Továbbra is áll a bál a két fő amerikai hajtóműgyártó, a Pratt&Whitney és a General Electric között. Előbbi évekkel ezelőtt a JSF program egyedüli hajtóműszállítója lett, ám utóbbi nem adja fel a reményt…
Nem úgy megy az F-35 Lightning II tesztelése, ahogy azt az államférfiak és az adófizetők, de főként a megrendelő fegyveres erők elvárnák, ebben szerepet játszik az is, hogy többször a hajtómű (vagy ahhoz kapcsolatos rendszerek) hibája miatt kellett felfüggeszteni a tesztgépek repülését. Ilyenkor a szokásosnál is hangosabb az alternatív erőforrást preferálók szava. A jelentős angol hátszéllel operáló General Electric – Rolls-Royce páros a támogatások megvonása és Barack Obama elnök kijelentése (miszerint nincs szükség másik hajtóműre) ellenére folyamatosan dolgozik az F136 jelzésű erőforráson, mely állításuk szerint 5%-kal nagyobb tolóerőt szolgáltat, mint a rivális termék.
Pratt & Whitney F135 ,
Ez a kijelentés a P&W katonai hajtóművekkel foglalkozó részlegének igazgatójának fülébe is eljutott, Warren Boley így reagált az állításra:
„Ha valaki azt mondja, hogy ‘az én erőforrásom erősebb’, akkor vagy lódít, vagy nincs tisztában azzal, hogy a hajtómű fúvócsöve nem képes ennél nagyobb nyomást elviselni.” – nyilatkozta Boley egy tesztelés alkalmával. Emellett elmondta, hogy csak az F136 magja a GE-RR páros mérnöki alkotása, ám az utánégető-kamrát, a fúvócsövet és kiömlőnyílást a P&W tervezte. A hajtómű tolóerejét ezen alkatrészek teherbírása korlátozza, ha valaki mégis túl akarja ezt lépni, azt csak nagyobb átmérőjű és erősebb alkatrészekkel teheti meg, így újra kell terveznie az említett részegységeket, ami jelentős költségnövekedést és határidőcsúszást eredményez.
Bennett Croswell, az F119 és F135 programok igazgatója elmondta, az erősebb hajtómű a meghajtott repülőgép módosítását is igényli.
„Ilyen esetben egy nagyobb be- és kiömlőnyílásra van szükség, ami rengeteg mérnöki munkával járna, sőt egy csökkentett észlelhetőségű típus esetében kockázatosan megléphető lehetőség.”
Továbbá mind Boley, mind Croswell emlékeztetett arra, hogy a Pentagon nem óhajt több tolóerőt, ehelyett inkább az állandóbb teljesítményre és nagyobb megbízhatóságra helyeznék a hangsúlyt.
Bár sem Boley, sem Croswell nem említette nyilatkozatában, a Pratt&Whitney dolgozik egy újgenerációs hajtóműmagon az F135 erőforrás számára, amely a megrendelő kívánsága szerint vagy nagyobb tolóerőt szolgáltat, vagy hosszabb élettartamot és kisebb fogyasztást garantál.
A GE nem hagyta szó nélkül a konkurencia kommentálását, szerintük a nagyobb tolóerő egyszerűen a hajtóművük tartósságát mutatja.
„A GE-RR erőforrás előnyét az adja, hogy azonos teljesítményadatok mellett sokkal alacsonyabb hőmérsékleten dolgozik a hajtómű magja. Ez a fő pont, ami mutatja sugárhajtóművünk számottevő előnyeit a tartósság és az üzemeltetési költségek terén.” – mondta Rick Kennedy, a General Electric szóvivője.
Az angol-amerikai csapat figyelmeztetett, évtizedekkel ezelőtt ugyanez volt a helyzet: a Pratt&Whitney monopoljogot kapott az F-16 Fighting Falcon erőforrásának szállítására, ám a rendszeresítést követően az F100 jelzésű hajtóművel kapcsolatosan előjövő problémák miatt a Pentagon mégis megrendelte a rivális F110 típusú sugárhajtóműveit is, mely miatt a P&W jobb minőségű erőforrások előállítására kényszerült.
