Kezdőlap A katonai repülés jelene Az adaptív ciklusú gázturbinás hajtómű

Az adaptív ciklusú gázturbinás hajtómű

Kategória

A General Electric Aviation (GE) befejezte az XA100-as hajtóművének részletes tervezési folyamatát, amit az Egyesült Államok légierejének (Adaptive Engine Transition Program AETP) adaptív hajtómű szabályozási programja keretében végeztek. A USAF és a US NAVY még 2007-ben indította útjára a (Adaptive Versatile Engine Technology ADVENT) többcélú adaptív hajtóműtechnológia-kutatási programot. Az ADVENT programot 2012-ben követte az AETP, aminek lett a végterméke a GE-nél az XA100-as hajtómű.

A munka befejezéseként a vállalat átküldte a gyártási rajzokat az alkatrész gyártóknak további felhasználásra.

Az AETP követelményeinek megfelelően az XA100-as hajtómű 10 %-al nagyobb tolóerőt biztosít, és ezzel egyidejűleg 25 %-kal nő a tüzelőanyag hatékonysága, mint ami általában egy vadászgép esetében elérhető. Az ilyen fejlesztések akár 35 %-kal növelhetik a bevetés során elérhető hatótávolságot, míg az útvonal repülési idő várhatóan 50 %-kal nőhet. A kulcs az XA100-as hajtómű változó ciklusa, amely lehetővé teszi a kétáramúsági fok, és a ventilátornyomás átállítását a repülési profil függvényében.

Az adott technológiának, és szabályozási programnak megfelelően a hajtómű optimalizálja az üzemanyag-hatékonyságot vagy a tolóerőt, attól függően, hogy mit szeretne a repülőgép pilótája.

Hagyományosan azt mondhatjuk, hogy a vadászgépek alacsony üzemanyag-hatékonysággal repültek, mert a légiharc során a hatótávolság nem volt magas prioritású, inkább a nagy tolóerő. Ez a megközelítés azonban már a múlté. A mai, és a jövő vadászgépeinek nagy távolságokat kell átrepülniük légi utántöltés lehetősége nélkül. További követelményként növelni kell a fegyverzet elhelyezésére kialakított belső tárhelyet, hogy a repülőgép levegőben eltölthető ideje, és ez idő alatt megvívható légiharchoz szükséges rakéták mennyisége összhangban legyen.

Az adaptív ciklusú hajtóművek, például az XA100-as architektúrája átállíthatja a kétáramúsági fok értékét, hogy az üzemanyag-takarékosságot juttassa érvényre, ha a gép útvonalrepülést végez, vagy légiharc közben maximális tolóerőt biztosítson, amikor a pilótának arra van szüksége.

A hajtómű tervezése során meghozandó döntést arról, hogy melyik jellemző – magas üzemanyag hatékonyság,  vagy nagy tolóerő – szerint működjön a hajtómű, már nem kell meghozni, mert az új hajtómű szabályozási rendszere a két szélső üzemmód között képes mindig a pilóta által megadott repülési feladathoz alkalmazkodni.

A hatótávolság és a tolóerő maximalizálása, mint elsődleges cél mellett az XA100-as lehetőséget biztosít jobb hőmenedzsment fenntartására, ami egyre fontosabbá válik, mivel a nagyobb teljesítményű repülőgép-hajtóművek egyre több hőt termelnek.

A jobb hőmenedzsment két fő taktikával valósítható meg: A GE több hőálló kerámiamátrix kompozitot használt, amit korábban a polgári repülőgép hajtóművei számára fejlesztett, emellett pedig egy hűvös, harmadik levegőáramot alkalmaz a hajtómű belső hűtésére. A jelenleg szolgálatban álló polgári, és katonai felhasználású hajtóművekben csak két légáram vesz részt a tolóerő létrehozásában.

A harmadik levegőáram vezetése a hajtóműben automatikusan történik a vadászgép aktuális repülési profiljához alkalmazkodva. Amikor a hajtómű belsejébe vezetik, akkor hozzájárul a maximális tolóerő kifejtéséhez, amikor pedig a külső körben áramlik, akkor a hajtómű üzemanyag felhasználásának hatékonysága nő meg. Az adaptív külső légáram szabályozás kutatása mellett a fejlesztések arra irányulnak, hogy a hajtómű belső áramlási körében is jelentős fejlesztések történjenek.

Az adaptív harmadik levegőáram lehetővé teszi, hogy javítsák a levegő-, és gázáram hatékonyságát a belső áramlási csatornában. Magasabb nyomásviszonnyal rendelkező, nagyobb hatásfokú kompresszor váltotta fel a régi egységet. Az korábbiaknál jelentősen magasabb hőmérséklet az égőtértől, a turbinán át, a fúvócsőig javította az egész hajtómű hatásfokát.

Bár az AETP eredményének egyik potenciális felhasználója a jövőben megépülő hatodik generációs vadászgép, jelenleg a legnyilvánvalóbb jelölt az ötödik generációs F-35 Lightning II-es, amely a GE szerint most a legjobb platform és várhatóan 2020. közepén megtörténhet a hajtóművek cseréje a típusnál.

Szó van arról is, hogy a negyedik generációs vadászgépek aktuális modernizálásának is része lehetne a GE új hajtóműve az F-15-ös, F-16-os és az ötödik generációs F-22-es gépeknél. A légierő eddig 3 milliárd dollárt költött az adaptív hajtóműtechnológiai-fejlesztési programokra, melyekben a GE-n kívül a  Pratt & Whitney és az UTC vett részt.

Írta: Dobos Endre

Forrás és kép: General Electric

Friss írások

Legion infravörös felderítő és követő optikai rendszer saját adatkapcsolattal

Az amerikai légierő és a Lockheed Martin a közelmúltbeli alaszkai Northern Edge hadgyakorlat alkalmával kipróbálta az infravörös kereső és követő (IRST) és...

Ismerje meg Dél-Korea új KF-21 Boramae/Hawk saját fejlesztésű vadászgépét

Dél-Korea elkészítette saját következő generációs vadászgépének prototípusát, amelyet korábban KF-X-nek neveztek, majd hivatalosan KF-21 Boramae néven vált ismertté, ami koreai nyelven sólymot...

Az F-15EX új, nagy méretű és hatótávolságú levegő-levegő rakétát tesztelt

Az Egyesült Államok légiereje célzott arra, hogy egy új, nagyon nagy hatótávolságú levegő-levegő rakéta fejlesztésén dolgozik, amelynek hordozójaként az F-15EX Eagle II-t...

A modernizált erőteljes orosz Mi-28NM helikopter

A Mi-28-as, a vaskosabb hidegháborús Mi-24 Hind utódja és az amarikai Apache orosz megfelelője, az 1980-as évek elején készült, de most huszonegyedik...

Hogy biztosítja az amerikai légierő a harci gépeinek egymás közti kommunikációját?

A jövőbeni harctevékenységre az erős hálózatközpontú berendezkedés lesz jellemző. Az azonos oldalon harcoló vízfelszíni, szárazföldi és légi tevékenységet folytató egységek információt adnak...