IHI Corporation F3

IHI Corporation F3
(char. F3-IHI-30)
Pohled na motor
XF3, prototyp F3, k vidění v Japonsku .
Stavitel IHI Corporation
První let 1985
použití • Kawasaki T-4
Vlastnosti
Typ Turbodmychadlo s dvojitým tělesem a nízkou rychlostí ředění
Délka 2 000 mm
Průměr 630 mm
Hmotnost 340 kg
Součásti
Kompresor • LP  : 2 stupně dmychadla
• HP  : 5 axiálních stupňů
Spalovací komora Prstencový
Turbína • HP  : 1 stupeň HP (pohon centrálního těla HP)
• LP  : 2 stupně (pohon ventilátoru)
Výkon
Maximální suchý tah 16 kN
Maximální tah s PC XF3-400: 34 kN
Kompresní poměr 11: 1
Míra ředění 0,9: 1

IHI Corporation F3 (IHI je zkratka Ishikawajima-Harima Heavy Industries v Japonsku  : „石川島播磨重工業株式会社“ ) je proudové s nízkým obtokovým poměrem, který byl vyvinut v Japonsku od IHI Corporation pro letadlo řídit Kawasaki T- 4 .

První prototyp, XF3, byl vyroben v roce 1981 a poprvé přiletělČervenec 1985. Od té doby bylo vyrobeno asi 550 kopií.

Koncepce a vývoj

Spuštění programu

S finanční podporou Institutu pro výzkum a technický rozvoj japonského ministerstva obrany zahájila společnost Ishikawajima-Harima na konci 70. let návrh a vývoj malého turboventilátoru s cílem poskytnout motor konkurence, jehož cílem je poskytnout prostředky pohon pro nové tréninkové zařízení, které nyní vyvíjí společnost Kawasaki Heavy Industries . Tento vývojový motor, označený jako XF3 , byl konfrontován s francouzským motorem Snecma-Turbomeca Larzac (ten, který vybavuje Alpha Jet , velmi podobný T-4) a byl vybrán v roce 1982 jako pohon prototypu budoucnosti XT-4. cvičné letadlo. Brzy příklady vývoje motor produkoval 12kN a  tahu , ale následné motorů, včetně toho, který pro XT-4, vyrobené  16kN tahu.

Hromadná výroba a technické problémy

Motor ve své produkční verzi obdržel označení F3-30 (někdy také označovaný jako F3-IHI-30 ) a poprvé vzlétl v XT-4 v roce 1985 . Motor získal kvalifikaci ve stejném roce a poté začala sériová výroba.

Poté, co se letadlo a jeho motor začaly vyrábět, došlo k několika událostem, při nichž selhala jedna nebo dvě etapy vysokotlaké turbíny , což letadlo donutilo k nouzovému přistání . Další vyšetřování odhalilo, že část turbíny trpěla rezonančními problémy , což vedlo k poruše jedné nebo dokonce dvou ze 60 lopatek v každém z fází turbíny, což mělo za následek nouzové vystoupení postiženého letadla na letecké základně Hamamatsu . Čepele byly poté upraveny a zesíleny, aby absorbovaly a tlumily vibrace, a motor a letadlo se vrátily do aktivní služby v roce 1990 .

Evoluce

Od roku 1999 začala společnost IHI aktualizovat stávající motory vybavením novou vysokotlakou turbínou, aby se prodloužila jejich životnost. Tato úprava změnila označení motoru, který se poté stal F3-IHI-30B .

V roce 2003 zahájila společnost IHI další aktualizaci s pokročilejší verzí systému FADEC poskytující správu motorů. Tento motor byl označen F3-IHI-30C .

Model XF3-400

Krátce po zahájení prací na XF-3 začal IHI vyvíjet výkonnější verzi motoru jako technologický demonstrátor hypotetického nadzvukového stíhače . Určeno pro XF3-400 , bylo navrženo tak, aby bylo výkonnější verzí XF3 s přídavným spalováním , produkující tah přibližně 34  kN . Pozoruhodnou kvalitou tohoto motoru byl jeho poměr tahu k hmotnosti 7: 1, vyšší než u jakéhokoli jiného motoru podobné velikosti.

