания демонстрационного двигателя. Демонстрационный образец наземных испытаний использовал вентилятор первой ступени от двигателя F119 в качестве подъемного вентилятора. Вентилятор двигателя и сердечник от F100-220 использовались для сердечника демонстрационного двигателя, а большая турбина низкого давления от F100-229 использовалась для низкого давления. турбина давления демонстрационного двигателя. Турбина большего размера использовалась для обеспечения дополнительной мощности, необходимой для работы подъемного вентилятора. Наконец, в комплектацию демонстрационного двигателя «Ф100-229-Плюс» было добавлено отклоняющее сопло переменной тяги. Этот двигатель подтвердил концепцию подъемного вентилятора и привел к разработке нынешнего двигателя F135.
Команда F135 состоит из Pratt Whitney, Rolls-Royce и Гамильтон Сандстранд. Pratt Whitney является генеральным подрядчиком по главному двигателю и системной интеграции. Rolls-Royce отвечает за систему вертикального подъема самолета STOVL. Гамильтон Сандстранд отвечает за электронную систему управления двигателем, исполнительную систему, PMAG, коробку передач и системы мониторинга состояния. Woodward, Inc. несет ответственность за топливную систему.
PW разработала F135 на основе своего турбовентиляторного двигателя F119, который используется в F-22 Raptor, как «F119-JSF». F135 объединяет ядро F119 с новыми компонентами, оптимизированными для JSF. F135 собирается на заводе в Мидлтауне, Коннектикут. Некоторые части двигателя производятся в Longueuil, Квебеке, Канада, и в Польше.
Макет двигателя F135-PW-600 с подъемным вентилятором, опорными стойками и задней частью управляющее сопло, разработанное для варианта F-35B V / STOL, на Парижском авиасалоне, 2007 Первая серийная силовая установка для эксплуатации должна была быть поставлена в 2007 г. для обслуживания США, Великобритания и другие международные клиенты. Первые F-35 пошли в производство с двигателями F135, но команда GE /Rolls-Royce планировала разработать замену двигателя F136 в июле 2009 года. В 2010 году Пентагон запланировал две двигательные установки будут объявлены на конкурсной основе. Однако с 2006 года министерство обороны не запрашивало финансирование альтернативной программы двигателей F136, но Конгресс поддерживал финансирование программы.
Силовая установка F135-PW-100 проходит испытания в AEDC В 2009 году PW разработала более прочная версия двигателя F135 для увеличения срока службы ключевых деталей. Срок службы деталей был сокращен, поскольку горячие части двигателя (в частности, камера сгорания и лопатки турбины высокого давления) были более горячими, чем ожидалось. Тестовый двигатель получил обозначение XTE68 / LF1, и ожидается, что его тестирование начнется в 2010 году. Этот редизайн вызвал «существенный рост стоимости».
PW рассчитывает поставить F135 по цене ниже F119, хотя он это более мощный двигатель. Однако в феврале 2013 года при плановой проверке была обнаружена треснувшая лопатка турбины. Трещина была вызвана работой турбины при высоких температурах в течение более длительного времени, чем обычно. В декабре 2013 года полый вентилятор первой ступени блиск вышел из строя на 77% от ожидаемого срока службы во время наземных испытаний. Он будет заменен твердой частью, увеличивающей вес на 6 фунтов (2,7 кг). В 2013 году бывший сотрудник PW был пойман на попытке отправить «многочисленные коробки» конфиденциальной информации о F135 в Иран.
Несмотря на проблемы, сотый двигатель был доставлен в 2013 году. LRIP-6 был согласован в 2013 году. за 1,1 миллиарда долларов за 38 двигателей различных типов, что помогло снизить стоимость единицы.
Генерал-лейтенант ВВС Кристофер С. Богдан, исполнительный директор программы F-35, призвал PW нехватка качества изготовления двигателей и медленные поставки. Его заместитель контр-адмирал Рэнди Мар сказал, что PW прекратила свои усилия по сокращению затрат после того, как «они получили монополию». В 2013 году цена F135 выросла на 4,3 миллиарда долларов.
