Pratt & Whitney F119 - Pratt & Whitney F119

F119
Pratt & Whitney F119.JPEG
Motor F119 em teste
Modelo Turbofan
origem nacional Estados Unidos
Fabricante Pratt & Whitney
Aplicações principais F-22 Raptor
Número construído 507
Desenvolvido dentro Pratt & Whitney F135

O Pratt & Whitney F119 , designação da empresa PW5000 , é um motor turbofan de pós - combustão desenvolvido pela Pratt & Whitney para o lutador tático avançado Lockheed Martin F-22 Raptor .

O motor oferece empuxo na classe de 35.000 lbf (156 kN) e é projetado para supercruzamento . Entregando quase 22% mais empuxo com 40% menos peças do que seu predecessor F100 , o F119 permite velocidades de supercruise sustentadas de até Mach 1.8. Os bicos do F119 incorporam tecnologia de vetorização de empuxo 2D que permite direcionar o empuxo do motor ± 20 ° no eixo de inclinação para dar ao F-22 uma capacidade de manobra aprimorada.

O derivado F119, o Pratt & Whitney F135 , produz até 43.000 lbf (190 kN) de empuxo para o Lockheed Martin F-35 Lightning II .

História

O F119 resultou do programa Joint Advanced Fighter Engine (JAFE) no início dos anos 1980, com o objetivo de fornecer o motor para o Advanced Tactical Fighter (ATF) da Força Aérea . O projeto detalhado da submissão da Pratt & Whitney, designada internamente como PW5000, começou quando a solicitação de propostas (RFP) JAFE foi lançada em maio de 1983. Avanços na tecnologia de motores, como os do Advanced Turbine Engine Gas Generator (ATEGG) e o Joint Os programas do Technology Demonstration Engine (JTDE) permitiram que o projeto fizesse mais trabalho com menos estágios, com o PW5000 tendo apenas 6 estágios do compressor em comparação com os 10 estágios do compressor do F100 . As turbinas de alta e baixa pressão eram de estágio único e contra-rotativas, encurtando o motor ao remover uma fileira de estatores e economizando peso. Os estágios do ventilador e do compressor deveriam usar rotores de pás integradas (IBR) para reduzir o peso e o custo e melhorar o desempenho. O combustor, denominado Floatwall, elimina soldas para mitigar o crescimento de rachaduras devido ao ciclo térmico. Essa tecnologia permite que o motor atinja temperaturas de núcleo muito altas para atender aos requisitos de alto empuxo específico para supercruzamento. A RFP original exigia empuxo máximo na classe de 30.000 lbf (133 kN).

A Pratt & Whitney e a General Electric foram selecionadas para fazer protótipos de motores, designados YF119 e YF120 , respectivamente, para demonstração e validação. O peso crescente do ATF exigiu mais empuxo para atender aos requisitos de desempenho e o empuxo máximo exigido aumentou em 20% para a classe de 35.000 lbf (156 kN). O design da Pratt & Whitney mudou para incorporar um ventilador 15% maior, aumentando a taxa de desvio de 0,25 para 0,30. No entanto, ao contrário da General Electric, a Pratt & Whitney não equipou seu ventilador maior em YF119s em condições de vôo para os demonstradores de vôo ATF para evitar possíveis problemas de confiabilidade que possam surgir. Em vez disso, o ventilador revisado foi extensivamente testado em solo na Base Aérea de Wright-Patterson. Como resultado, tanto o YF-22 quanto o YF-23 tiveram desempenho inferior com o YF119s do que com o YF120s.

Em 3 de agosto de 1991, a Pratt & Whitney ganhou o contrato EMD para o motor ATF, enquanto a equipe Lockheed / Boeing / General Dynamics ganhou o contrato para a fuselagem ATF. Enquanto o YF119 tinha um design mais convencional em comparação com o YF120 de ciclo variável da General Electric, a Pratt & Whitney acumulou muito mais horas de teste e enfatizou o menor risco. O F119-PW-100 de produção foi instalado no F-22A de produção . Os avanços do motor de turbina de ATEGG e JTDE continuaram com o programa Integrated High Performance Turbine Engine Technology (IHPTET), com aplicações em pacotes de melhorias F119 e derivados. Derivados do F119 impulsionaram os demonstradores de conceito X-32 e X-35 Joint Strike Fighter, e o subsequente desenvolvimento em escala total resultou na família de motores F135 que impulsiona o F-35 .

