IHI Corporation F3
| IHI Corporation F3 (char. F3-IHI-30) | |
 En XF3, prototype av F3, utstilt i Japan . | |
| Bygger | IHI Corporation |
|---|---|
| Første fly | 1985 |
| bruk | • Kawasaki T-4 |
| Kjennetegn | |
| Type | Dobbel legeme turbovifte med lav fortynningshastigheten |
| Lengde | 2000 mm |
| Diameter | 630 mm |
| Masse | 340 kg |
| Komponenter | |
| Kompressor | • LP : 2 viftetrinn • HP : 5 aksiale trinn |
| Forbrenningskammer | Ringformet |
| Turbin | • HP : 1 HP-trinn (kjører den sentrale HP-kroppen) • LP : 2 trinn (kjører viften) |
| Opptreden | |
| Maksimal tørr thrust | 16 kN |
| Maksimal skyvekraft med PC | XF3-400: 34 kN |
| Kompresjonsforhold | 11: 1 |
| Fortynningshastighet | 0,9: 1 |
Den IHI Corporation F3 (IHI er en forkortelse av Ishikawajima-Harima Heavy Industries i Japan : "石川島播磨重工業株式会社" ) er en turbovifte med lav bypass-forhold, som er utviklet i Japan av IHI Corporation for flyet for å drive Kawasaki T- 4 .
Den første prototypen, XF3, ble produsert i 1981 og fløy først innJuli 1985. Siden den gang er det produsert rundt 550 eksemplarer.
Befruktning og utvikling
Start av programmet
Med økonomisk støtte fra Institute of Research and Technical Development i det japanske forsvarsdepartementet begynte Ishikawajima-Harima design og utvikling av en liten turbofan på slutten av 1970 - tallet , for å gi en motor for konkurranse. fremdrift for det nye treningsapparatet som deretter ble utviklet av Kawasaki Heavy Industries . Denne utviklingsmotoren, betegnet XF3 , ble konfrontert med den franske Snecma-Turbomeca Larzac-motoren (den som utstyrer Alpha Jet , veldig lik T-4) og ble valgt i 1982 for å drive fremtidsprototypen XT-4. treningsfly. Tidlige eksempler på motorutvikling ga 12 kN trykk , men påfølgende motorer, inkludert den som ble valgt for XT-4, produserte 16 kN trykk.
Masseproduksjon og tekniske problemer
Motoren i sin produksjonsversjon mottok betegnelsen F3-30 (noen ganger også sett på som F3-IHI-30 ), og fløy først i XT-4 i 1985 . Motoren fikk sin kvalifisering samme år, og serieproduksjon startet etterpå.
Etter flyet og motoren gikk i produksjon, var det flere hendelser der ett eller to trinn av høytrykksturbinen mislyktes, tvinger flyet til å gjøre nødlanding . Videre undersøkelse avslørte at turbinseksjonen led av resonansproblemer , noe som førte til svikt i et eller to av de 60 bladene i hvert av turbinstadiene, noe som tvang de berørte flyene til å oppstå i nødstilfelle ved Hamamatsu flybase . Bladene ble deretter modifisert og forsterket for å absorbere og dempe vibrasjoner, og motoren og flyet kom tilbake til aktiv tjeneste i 1990 .
Evolusjoner
Fra 1999 begynte IHI å oppdatere eksisterende motorer ved å utstyre dem med en ny høytrykksturbin, for å forlenge levetiden. Denne modifikasjonen endret betegnelsen på motoren, som deretter ble F3-IHI-30B .
I 2003 startet IHI en ny oppdatering med en mer avansert versjon av FADEC- systemet som gir motoradministrasjon. Denne motoren ble betegnet F3-IHI-30C .
XF3-400
Rett etter å ha startet arbeidet med XF-3 begynte IHI å utvikle en kraftigere versjon av motoren som en teknologisk demonstrant for en hypotetisk supersonisk fighter . Utpekt XF3-400 , ble den designet for å gi en høyere ytelse, etterbrennerversjon av XF3, og produserte rundt 34 kN trykk. En bemerkelsesverdig kvalitet på denne motoren var dens 7: 1 trykk-til-vekt-forhold, høyere enn for noen annen motor av samme størrelse.