В мае 2014 года Pratt Whitney обнаружила противоречивую документацию о происхождении титанового материала, используемого в некоторых из ее двигателей, включая F135. Компания оценила, что неопределенность не представляет угрозы для безопасности полета, но в результате приостановила поставки двигателей. Богдан поддержал действия PW и сказал, что проблема теперь связана с поставщиком AP Alloys. Агентство по управлению оборонными контрактами США написало в июне 2014 года, что «продолжающееся неэффективное управление поставщиками компании Pratt Whitney является основным фактором увеличения количества уведомлений о потенциальных проблемах». AP Alloys заявила, что они поддерживают свой продукт, даже несмотря на то, что им не предоставили доступ к деталям для проведения собственных испытаний. Трейси Майнер, адвокат бостонской компании Demeo LLP, представляющая компанию AP Alloys, заявила, что «совершенно несправедливо разрушать бизнес AP, не разрешая AP доступ к рассматриваемым материалам»
В июле 2014 г. произошел неокончательный отказ ротор вентилятора, пока самолет готовился к взлету. Детали прошли через топливный бак и вызвали пожар, в результате чего самолет F-35 был заземлен. Во время маневрирования с высокой перегрузкой за три недели до полета изгиб двигателя вызвал чрезмерное трение уплотнения между лопастью вентилятора и статором вентилятора, что привело к надвигающемуся отказу. Из-за трения температура превысила 1000 ° C (1900 ° F), что значительно превышает предел материала в 540 ° C (1000 ° F). По словам менеджера программы Кристофера Богдана, в лопастях вентилятора третьей ступени появились микротрещины, в результате чего лопасти отделились от диска. Отказавшие лопасти пробили топливный элемент, и смешивание горячего воздуха с топливом для реактивных двигателей вызвало пожар. В качестве краткосрочного решения каждый самолет управляет определенным профилем полета, чтобы уплотнение ротора могло носить сопряженную канавку в статоре, чтобы предотвратить чрезмерное трение.
Pratt Whitney удалось достичь своих производственных целей на 2015 год, но из-за «повторяющихся проблем с качеством изготовления» лопаток турбин и электронных систем управления двигатели должны были быть сняты с парка.
Сопло с вектором тяги F135-PW-600 STOVL Вариант 
Схема F-35B и менее лифт-двигатель самолета Созданный на основе двигателя F119, F135 представляет собой турбовентиляторный двигатель с форсажным смешанным потоком, новым вентилятором и LP. турбина.
Существует 2 варианта F135: двигатель -100 и двигатель -600. В других источниках упоминается двигатель -400, аналогичный -100, главное отличие заключается в использовании материалов, устойчивых к солевой коррозии. -600 описан ниже с объяснением изменений конфигурации двигателя, которые происходят при зависании. Двигатель и Rolls-Royce LiftSystem составляют интегрированную силовую установку подъемного вентилятора (ILFPS).
Подъем для версии STOVL в режиме висения обеспечивается за счет двухступенчатого подъемного вентилятора ( около 46%) перед двигателем, выпускное сопло с направленным выхлопом (около 46%) и сопло в каждом крыле, использующее вентиляторный воздух из байпасного канала (около 8%). Эти относительные вклады в общую подъемную силу основаны на значениях тяги 18 680 фунтов, 18 680 фунтов и 3290 фунтов соответственно. Другой источник дает значения тяги 20 000 фунтов, 18 000 фунтов и 3900 фунтов соответственно.
В этой конфигурации большая часть байпасного потока направляется к соплам крыла, известным как стойки крена. Некоторые из них используются для охлаждения заднего выпускного сопла, известного как 3-подшипниковое сопло поворотного канала (3BSD). В то же время в верхней части самолета открывается дополнительный воздухозаборник для подачи дополнительного воздуха в двигатель с низким уровнем деформации во время зависания.