Az amerikai gyártó erre csak annyit reagált, hogy a hasonló esetek megismétlődésének elkerülése végett vezettek be ilyen komplex tesztprogramot. Továbbá jelezték, a vádaskodások helyett figyelembe kéne venni, hogy erőforrásuk a kijelölt tesztprogram 98.5 százalékát teljesítette már, valamint azt is, hogy még egyetlen F-35-ösnek sem kellett megszakítani tesztrepülését hajtóműprobléma miatt. Kiemelték, hogy a tolóerő-növekedés mellett ez az, ami miatt az ötödik generációs hajtóművek minőségi fölényét demonstrálja a negyedik generációs erőforrások felett.
A tesztsorozat hamarosan véget ér és az F-35B-be szánt F135 verzió remélhetőleg már december 1-jéig megkapja az állami engedélyt, mely egyben a típus szolgálatba-állítási jóváhagyása is. (Az F-35A és C gépekbe kerülő erőforrás már februárban megkapta az engedélyeket.)
Nem úgy a GE-RR páros esetében. Az F136 legújabb, 008 jelzésű tesztpéldánya bár csak a közelmúltban kezdte meg üzemelését, máris problémák jelentkeztek vele. Egy maratoni tesztüzem során, szeptember 23-án vészleállítással kellett megszakítani a próbát, mivel közel maximális tolóerő mellett valami történt a kompresszorrészben. A cégnél még keresik a probléma okát, viszont azt nyilvánosságra hozták, hogy sérüléseket találtak az első lapátsoron és a kompresszorban.
Rick Kennedy, a cég szóvivője elmondta, hogy az F136 többi példányainál nem történt hasonló eset (akkor más volt a probléma…), valamint azzal mentegetőzött, hogy ilyesféle problémák bármikor előfordulhatnak az ilyen különleges erőforrások tesztelésekor. Kérdés, hogy mit szól majd ehhez a Pentagon, amikor a további fejlesztésekhez kiutalandó állami támogatások elosztását vitatják majd…
Igazából a lényeg kimaradt, a GE +5% után a PW kijelentette, hogy a hivatalos tabelákban mutatottakkal szemben már most +20-25% toloerre képes hajtóművük.
Aranysasban is rnak róla, F16ok rendszeresen képtelenek tartania tempot az F35el, illetve csak utánégetővel, tudnak utánuk menni.
f135 CTOL / CV verzió hivatalos adatok szerint:
Max. tolóerő: 43,000lb (191.3 kN)
Belépő átmérő (inlet): 1,17m
Nyomásviszony: 28
Kétáramsági fok: 0.57
PW nyilatkozata szerint 50000lb fölé mentek, de ez a verzió csak az F35A-k kiváltsága lesz. Valószínű, hogy nyomásviszony és a kétáramsági fok változott, hogy ezt a teljesítményt elérjék. Emellett volt még egy nyilatkozata a PW-nek, hogy készülőben van egy nagyobb kisnyomású rész, mint jövőbeni opció.
F136-os a GE nyilatkozatai szerint valamivel nagyobb, mint f135 és több levegőt eszik. Emiatt lehetséges, hogy azonos teljesítményen kisebb az üzemi hőmérséklet.
20 tonna feletti tolóerővel bíró vadászgép hajtómű? Atyagtya. 30 éve a tíz tonnás határ átlépése mekkora szám volt. Vajon a fajlagos fogyasztása milyen lehet?
A tíz tonnás határt már jóval korábban átlépték (több mint 30 éve) mind turbojet és turbofan hajtóművekkel.
Fajlagos fogyasztásról még nem találtam hivatalos infót.
Wikipédián ezt találtam, 43000lb PW hajtóműre vonatkozik:
# Specific fuel consumption: 0.886 lb/(hr*lbf) or 25 g/kNs (w/o afterburner)
Ha ez igaz akkor a 50000lb-s hajtóműnél az sfc: 0.9 lb/(hr*lbf) felett lehet.
Utánégetővel szerintem max. 2.0 lb/(hr*lbf) körül lehet
A 30 az inkább 40 akart lenni. Az F-15 és F-16 gépekhez készült hajtóművek tudtak ennyi. Külön kiemeltem hogy vadászgépek estén. :)
na megtaláltam:
http://www.aviationweek.com/aw/generic/story_generic.jsp?channel=defense&id=news/asd/2010/08/27/01.xml&headline=Pratt
molni: F-106 Delta Dart PW J75 (turbojet) 10 tonna körül tudott produkálni, ami az ’50 évek vége felé volt. Az PW F100-ban az volt a rendkívüli, hogy méretében, tömegében és kétáramú kialakítása mellett hozta a 10 tonna körüli tolóerőt és kedevező volt a fogyasztása utánégető nélkül. Persze ennek sajnos ára volt, max. utánégetővel az SFC 2-2.5 lb/(hr*lbf) körül alakult. Korszerűbb egyáramú hajtóműnél ez az érték 1.9-2.0 lb/(hr*lbf) volt.