Projeto

O F119 é um turboventilador de duplo fluxo axial e bypass baixo. Possui um ventilador de três estágios acionado por uma turbina de baixa pressão de um estágio e um compressor de alta pressão de seis estágios acionado por uma turbina de alta pressão de um estágio. O ventilador sem cobertura possui pás de titânio oco de cordão largo e baixa relação de aspecto que são soldadas por fricção linear aos discos para formar blocos de uma única peça. Os estatores do compressor e o bico de vetor de empuxo usam uma liga de titânio resistente à queima chamada Liga C, com a primeira linha de estatores variável para aumentar a margem de pico. O combustor anular Floatwall garante a queima limpa do combustível e redução da geração de NOx. As lâminas da turbina de alta pressão são feitas de superligas de cristal único e resfriadas por impacto usando o ar do compressor de alta pressão. As duas bobinas são contra-rotativas, o que resulta em economia de peso devido à eliminação de uma fileira de estatores. O requisito para o ATF supercruzar, ou voar supersônico sem pós-combustores, resulta em uma taxa de desvio muito baixa de 0,3 para o F119-PW-100 a fim de atingir um alto empuxo específico . O F119 tem controle digital de motor de autoridade total dual redundante ( FADEC ).

O pós-combustor de três zonas, ou aumentador, contribui para a camuflagem da aeronave por ter injetores de combustível integrados em espessas palhetas curvas revestidas com materiais cerâmicos absorventes de radar (RAM). Essas palhetas substituem as tradicionais barras de pulverização de combustível e suportes de chama e bloqueiam a linha de visão das turbinas. O bocal pode ser vetorial de ± 20 ° no eixo de inclinação, o que melhora muito a autoridade de inclinação da aeronave, aumentando o momento de inclinação da cauda com o empuxo do motor; isso permite que o F-22 permaneça controlável enquanto voa a um alfa aparado de mais de 60 °. O bico consiste em duas abas em forma de cunha para camuflagem e também contribui para diminuir a assinatura infravermelha , achatando a pluma de exaustão e facilitando sua mistura com o ar ambiente por meio de vórtices perdidos. O motor tem uma vida útil projetada de 8.650 ciclos totais acumulados.

Histórico operacional

Os testes de solo do F119-PW-100 foram conduzidos pela primeira vez em fevereiro de 1993. Os motores foram utilizados pela primeira vez no vôo inaugural do F-22 em 7 de setembro de 1997. Um total de 507 motores foram produzidos.

Em 2013, Pratt ajudou o F119 Heavy Maintenance Center (HMC) na Tinker Air Force Base, Oklahoma, na primeira revisão do depósito de um motor F119.

Variantes

  • YF119-PW-100L : Motor de protótipo para o YF-22 ; classe de empuxo nominal de 30.000 lbf.
  • YF119-PW-100N : Motor de protótipo para o YF-23 ; classe de empuxo nominal de 30.000 lbf.
  • F119-PW-100 : Motor de produção para o F-22A com ventilador maior e maior razão de desvio (BPR) classificado para classe de empuxo de 35.000 lbf.
  • YF119-PW-611 : Motor de protótipo para o X-35 .
  • YF119-PW-614 : Motor de protótipo para o X-32 .

Formulários

Especificações (F119-PW-100)

Fã YF119
Bocal de vetorização de empuxo YF119-PW-100L

Dados de Pratt & Whitney, Museu Nacional da Força Aérea dos EUA, RAND, Aviation Week, USAF.

Características gerais

  • Tipo: Bobina dupla, turbofan de fluxo axial aumentado
  • Comprimento: 16 pés 11 pol. (516 cm)
  • Diâmetro: Aprox. 46 pol (120 cm)
  • Peso seco: 3.900 lb (1.800 kg)

Componentes

atuação

Veja também

Desenvolvimento relacionado

Motores comparáveis

Listas relacionadas

Referências

  • Aronstein, David C .; Hirschberg, Michael J. (1998). Advanced Tactical Fighter para F-22 Raptor: Origens do 21st Century Air Dominance Fighter . Arlington, Virginia: Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica. ISBN 978-1-56347-282-4.

links externos