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22的發動機有多牛?居然每10到15年才需要一次大修

2022-02-11由 大長老 發表于 歷史

1986年10月,洛克希德·馬丁公司的YF-22和諾斯羅普·格魯門公司的YF-23從五種競爭設計中脫穎而出,進入ATF(先進戰術戰鬥機)驗證機競爭試飛階段。同時,普惠和通用電氣公司也都各自獲得6臺發動機原型機的研製合同,其中4臺將安裝在YF-22和YF-23上進行競爭試飛,剩下兩臺則安裝在F-15上測試。

1990年8月下旬,YF-23搶先首飛,YF-22在一個月後首飛。

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通用電氣的YF120是一種革命性的變迴圈發動機,效能優秀但也增加了複雜性。雖然YF120原型發動機在YF-22和YF-23上都表現良好,但在1991年4月23日,保守的美國空軍宣佈YF-22/YF119組合勝出。根據官方說法,YF-23在試飛中比YF-22更快,隱身效能更好,而YF-22更敏捷。

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普惠看似更簡單的F119的推力比以往的F100和F110發動機都大,零件數卻少了40%,在很大程度上要感謝整體葉盤(IBRS)技術,該發動機的三級風扇和部分六級壓氣機都是整體葉盤。與F100和F110的兩級高壓渦輪(HPT)和兩級低壓渦輪(LPT)設計相比,F119的高低壓渦輪都各僅一級,零件數減少了一半。

F119在設計中應用了許多先進材料、冷卻和空氣動力學技術,其最大推力目前仍是機密(官方只說是155。7kN級別),但各種訊息表明F119發動機的最大推力應該在164。6kN-173。5kN範圍內。

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從前往後看,F119的風扇採用寬弦空心鈦合金葉片,取消了葉冠(在較老的渦扇發動機中,相鄰葉片的葉冠抵緊後形成一個金屬環,使葉片在風扇外圓周以一定間隔排列,起到加強風扇的作用)。寬弦葉片提高了F119的效率和壓縮比,也使葉片更耐用。

F119的雙轉子對轉設計進一步提高了效率,不僅能調節從風扇(由低壓渦輪驅動)進入壓氣機的氣流,還提高了壓氣機效率,並改善了從高壓渦輪進入反向旋轉低壓渦輪的氣流。

普惠用專利材料“合金C”製造了F119的壓氣機定子,這是一種耐熱阻燃鈦合金,據說成分是Ti-35V-15Cr-0。05C,能讓發動機執行在更高溫度上。F119的加力燃燒室和尾噴管也採用了合金C零件以增加耐用性。

環形燃燒室內襯採用了“浮壁”式火焰筒技術,這種內襯由單塊耐熱板組成,每塊都由抗氧化高鈷材料製造,並有壓氣機引氣冷卻。F119的高壓渦輪葉片由單晶高溫合金材料製造,內部有冷卻空氣通路,表面噴塗先進熱障塗層。

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除超音速巡航外,F-22也被要求具備隱身和敏捷效能,F119發動機用二元向量噴管實現了這一點。在全許可權數字發動機控制系統的控制下,這個收斂-擴散噴管可以向上或向下偏轉20度。尾噴管不僅提高了F-22的敏捷性,還降低了飛機噴氣系統的雷達和紅外特徵。F119是無煙發動機,也使F-22不易被目視察覺。

F119還被要求維護量比以前的發動機更少,且更易維護。發動機的所有外場可更換單元(LRU)都佈置在殼體上觸手可及的位置。發動機採用了“緊韌體捕獲”技術,任何緊韌體在鬆脫前都會被捕獲,不會進入發動機導致異物吸入事故(FOD),甚至連螺栓保險絲也是這樣。F119進行維護只需用到六個常用手動工具,發動機能被非常輕鬆地分解成各模組,替換模組很容易。

22的發動機有多牛?居然每10到15年才需要一次大修

普惠公司在2000年年底開始交付F119,到2012年12月停產時已經生產了507臺。

F119的大修間隔為4325個累計迴圈,相當於平均每10-15年做一次大修。

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