F-106 Delta Dart PW J75 (turbojet) 10 tonna körül tudott produkálni, ami az ’50 évek vége felé volt.
Ez nem az alap verziója volt a hajtóműnek. Kétlem, hogy az ’50-es évek végén egyből ez lett volna, mikor volt:
J75-P-3: 16,470 lbf (73.3 kN) thrust
J75-P-5: 17,200 lbf (76.5 kN) thrust
J75-P-13B: 17,000 lbf (75.6 kN) thrust
J75-P-15W: 24,500 lbf (109 kN) afterburning thrust
J75-P-17: 24,500 lbf (109 kN) afterburning thrust
J75-P-19W: 17,200 lbf (76.5 kN) thrust
Ha megnézed az F-111 cikket, akkor annak a hajtóműve is hasonló fejéődésen és a végén egy elég izmos ugráson esett át, de az nem a ’60-as években volt.
A PW100-as széria első darabja által leadott 8 tonna szerintem azért nagyon nem ’10 tonna’ körüli. :)
Molni: J75-ről kevés info, talán pont a wikipedia ír róla a legtöbbet.
A felsorolt hajtóművekből kettőnél van feltüntetve, hogy van utánégető.
Legjobb tudomásom szerint F-106-nál csak egy hajtómű verzió volt, mégpedig a J75-P-17. J75-t 1956-1967 gyártották.
Érdekesség, hogy az Avro Arrow 1958-ban szállt fel először és 2 db utánégetős J75-P-3 volt benne, amelyek egyenként 23,500 lbf (104.53 kN, 10659 kp) tolóerőt tudtak.
Szerintem a J75-ket nem fejlesztettek tovább sokat, hanem inkább már a kétáramú hajtóművek felé koncentráltak a fejlesztők, ehhez pedig a J57 jobban megfelelt.
Az F-111 hajtóműve a TF30 egy új kétáramú hajtómű volt, mely újdonságnak számított. Később a NAVY nem tartott igényt a navalizált F100-ra, ezért TF30 platformot tovább fejlesztették. Ezzel szemben J75 egy olyan egyáramú hajtómű volt, amelyet J57-ből (F-102 Delta Dagger) fejlesztettek tovább, és a turbojet korszaknak valahol itt lett vége a PW-nél.
Az F100-PW-100 1972-ben az F-15-ben 23,930 lbf tolóerőt produkált, ami 10854 kp.
Most olvastam AS-ben, hogy az izraeliek 20 F-35-t vesznek 2,75 milliárd USD-ért logisztikával és infrastruktúrával.
Ennek fényében egyre röhejesebb az iraki F-16 beszerzés 4,2milliárdos költsége(18 db).
Az F-100-asnak nemigen tudok 10 tonna fékpadi érték alatti sorozatban gyártott változatáról. Volt egy F-16-os, amibe a GE J-79-esét rakták, költségcsökkentési és marketing okokból (hogy biztosabban vegyék az F-4 és F104-est üzemeltetők) de ez túl azon, hogy gyenge volt, még hatótávban sem produkált megfelelőt. Ennek volt kb 7,5-8 tonnás fékpadi tolóerje.
A J-75-ös két gépben repült, az egyik a 10-11 tonnás tolóerejű verzió az F-106-osokban, a másik pedig a 12 tonna körül dolgozó az F-105-ösökben. Ez utóbbi azonban csak vízbefecskendezéssel érte el ezt a teljesítményt. Ez volt a J-75P-19W. Molnibalage fenti táblázatában is megvan, de csak mint dry vagy military thrust.
Itt egy jó kis táblázat, ami mindenkinek egyaránt segít megérteni a tolóerő, a sebesség, a repülési magasság és a fajlagos tüzelőanyagfogyasztás alakulását:
http://www.mzak.cz/motory/r-35/r35_graf2.gif
Ez a MiG-23ML gépek R-35-ösének karakterisztikája FORSZÁZSON.