Práce na tomto motoru začaly počátkem roku 1986 a demonstrační motor byl sestaven a testován v roce 1987 . Společnost IHI formálně získala smlouvu na tento motor v roce 1992 poté , co strávila předchozí roky vývojem a vlastními testy motoru. Hlavním rozdílem mezi XF3-400 a standardním F3-30 je přidání přídavného spalování. Další změny se týkají kompresoru a lopatek turbíny, které byly optimalizovány díky 3D počítačovému modelování, a lepší odolnosti vůči vysokým teplotám ve vysokotlaké turbíně.

Zpráva odhalená v roce 1998 naznačila, že do modelu XF3-400 bude také integrováno vektorové přítlačné zařízení .

Vlastnosti

F3 je dvouválcový turbodmychadlo s nízkou rychlostí ředění. Na hřídeli určeném pro nízkotlaké těleso je kompresor vybaven dvoustupňovým dmychadlem , zatímco na hřídeli vysokotlakého tělesa je instalován pětistupňový kompresor. Za kompresory následuje prstencová spalovací komora , která dodává horké plyny do jednostupňové vysokotlaké turbíny a dvoustupňové nízkotlaké turbíny. Dvě těla, nízký a vysoký tlak, spojují turbíny se svými kompresory přes soustředné převodové hřídele. Verze XF3-400 obsahuje po - spalovací kanál po stupních turbíny nízkotlakých, zatímco výrobní F3 není.

Dvoustupňový dmychadlo využívá široké tětivy a používají ho všechny verze motoru, včetně verze s přídavným spalováním. Na rozdíl od dmychadla se pětistupňové kompresory liší mezi základní verzí a verzí vybavenou dodatečným spalováním, přičemž druhá verze těží z technologického pokroku, jako je 3D modelování dynamických toků vyskytujících se v motoru. Lopatky turbíny jsou vyrobeny z monokrystalického materiálu a jsou chlazeny tenkým proudem vzduchu, který cirkuluje uvnitř. Pokud jde o kompresor, turbíny u verze XF3-400 s následným spalováním těžily z 3D modelování před jejich výrobou. Obě verze používají FADEC k řízení jejich provozu.

Verze

Aplikace

Poznámky a odkazy

  1. (v) "  IHI F3  " , Jane Aero Engines (k dispozici na 1. st leden 2017 )
  2. (en) „  Japan Tackles F3 engine problems  “ , časopis Flight International , Flight Global / Archives, roč.  136, n O  4193,29. listopadu 1989, str.  16 ( ISSN  0015-3710 , číst online [PDF] )
  3. (in) „  Japanese Trainer Engine Selected  “ , časopis Flight International , Flight Global / Archives, sv.  122, n o  384011. prosince 1982, str.  1677 ( OCLC  60626375 , číst online [PDF] )
  4. (en) T. Hamada, M. Akagi, D. Toda, H. Shimazaki a M. Ohmomo, výsledky letových zkoušek sání / kompatibility motoru T-4 (prezentovány na 25. společném místě AIAA / ASME / SAE / ASEE Propulsion Conference ) , Monterey, Kalifornie (USA), American Institute of Aeronautics and Astronautics,1989
  5. (in) „  Japonsko najde opravu pro T-4 Trainer  “ , časopis Flight International , Flight Global / Archives, Vol.  137, n O  4199,17. ledna 1990, str.  27 ( ISSN  0015-3710 , číst online [PDF] )
  6. (en) I. Kashikawa a M. Akagi, Výzkum malého turboventilátoru s vysokým poměrem tahu k hmotnosti (představený na 31. společné konferenci pohonu AlAA / ASME / SAE / ASEE a Výstava) , San Diego, Kalifornie (USA), Americký letecký a astronautický institut,1995
  7. (in) „  Japan Future stands fighter demonstrator  “ , Flight Global / Archives21. října 1998(k dispozici na 1. st leden 2017 )

Podívejte se také

Související články