Войти
| LiftSystem | |
|---|---|
 | |
| Rolls-Royce LiftSystem в сочетании с ТРДД F135 на Парижский авиасалон в 2007 году | |
| Тип | STOVL подъемная система |
| Производитель | Rolls-Royce plc |
| Основные области применения | F-35 Lightning II |
Rolls-Royce LiftSystem вместе с двигателем F135 представляет собой силовую установку самолета, разработанную для использования в варианте STOVL двигателя F-35 Lightning II. Полная система, известная как интегрированная силовая установка с подъемным вентилятором (ILFPS), была награждена Collier Trophy в 2001 году.
Вариант F-35B STOVL самолета Joint Strike Fighter (JSF) предназначался для замены McDonnell Douglas AV-8B Harrier II и McDonnell Douglas F / A-18 Hornet используется Корпусом морской пехоты США. Он также заменит British Aerospace Harrier II и British Aerospace Sea Harrier, используемые Royal Air Force и Royal Navy. Самолет должен был иметь сверхзвуковую способность, и для варианта STOVL требовалась подходящая система вертикальной подъемной силы, которая не ставила бы под угрозу эту способность. Этому требованию соответствовала Rolls-Royce LiftSystem, разработанная в рамках контракта на разработку и демонстрацию системы (SDD) на сумму на сумму 1,3 миллиарда долларов США от Pratt Whitney. Это требование было выполнено 20 июля 2001 года.
Rolls-Royce LiftSystem Вместо использования отдельных подъемных двигателей, таких как Яковлев Як-38, или вращающихся форсунки для перепускного воздуха двигателя, такие как Harrier, "LiftSystem" имеет LiftFan с приводом от вала, разработанный Lockheed Martin и разработанный Rolls-Royce, и сопло с вектором тяги для выхлоп двигателя, который обеспечивает подъемную силу, а также может выдерживать температуру дожигания в обычном полете для достижения сверхзвуковых скоростей. Подъемно-силовая установка с трехопорным поворотным соплом (3BSD) больше всего напоминает планы для Convair Model 200 Sea Control Fighter 1973 года, чем конструкции STOVL предыдущего поколения, к которым принадлежит Harrier.
В состав группы, ответственной за разработку силовой установки, входили Lockheed Martin, Northrop Grumman, BAE Systems, Pratt Whitney и Rolls-Royce под руководством Соединенные Штаты Министерство обороны Программа Joint Strike Fighter Офис. Пол Бевилаква, главный инженер Lockheed Martin Advanced Development Projects (Skunk Works ), изобрел силовую установку подъемного вентилятора. Концепция лифтового вентилятора с приводом от вала восходит к середине 1950-х годов. Лифтовый вентилятор был продемонстрирован Allison Engine Company в 1995-97 гг.
Министерство обороны США наградило General Electric и Rolls-Royce 2,1 доллара. млрд. контракт на совместную разработку двигателя F136 в качестве альтернативы F-135. LiftSystem была разработана для использования с любым двигателем. После прекращения государственного финансирования GE и Rolls-Royce прекратили дальнейшую разработку двигателя в 2011 году.
Rolls-Royce руководил общей программой разработки и интеграции в Бристоле, UK, а также отвечал за Турбомашины LiftFan, конструкции 3BSM и Roll Post. Компания Rolls-Royce в Индианаполисе предоставила коробку передач, сцепление, приводной вал и сопло, а также провела сборку и контрольные испытания LiftFan.
Схема компонентов LiftSystem и воздушного потока 
Схема турбореактивного двигателя энергии для прототипа LiftSystem 
Схема лифта с приводом самолета Rolls-Royce LiftSystem состоит из четырех основных компонентов:
Трехопорный поворотный модуль (3BSM) представляет собой сопло с вектором тяги в задней части самолета, которое направляет выхлопные газы двигателя либо прямо через него с возможностью повторного нагрева для полета вперед, либо отклоняются вниз для обеспечения подъемной силы.
При вертикальном полете 29000 л.с. передаются через удлинительный вал вентилятора двигателя с помощью сцепления и конической коробки передач на вращающийся в противоположных направлениях подъемный вентилятор, расположенный впереди двигателя.. Воздушный поток вентилятора (низкоскоростной ненагретый воздух) выходит через лопасти вектора тяги на днище самолета и уравновешивает подъемную силу от заднего сопла. Для обеспечения поперечной устойчивости и управления креном, перепуск воздуха от двигателя используется в сопле стойки поперечной устойчивости в каждом крыле. Для управления шагом площади выпускного сопла и впускного отверстия LiftFan меняются, при этом общая подъемная сила остается постоянной. Контроль рыскания достигается за счет рыскания 3BSM. Как вперед, так и назад, движение контролируется путем наклона 3BSM и лопастей в сопле лопаточной коробки с регулируемой площадью LiftFan.