Arbeidet med denne motoren startet tidlig i 1986 , og en demonstrasjonsmotor ble satt sammen og testet i 1987 . IHI mottok formelt en kontrakt for motoren i 1992 , etter å ha brukt de foregående årene på å utvikle og teste motoren internt. Hovedforskjellen mellom XF3-400 og standard F3-30 er tilsetningen av en etterbrenner. Andre endringer gjelder kompressoren og turbinbladene, som er optimalisert takket være 3D-datamodellering, og bedre motstand mot høye temperaturer i høytrykksturbinen.
En rapport avslørte i 1998 indikerte at en vektor skyveinnretning ville også være integrert i XF3-400.
Kjennetegn
F3 er en turbofan to-kropps, lav fortynningshastighet. På akselen dedikert til lavtrykkshuset er kompressoren utstyrt med en to-trinns vifte , mens en fem-trinns kompressor er installert på akselen til høytrykkshuset. Kompressorene følges av et ringformet forbrenningskammer , som tilfører varmgasser til en-trinns høytrykksturbin, og den to-trinns lavtrykksturbin. De to karosseriene, henholdsvis lavt og høyt trykk, kobler turbinene til kompressorene via konsentriske overføringsaksler. XF3-400-versjonen inkluderer en etterforbrenningskanal etter lavtrykksturbinetrinnene, mens produksjonen F3 ikke gjør det.
Den to-trinns viften bruker brede akkordblader, og brukes av alle motorversjoner, inkludert versjonen med etterbrenner. I motsetning til viften, skiller de fem-trinns kompressorene seg mellom den grunnleggende versjonen og den som er utstyrt med en etterbrenner, den siste drar nytte av teknologiske fremskritt som 3D-modellering av de dynamiske strømningene som forekommer i motoren. Bladene til turbinen er laget av monokrystallinsk materiale og blir avkjølt av en tynn luftstrøm som sirkulerer inni. Når det gjelder kompressoren, fikk turbinene i XF3-400 etterforbrenningsversjonen nytte av en 3D-modellering før de ble produsert. Begge versjonene bruker en FADEC for å kontrollere driften.
Versjoner
- XF3 : Betegnelse på eksperimentelle eksempler på hva som skulle bli F3-IHI-30. Flere forskjellige konfigurasjoner ble vurdert på dette stadiet av programmet. Den produserer 12 kN trykk;
- F3-IHI-30 : Produksjonsversjon av motoren, brukt av Kawasaki T-4 . Den produserer 16 kN trykkraft;
- F3-IHI-30B : Produksjonsversjon med forbedret høytrykksturbin;
- F3-IHI-30C : Produksjonsversjon med avansert FADEC;
- IHI-17
- XF3-400 : Supersonisk teknologisk demonstrator avledet fra F3. Den har etterbrenning og aerodynamiske forbedringer, og gir betydelig mer trykk enn produksjonen F3 (34 kN ).
applikasjoner
Merknader og referanser
- (i) " IHI F3 ' , Janes Aero Engines (tilgjengelig på en st januar 2017 )
- (no) " Japan tackler F3-motorproblemer " , magasinet Flight International , Flight Global / Archives, vol. 136, n o 4193,29. november 1989, s. 16 ( ISSN 0015-3710 , les online [PDF] )
- (in) " Japanese Trainer Engine Selected " , magasinet Flight International , Flight Global / Archives, Vol. 122, n o 384011. desember 1982, s. 1677 ( OCLC 60626375 , les online [PDF] )
- (en) T. Hamada, M. Akagi, D. Toda, H. Shimazaki og M. Ohmomo, T-4 Inlet / Engine Compatibility Flight Test Results (presentert på AIAA / ASME / SAE / ASEE 25th Joint Propulsion Conference ) , Monterey, California (USA), American Institute of Aeronautics and Astronautics,1989
- (in) " Japan finner løsning for T-4 Trainer " , magasinet Flight International , Flight Global / Archives, Vol. 137, n o 4199,17. januar 1990, s. 27 ( ISSN 0015-3710 , les online [PDF] )
- (en) I. Kashikawa og M. Akagi, Research on a High Thrust-to-Weight Ratio Small Turbofan Engine (presentert på den 31. AlAA / ASME / SAE / ASEE Joint Propulsion Conference og Utstilling) , San Diego, California (USA), American Institute of Aeronautics and Astronautics,1995
- (in) " Japan Future stalls fighter demonstrator " , Flight Global / Archives21. oktober 1998(tilgjengelig på en st januar 2017 )