General Electric F414 - General Electric F414

F414
General Electric F414 AEDC 93-206711 USAF.jpg
Modelo Turbofan
origem nacional Estados Unidos
Fabricante Elétrica geral
Primeira corrida 20 de maio de 1993
Aplicações principais Boeing F / A-18E / F Super Hornet
HAL Tejas Mk2
KAI KF-21 Boramae
Saab JAS 39E / F Gripen
Desenvolvido a partir de General Electric F404

O General Electric F414 é um motor turbofan americano pós - combustão na classe de empuxo de 22.000 libras (98 kN ) produzido pela GE Aviation . O F414 se originou do turbofan F404 da GE , ampliado e aprimorado para uso no Boeing F / A-18E / F Super Hornet . O motor foi desenvolvido a partir do turbofan sem combustão F412 planejado para o A-12 Avenger II , antes de ser cancelado.

Design e desenvolvimento

Origens

A GE evoluiu o F404 para o turbofan F412-GE-400 sem pós-combustão para o McDonnell Douglas A-12 Avenger II . Após o cancelamento do A-12, a pesquisa foi direcionada a um motor para o F / A-18E / F Super Hornet . A GE apresentou com sucesso o F414 como um derivado de baixo risco do F404, em vez de um novo motor mais arriscado. O motor F414 foi originalmente concebido como não usando quaisquer materiais ou processos não usados ​​no F404 e foi projetado para caber na mesma pegada que o F404.

O F414 usa o controle digital do motor central e de autoridade total (FADEC) do F412 e o sistema de baixa pressão do motor YF120 desenvolvido para a competição Advanced Tactical Fighter . Uma das principais diferenças entre o F404 e o F414 é a seção do ventilador. O ventilador F414 é maior do que o F404 , mas menor do que o ventilador F412. O ventilador maior aumenta o fluxo de ar do motor em 16% e é 5 polegadas (13 cm) mais longo. Para manter o F414 no mesmo envelope, ou espaço ocupado na fuselagem, que o F404, a seção de pós-combustão foi encurtada em 4 pol. (10 cm) e o combustor encurtado em 1 pol. (2,5 cm). Também mudou do F404 a construção dos primeiros três estágios do compressor de alta pressão, que são discos em vez de discos separados e lâminas em cauda de andorinha, economizando 50 libras (23 kg) de peso. O F414 usa um sistema " hidráulico de combustível " para controlar a área do bico convergente-divergente na seção de pós-combustão. Os atuadores do bico usam combustível do motor, enquanto o F404 usa um sistema hidráulico do motor. Atuadores "Fueldraulic" para bicos de pós-combustão têm sido usados ​​desde 1960 no Pratt & Whitney J58 e Rolls-Royce Turbomeca Adour , por exemplo. Eles também são usados ​​para girar o bico VTOL para o Rolls-Royce LiftSystem .

Desenvolvimento adicional

O F414 continua a ser aprimorado, tanto por meio de esforços internos da GE quanto de programas de desenvolvimento financiados pelo governo federal. Em 2006, a GE testou um Enhanced Durability Engine (EDE) com um núcleo avançado. O motor EDE proporcionou um aumento de empuxo de 15% ou maior vida útil sem o aumento de empuxo. Tem um compressor de alta pressão de seis estágios (desde 7 estágios no F414 padrão) e uma turbina de alta pressão avançada. O novo compressor deve ser cerca de 3% mais eficiente. A nova turbina de alta pressão usa novos materiais e uma nova maneira de fornecer ar de resfriamento para as pás. Essas mudanças devem aumentar a capacidade de temperatura da turbina em cerca de 83 ° C (150 ° F). O EDE foi projetado para ter melhor resistência a danos por objetos estranhos e uma taxa de queima de combustível reduzida.

O programa EDE continuou com o teste de um disco blade avançado de dois estágios ou ventilador " blisk ". O primeiro ventilador avançado foi produzido usando métodos tradicionais, mas os futuros ventiladores blisk serão feitos usando soldagem por fricção translacional com o objetivo de reduzir os custos de fabricação. A GE afirma que esta variante mais recente produz um aumento de 20% no empuxo ou um aumento de três vezes na durabilidade da seção quente em relação ao F414 atual. Esta versão é chamada de Enhanced Performance Engine (EPE) e foi parcialmente financiada pelo programa federal Integrated High Performance Turbine Engine Technology (ou IHPTET).