Ideális az esetünkben, mert egy kimondottan jó paraméterekkel bíró (értsd, korában a súlyához, méretéhez képest nagy teljesítményű és jó fogyasztású, egyszerű konstrukció) hajtóműről van szó.
Nagyon fontos azonban a táblázatot úgy kezelni, hogy ebben nincsenek benne a hordozó gép korlátai. Úgy mint légellenállás, tüzelőanyagtartalék, egyéb paraméterek. Remélem senki se fogja most felhánytorgatni a hajtómű „kiváló” üzemidejét. Ez ugyanis most nem része a magyarázatnak.
A táblázatról röviden, ez egy orosz táblázat cirill betükkel. Bal függőleges tengely 2000-16000-ig a kgsz, azaz kilogramszil, kilogramerő, másképp kp, mégmásképp (durván átszámítva 2000-16000 dekaNewton -régi kényszermértékegység a hajtóműtechnikában, mára már kihalt) 20 ezer – 160 ezer Newton,~2 – ~16 tonna.
Alatta, még a függőleges tengelyen a fajlagos tüzelőanyagfogyasztás 1,6- 2,4-ig, ami kg/csasz*kgszil, azaz kilogram per kilogramóra, azaz egy (vagy egységnyi) kilopond tolóerő egy órán át történő fenntartásához szükséges tüzelőanyag mennyisége kilogrammban.
Vízszintes tengelyen a sebesség található Mach számokkal kifejezve, ez műszer szerinti érték.
A diagrammon különféle görbék serege látható, mindegyik görbe egy nevezetes repülési, vagy precízebben, nyomásmagassághoz értendő, melyet km-ben adtak meg. A legfelső a H=0 (itt a H latin és nem cirill!) a legalsó, már elég lapos a H=23km.
Ha vesszük a tengerszinti magasság görbéjét, a következőt olvashatjuk ki:
A forszázs kapcsolásának teljesítménye földön, álló helyzetben ~12,5 tonna. 0,4 Machnál ez enyhén visszaesik, majd ível felefél, egészen az elméleti 1,2M-nál várható ~18 tonnás értékig. A felső plafon tehát az 1,2M-os sebesség, ahol a gépre ható légerőkből eredő megoszló terhelés eléri a 10000 kp/négyzetméter értéket, ami a gépre értelmezett maximum.
5km-en 0,4 Machnál kisebb sebességgel nem is tud repülni a gép, itt a forszázs bekapcsolása ~7 tonna körüli tolóerőt ad, ezen a magasságon a maximális sebesség kevesebb mint 1,6 Mach, de ide kell is az elérhető 16 tonna tolóerő.
11 km-en a minimum sebesség 500km/óra, ez 0,7 Mach, ezen a magasságon, ennél a sebességnél a forszázs kapcsolása ~4,5 tonna körüli értéket jelent, a görbe szerint a csúcsérték 2,1 Mach, 13 tonnás tolóerővel.
Ide vonatkozik a tásztán sebességi görbéje a hajtóműnek, a példaképpen 11km-re belőve, de a forszázs mellett maximál rezsimet is feltűntetve:
http://www.mzak.cz/motory/r-35/r35_graf1.gif
Érdekes, hogy itt a inimum sebességet már 0,2 Machtól veszik, igaz, szaggatott vonallal.
A maximális sebesség a géppel – a légerők eredményeképp az aerodinamikai felmelegésből adódóan – a Mach 2,35, mely értéknél húztak egy függőleges vonalat. Ez a vonal él ~12-23 km-es nyomásmagasságig.
23 km-en nincs a forzsázskapcsolásnak szerepe így a görbe alulról már nem határolt, másképp: 1,6 mach a minimum sebesség, ez szigorúan forszázzsal mehet csak, a plafon 2,35 mach, a tolóerőgörbe ezen a magasságon már lapos, 2 tonna körül stagnál.
A fajlagos tüzelőanyagfogyasztás görbéjéből látható, hogy 0 illetve 1 km-en 1-1,2Machnál fogyaszt a legtöbbet a hajtómű forszázson, a legkedvezőbbet ezen a rezsimen a 11 km-es magasság görbéje 0,5 Machnál adja ki.
Ennek örömére itt van az AL-31F maximál és forszázsgörbéje is:
http://www.mzak.cz/motory/al-31/al31f_char.gif