Турбина низкого давления приводит в движение подъемный вентилятор через удлинитель вала в передней части Ротор НД и муфта. Двигатель работает как турбовентиляторный двигатель с отдельным потоком и большей степенью двухконтурности. Мощность для привода вентилятора (около 30 000 л. С.) Получается от турбины низкого давления за счет увеличения площади горячего сопла.
Более высокая степень двухконтурности увеличивает тягу при той же мощности двигателя, что является основным следствием передачи мощности от от метательной струи малого диаметра к струе большего диаметра. Когда F135 находится в режиме зависания, используя значительно увеличенную степень двухконтурности от лифтового вентилятора, увеличение тяги составляет 50% без увеличения расхода топлива. Увеличение тяги составляет 52% в обычном полете при использовании форсажной камеры, но с большим увеличением расхода топлива.
Передача приблизительно ⁄ 3 мощности, доступной для тяги горячего сопла, на подъемный вентилятор снижает температуру и скорость задней подъемной струи, падающей на землю. F-35 может достигать ограниченного 100% -ного крейсерского хода без форсажной скорости 1,2 Маха на протяжении 150 миль.
Как и F119, F135 имеет скрытый усилитель, в котором традиционные распылительные стержни и пламегасители заменены толстыми изогнутыми лопастями с покрытием. с керамическими радиопоглощающими материалами (RAM). Топливные форсунки форсажной камеры интегрированы в эти лопатки, которые блокируют обзор турбин, способствуя малозаметности в кормовой части. Осесимметричное сопло состоит из пятнадцати частично перекрывающихся створок, которые образуют пилообразный рисунок на задней кромке. Это создает вихри и уменьшает инфракрасную сигнатуру выхлопного шлейфа. Сообщается, что эффективность сопоставима с клиновыми форсунками F119, но при этом они значительно более экономичны и требуют меньшего обслуживания.
В двигателе используются датчики с термоэлектрическим питанием для контроля подшипников турбины здоровье.
Повышение надежности двигателя и простота обслуживания - основная цель F135. В двигателе меньше деталей, чем в аналогичных двигателях, что повышает надежность. Все заменяемые на линии компоненты (LRC) можно снять и заменить с помощью набора из шести обычных ручных инструментов. Система управления работоспособностью F135 предназначена для предоставления данных в реальном времени обслуживающему персоналу на местах. Это позволяет им диагностировать проблемы и подготовить запасные части до того, как самолет вернется на базу. По словам Pratt Whitney, эти данные могут помочь значительно сократить время поиска и устранения неисправностей и время замены, на 94% по сравнению с устаревшими двигателями.
Хотя ни одна служба не выдвигала требования для обновления Двигатель, Пратт и Уитни сотрудничают с ВМС США над планом усовершенствования двигателя F135 из двух блоков. Цели Блока 1 - увеличение тяги на 7–10% и снижение расхода топлива на 5–7%. В планах - усовершенствовать технологию охлаждения лопаток турбин; это увеличит срок службы двигателя и существенно снизит затраты на техническое обслуживание. Цель Block 2 - работать с программой Adaptive Engine Transition Program ВВС США с целью внедрения технологии для двигателя с тягой 45 000 фунтов, который будет использоваться в истребителе шестого поколения.
В конце мая 2017 года Пратт и Уитни объявили, что F135 Growth Option 1 завершил тестирование и готов к производству. Обновление требует замены силового модуля на старых двигателях и может быть легко вставлено в будущие серийные двигатели с минимальным увеличением удельной стоимости и без влияния на график поставок. Вариант роста 1 предлагает улучшение тяги на 6-10% в диапазоне полета F-35, а также снижение расхода топлива на 5-6%.
В июне 2018 года United Technologies, материнская компания PW, анонсировала вариант роста 2.0, чтобы помочь обеспечить увеличенную пропускную способность (PTMS), предоставляя операторам возможности, например, если они хотят перейти на более тяжелое вооружение.
Данные с F135engine.com База ВВС Тинкер, Американское общество инженеров-механиков
Данные F135engine.com, Tinker AFB, Американское общество инженеров-механиков
Соответствующие разработки
Сопоставимые двигатели
Связанные списки
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с Pratt Whitney F135. |
