De luchtmacht is op zoek naar een baanbrekende nieuwe motor voor de F-35

  • De luchtmacht heeft de eerste grote stap gezet naar nieuwe, geavanceerde motoren voor de F-35.
  • De motoren met adaptieve cyclus waarnaar de service op zoek is, zouden zowel superieure prestaties als efficiëntie bieden.
  • Het zal enige tijd duren voordat die motoren op F-35’s worden geïnstalleerd, als ze dat al zijn, maar ze zullen waarschijnlijk in toekomstige ontwerpen worden opgenomen.

Op vrijdag heeft de luchtmacht de eerste zinvolle stap gezet in de richting van de aanschaf van geavanceerde nieuwe adaptieve cyclusmotoren voor haar primaire stealth-jager, de F-35.

Deze nieuwe motorenhoewel nog steeds ver van dienst, zou een aanzienlijke sprong in capaciteit voor het vliegtuig praktisch over de hele linie bieden, waardoor de F-35 een voordeel krijgt ten opzichte van de groeiende reeks buitenlandse concurrentie van de 5e generatie.

Het filiaal heeft een “bronnen zochten bericht” voor alleen planningsdoeleindenwat betekent dat we nog ver verwijderd zijn van het plaatsen van deze nieuwe generatie motoren in Amerika’s topjagers, maar het zou het wachten zeker waard kunnen zijn.

Deze geavanceerde motoren zouden niet passen in de korte start, verticale landing (STOVL) iteratie van de jager (F-35B), maar zouden goed passen in de romp van de F-35A van de luchtmacht of de F-35C van de marine.

Wat zijn adaptieve cyclusmotoren?

F 35

Een F-35 tijdens een Heritage Flight op Luke Air Force Base in Arizona, 18 maart 2018.

Amerikaanse luchtmacht/staf Sgt. Tyler J. Bolken


Gedurende het grootste deel van de luchtvaartgeschiedenis ging het bij motorontwerp altijd om compromissen. Commerciële, vracht- en vele verkenningsvliegtuigen maken meestal gebruik van motoren die zijn ontworpen om een ​​uitstekende brandstofefficiëntie te bieden ten koste van topprestaties, terwijl tactische straaljagers zoals jagers motoren hebben die in de eerste plaats zijn ontworpen voor maximale prestaties ten koste van brandstofefficiëntie.

Het doel van motoren met adaptieve cyclus (ook wel variabele cyclus genoemd) is om dit compromis te elimineren en superieure prestaties te bieden en efficiëntie in één centrale.

Het Adaptive Engine Transition Program (AETP) van het Life Cycle Management Center van de Amerikaanse luchtmacht heeft momenteel twee contracten voor demonstraties van adaptieve motortechnologie. GE voltooide de eerste testruns van hun eigen full-scale XA100 drie-stream adaptieve gevechtsmotor in mei vorig jaar, met Pratt en Whitney gevolgd met hun XA101 in oktober.

“Het doel van de luchtmacht was om de volgende generatie jagermotorarchitectuur en -technologieën te ontwikkelen om een ​​generatiewisseling in gevechtsvoortstuwingsvermogen te bieden”, vertelde David Tweedie, algemeen directeur van Advanced Combat Engines bij GE Edison Works, aan Sandboxx News laatst. Kunnen.

“GE heeft hard gewerkt om de uitdagende doelstellingen te bereiken die de luchtmacht heeft uiteengezet, en we geloven dat we doen wat ze ons hebben gevraagd te doen.”

Om dit te doen, zijn deze motoren ontworpen om in verschillende “modi” te werken. Wanneer de piloot de topprestaties van de motor in gevechten nodig heeft, kan hij of zij hard op het gaspedaal leunen en zal het motormanagementsysteem het signaal geven om over te schakelen naar de zwaar brandende high-thrust-modus.

Omgekeerd, terwijl hij op patrouille was, zou de motor in zijn zeer efficiënte, laag-brandende modus blijven om de kilometerstand of rondhangtijd van elke gallon brandstof te verlengen.

“De modusovergang is naadloos voor de piloot, en ze zullen niet eens weten wanneer het gebeurt,” zei Tweedie.

“Ze zullen het motorvermogen regelen met het gaspedaal zoals ze altijd hebben gedaan, en het motorschema zal de juiste operationele modus bepalen.”

Ongelooflijk, we hebben het niet alleen over het afstemmen van het vermogen van eerdere motoren en het vergroten van het bereik … we hebben het over een 10% of beter toename van stuwkracht praktisch over de vluchtomhulling langszij een 25% of beter binnen bereik springen.

Meer bereik, meer vermogen, meer capaciteit

Marine vliegdekschip F-35 motor

Zeelieden van de Amerikaanse marine aan boord van vliegdekschip USS Carl Vinson laden een F-35C-motormodule in een CMV-22B Osprey, 11 februari 2021.

US Navy/MCS-zeeman Jeffrey Kempton


Terwijl de luchtmacht nu het idee onderzoekt om deze motoren onder de motorkap van de F-35As te steken, zou die grotere actieradius vooral waardevol voor de marine.