Outras possíveis melhorias no F414 incluem esforços para reduzir o ruído do motor usando divisas mecânicas ou fluídicas e esforços para reduzir as emissões com um novo combustor de vórtice aprisionado. Os chevrons reduziriam o ruído do motor induzindo a mistura entre o ar de desvio mais frio e lento e o ar de exaustão do núcleo mais quente e mais rápido. As divisas mecânicas viriam na forma de recortes triangulares (ou extensões) na extremidade do bico, resultando em um padrão de "dente de tubarão". As divisas fluídicas operariam injetando fluxos de ar diferenciais em torno do escapamento para atingir os mesmos fins que a variedade mecânica. Um novo combustor provavelmente teria como objetivo reduzir as emissões queimando uma porcentagem maior de oxigênio , reduzindo assim a quantidade de oxigênio disponível para se ligar ao nitrogênio, formando o poluente NO x .

Em 2009, o F414-EDE estava sendo desenvolvido e testado, sob um contrato da Marinha dos Estados Unidos para um motor demonstrador de consumo específico de combustível reduzido (SFC). Além disso, a General Electric testou motores F414 equipados com um segundo estágio de turbina de baixa pressão feito de compósitos de matriz de cerâmica (CMC). O F414 representa o primeiro uso bem-sucedido de um CMC em uma peça rotativa de motor. Os testes comprovaram que os CMCs são fortes o suficiente para suportar o calor e o estresse rotacional dentro da turbina. A vantagem que o CMC oferece é um peso um terço do peso da liga metálica e a capacidade de operar sem ar de resfriamento, tornando o motor mais aerodinamicamente eficiente e com combustível eficiente. A nova turbina ainda não está pronta para uma aeronave de produção, no entanto, são necessárias mais alterações de design para torná-la mais robusta.

Mais de 1.000 motores F414 foram entregues e a família de motores totalizou mais de 1 milhão de horas de vôo em 2010.

Variantes

F / A-18 Super Hornets, alimentado pelo F414-GE-400
F414-GE-400
Voa no Boeing F / A-18E / F Super Hornet . Também proposto para a variante naval F-117N do F-117 Nighthawk .
F414-EDE
"Enhanced Durability Engine" ou "EDE", inclui uma turbina de alta pressão (HPT) e compressor de alta pressão (HPC) aprimorados. O HPT foi redesenhado para suportar temperaturas ligeiramente mais altas e inclui mudanças aerodinâmicas. O HPC foi reprojetado para 6 estágios, abaixo de 7. Essas alterações visavam reduzir o SFC em 2% e a durabilidade do componente três vezes maior.
F414-EPE
"Enhanced Performance Engine" ou "EPE", inclui um novo núcleo e um ventilador e compressor redesenhados. Oferece um aumento de empuxo de até 20 por cento, aumentando para 26.400 libras (120 kN), dando uma relação empuxo / peso de quase 11: 1.
F414M
Usado pela EADS Mako / HEAT . Impulso reduzido para 12.500 lbf (55,6 kN) seco e 16.850 lbf (75 kN) úmido. Proposta para versões internacionais da série coreana T-50 de aviões de treinamento e caça, mas posteriormente substituída por uma nova oferta com um F414 padrão.
F414G
Produzido para o Saab JAS 39 Gripen Demonstrator. Ligeiramente modificado para uso em um Gripen monomotor, em vez de uma aeronave bimotora como o F / A-18. Com ele, o Gripen Demonstrator atingiu Mach 1,2 em supercruise (sem pós-combustão).
F414BJ
Proposta para o Dassault Falcon SSBJ. Produziria cerca de 12.000 lbf (53 kN) de empuxo sem o uso de pós-combustor.
F414-GE-INS6
A Agência de Desenvolvimento Aeronáutico da Índia (ADA) selecionou o F414-GE-INS6 para fornecer energia ao HAL Tejas Mark 2 da Força Aérea Indiana (IAF). A Índia encomendou 99 motores em outubro de 2010. Produz mais empuxo do que as versões anteriores e possui um sistema Full Authority Digital Electronics Control (FADEC). Os motores devem ser entregues até 2013.
F414-GE-39E (GE RM16)
Nova versão do F414G para o Saab JAS-39E / F Gripen.
F414-KI
Variante do F414-GE-400 co-desenvolvido pela General Electric e Hanwha Aerospace para o sul-coreano KAI KF-X , a ser fabricado em conjunto e montado localmente na Coreia do Sul pela Hanwha Aerospace.
F414-GE-100
Uma versão feita sob medida para dirigir o avião X-59 Quiet SuperSonic Technology da NASA . Derivado das modificações F414-GE-39E incluem software de controle diferente, tubulação de combustível e falta de trilhos de montagem. Duas unidades foram feitas.

Formulários

Especificações (F414-400)

Dados da GE Aviation, Deagal.com e MTU Aero Engines

Características gerais

  • Tipo: turbofan de pós - combustão
  • Comprimento: 154 pol (391 cm)
  • Diâmetro: 35 pol (89 cm)
  • Peso seco: 2.445 lb (1.110 kg) peso máximo

Componentes

atuação

Veja também

Desenvolvimento relacionado

Motores comparáveis

Listas relacionadas

Referências

links externos