Ниже приведены значения тяги компонентов системы в режиме подъема:
| 3BSM (сухой тяги) | LiftFan | Стойки роликов (комбинированные) | Всего |
|---|---|---|---|
| 18000 фунтов-силы (80 кН) | 20000 фунтов-силы (89 кН) | 3900 фунтов-силы (17 кН) | 41 900 фунтов-силы (186 кН) |
Для сравнения: максимальная тяга Rolls-Royce Pegasus 11-61 / F402-RR -408, самая мощная версия, которая используется в AV-8B, составляет 23 800 фунтов силы (106 кН). Вес AV-8B составляет около 46% от веса F-35B.
. Как и подъемные двигатели, добавленные компоненты LiftSystem имеют собственный вес во время полета, но преимущество использования LiftSystem заключается в том, что ее большая подъемная тяга увеличивает взлетную грузоподъемность еще в большей степени.
При разработке LiftSystem пришлось преодолеть многие инженерные трудности и использовать новые технологии.
LiftFan использует титановые лопасти с полыми лопастями (диск с лопастями или «лопаточный диск», полученный за счет сверхпластичной формовки лопастей и линейной сварки трением со ступицей лопасти). В качестве межкаскадных лопаток используются композиты с органической матрицей. LiftFan разрешен для полета со скоростью до 250 узлов (130 м / с). Это состояние проявляется в виде бокового ветра к горизонтальному воздухозаборнику и возникает, когда самолет переходит из режима прямого полета в режим зависания.
В механизме сцепления используется сухой диск. углерод-углеродная технология, изначально заимствованная из авиационных тормозов. Трение используется только для включения подъемного вентилятора на низких оборотах двигателя. Перед переходом на полную мощность включается механическая блокировка.
Коробка передач должна работать с перебоями в подаче масла на срок до минуты, передавая полную мощность под углом 90 градусов на LiftFan.
Поворотный модуль с тремя подшипниками должен одновременно поддерживать последнее горячее сопло вектора тяги и передавать его тяговые нагрузки обратно на опоры двигателя. «Топливные гидравлические» приводы для 3BSM используют топливо с давлением до 3500 фунт-сила / дюйм, а не гидравлическую жидкость, чтобы уменьшить вес и сложность. Один привод перемещается вместе с поворотным соплом, перемещаясь на 95 градусов при сильном нагреве и вибрации.
Во время определения концепции Joint Strike Fighter, два планера Lockheed прошли летные испытания: Lockheed X-35A (который позже был преобразован в X-35B) и более крупнокрылый X-35C с вариантом STOVL, включающим модуль Rolls-Royce LiftFan.
Летные испытания LiftSystem начались в июне 2001 года, и 20 июля того же года X-35B стал первым самолетом в истории, совершившим короткий взлет, горизонтальный сверхзвуковой рывок и вертикальную посадку за один полет. К моменту завершения испытаний в августе самолет совершил 17 вертикальных взлетов, 14 коротких взлетов, 27 вертикальных посадок и пять сверхзвуковых полетов. Во время финальных квалификационных летных испытаний Joint Strike Fighter X-35B взлетел на расстояние менее 500 футов (150 м), перешел на сверхзвуковой полет, а затем приземлился вертикально.
Были проведены наземные испытания комбинации F136 / LiftSystem. проведено на предприятии General Electric в Пиблс, Огайо в июле 2008 года. 18 марта 2010 года F-35B, оборудованный системой STOVL, выполнил демонстрацию вертикального зависания и приземления на военно-морской авиабазе Патаксент-Ривер в Лексингтон-Парк, штат Мэриленд.
В 2001 году силовая установка LiftSystem была награждена Collier Trophy в знак признания «величайшего достижения в области воздухоплавания или космонавтики в Америке». специально для «улучшения характеристик, эффективности и безопасности воздушных или космических аппаратов, ценность которых была полностью продемонстрирована фактическим использованием в течение предыдущего года».
Compo nents :
Воспроизведение носителя X-35 / LiftSystem flight демонстрация перехода в конфигурацию VTOL, зависания, взлета в конфигурации STOVL, дозаправки в полете, вертикального зависания и посадки.
Воспроизвести медиа Демонстрация вертикальной посадки, демонстрирующая работу 3BSM.
Узел турбины и подъемного вентилятора выставлен в Национальном музее авиации и космонавтики, Центр Стивена Ф. Удвар-Хейзи
 | Викискладе есть материалы, связанные с Rolls-Royce LiftSystem. |