De F-35C heeft een totaal bereik van ongeveer 1.200 zeemijlen, waardoor het in de beste tijden een gevechtsradius van 600 mijl heeft. Dat is niet ver genoeg om vluchten naar China te lanceren zonder de Amerikaanse luchtvaartmaatschappijen binnen het bereik van China te brengen hypersonische anti-scheepswapens.

Een toename van 25% in het bereik, zeg tot 750 mijl, is niet genoeg om deze capaciteitskloof te dichten, maar het is een stap in de goede richting.

GE heeft hun XA100 getest in hun testcel op grote hoogte in Evendale, Ohio gedurende meer dan drie maanden, te beginnen aan het einde van 2020. Volgens hun rapporten is hun XA100 eigenlijk overschreden hun prestatiedoelen en het succesvol aantonen van het vermogen om in beide te opereren hoge stuwkracht en low-burn-moduss.

De motor produceert in totaal 45.000 pond stuwkracht, iets beter dan de 43.000 pond die wordt geboden door de huidige Pratt & Whitney F135-PW-100 naverbrandingsturbofan van de F-35.

Het doel van het programma was om de stuwkracht met 10% en het brandstofverbruik met 25% te verhogen ten opzichte van conventionele ontwerpen, maar tijdens het testen deed de motor dat niet zelfs beter dan dat.

“Niet alleen halen we dat, we overtreffen dat eigenlijk vrijwel overal in de vluchtenvelop – en op een paar plaatsen – tot 20% [more thrust]”Zei Tweedie. “We zijn erg blij met waar we vandaan komen in termen van overlevering versus de programmavereiste.”

“Als je dat vertaalt naar wat het betekent voor het platform, is het… 30% meer bereik of 50% meer rondhangtijd afhankelijk van hoe u die verbetering van het brandstofverbruik wilt gebruiken. Het is een aanzienlijke toename in acceleratie en gevechtscapaciteit met de toegenomen stuwkracht,” voegde hij eraan toe.

Hoewel het vermogen van deze nieuwe motor om naadloos over te schakelen tussen het door de lucht scheuren als een brandstoftank van het hoogste niveau en het letten op de brandstofmeter zoals een Toyota Prius de aandacht zou kunnen trekken van luchtvaartenthousiastelingen, is het misschien het thermische beheer van de motor en het gebruik van geavanceerde componenttechnologieën die echt Maak de XA100 een enorme sprong voorwaarts in jachtmotoren.

Volgens Tweedie maakt de “drie-stream-architectuur” van de XA100 een verdubbeling van het thermisch beheer, of met andere woorden, een echte vermindering van de warmte die door de werking van de motor wordt gegenereerd.

Warmte is momenteel een beperkende factor in de energieproductie voor jagers, die hun output moeten beperken om schade aan het vliegtuig zelf te voorkomen. Dat zal niet langer het geval zijn met de nieuwe generatie adaptieve cyclusmotoren, wat betekent dat jagers meer elektrisch vermogen zullen hebben om systemen te laten werken.

“We zien daar een aanzienlijke toename van de capaciteit [with] tot twee keer de groei van missiesystemen mogelijk gemaakt door de [improved] thermisch beheer,” zei Tweedie.

Adaptieve cyclusmotoren kunnen de toekomst zijn van luchtgevechten

F 35 Chicago

Een F-35A op de Chicago Air and Water Show.


US Air Force foto door Airman 1st Class Alexander Cook



Meer kracht betekent ook de mogelijkheid om meer geavanceerde systemen te gebruiken, zoals wapens met gerichte energie en zelfs exotische nieuwe tegenmaatregelen zoals het recente patent van de marine voor “laser-geïnduceerde plasmafilament” hologrammeneffectief de hittesignatuur van een ander vliegtuig op honderden meters afstand projecteren om inkomende infraroodgeleide (warmtezoekende) raketten af ​​te leiden.

Volgens GE verminderen geavanceerde componenttechnologieën die worden gebruikt bij de constructie van hun XA100-motor, inclusief additieve en keramische matrixcomposieten, ook het totale gewicht van de motor en verhogen ze ook de duurzaamheid ten opzichte van eerdere ontwerpen.

De resulterende combinatie van vermogen, brandstofverbruik, warmtebeheer en een veerkrachtige maar lichtgewicht constructie maken de XA100 tot de fysieke belichaming van een verlanglijst voor een jachtmotor. Hoewel elk van deze verbeteringen in capaciteit welkom zou zijn in de meeste ontwerpen van jagers, zou de verzameling ervan in een enkel systeem wel eens kunnen leiden tot een krachtcentrale die zelfs groter is dan de som der delen.

Natuurlijk is het opvragen van bronnen geen garantie dat deze nieuwe adaptieve cyclusmotoren hun weg zullen vinden naar de Amerikaanse F-35’s, maar deze nieuwe benadering van motorontwerp zal vrijwel zeker worden opgenomen in toekomstige platforms, zoals de Next Generation Air Dominance van de luchtmacht. vechter.

creditSource link

ZIE JE GEDACHTEN

Laat een reactie achter

Technluxury.com
Logo
Enable registration in settings - general
Vergelijk items
  • Totaal (0)
Vergelijken
0
Shopping cart