
F414是通用电气公司(GE)为知足好意思国舟师对F/A-18“大黄蜂”构兵机最新发展型F/A-18E/F的要求而假想的加力式涡轮电扇发动机。GE在研制F414时充分吸取F404辘集的使用熏陶,袭取GE23A、YF120、F412以过火他军、民用发动机一些历程考证的技艺,因而研制使命线路到手,投资少、研制时辰短开yun体育网,后果浮现。限制2024年,GE公司已向8个国度/地区委派了1600台F414发动机,累计遨游高出500万h。
F414发动机
发展历史
1991年,好意思国舟师采用波音公司拓荒F/A-18E/F双发 “超等大黄蜂”舰载构兵袭击机,要求通用电气公司提供单台加力推力大于9000千克力的发动机。通用电气公司在F404和F412的基础上,运转研发F414发动机以知足这一需求。
F-18
伸开剩余94%1993年5月20日,F414原型发动机进行了初度试车。
1995年11月,F414发动机在F/A-18E/F “超等大黄蜂”舰载机上完了首飞。
1998年8月,F414发动机参加批量分娩,肃穆进入从戎阶段。
F414发动机
2006 年底,在IHPTET霸术下,F414先进技艺考证发动机XTE77/SE2顺利完成考试霸术,考证了先进的全全体叶盘结构的2级电扇和新的高压涡轮,可提供20%的推力普及,推重比接近11:1。
2015年2月,通用电气公司在F414发动机考证机上顺利完成陶瓷基复合材料(CMC)材料的低压涡轮转子叶片的耐高和善历久性考证考试。袭取该技艺后,F414EDE发动机的推力可增大20%,或在保握现在推力的情况下,热端部件寿命延迟2倍。后续还繁衍出了多个型号,如 F414-GE-400、F414-GE-39E、F414-GE -400K、F414-GE-100 等,以知足不同飞机型号的需求。
F414-GE-400发动机
2013年1月,印度国防部与通用电气公司缔结采购99台F414发动机的合同,用于“光泽”MK-2型歼击机。
2020年5月,通用电气公司向韩国航空航天工业有限公司委派第一台F414-GE-400K发动机,用于韩国KF-21构兵机。
2020年8月,好意思国国度航空航天局为X-59 QueSST飞机吸收第一台F414-GE-100发动机。
2021年,配装F414发动机的瑞典JAS-39E/F构兵机于初度委派巴西空军。
F414-GE-400发动机在USS John C. Stennis上测试
主要型号
GE F404、F414眷属
GE公布的F414-GE-400、F414-GE-39E、F414-INS6发动机参数
F414-GE-400:是F414发动机的基本型号,为波音F/A-18E/F“超等大黄蜂”舰载构兵袭击机和波音E/A-18G“怒吼者”舰载电子战飞机提供能源。其干重1152kg,最大加力推力97.86kN,推重比8.67阁下。
F414-GE-400发动机
F414-GE-39E:用于瑞典萨博JAS-39E/F“鹰狮”构兵机。
瑞典萨博JAS-39“鹰狮”战机
F414-GE-400K:是为韩国KF-21“博拉梅”构兵机专诚研制的型号,将为韩国空军提供更大的任务才和解更长的使用寿命。
韩国KF-21“博拉梅”战机
F414-INS6:是好意思国转让给印度的型号,用于印度“光泽”MK-2型歼击机。该型号最大推力为98kN、增压比为30:1、推重比为9:1,配备全权限数字发动机遏抑(FADEC)系统,并加多了单引擎安全保护功能。
印度“光泽”MK-2战机
F414-GE-100:为好意思国国度航空航天局X-59 QueSST飞机提供能源,该发动机或者知足X-59严格的性能和可靠性需求,可加快和爬升到55,000英尺的巡航高度。
F414-GE-100发动机
X-59
F414-EDE:是F414-400发动机的编削型。高压压气机是6级而不是现存F414的7级。通用电气在用当代三维诡计流膂力学(CFD)技艺对F414的高压压气机气流进行分析后,决定加多每级压气机之间的休止,重新假想的高压压气机和电扇使F414-EDE发动机的最大总流量提高到每秒84.8kg,比F414基本型跨越10%。F414EDE发动机的推力较现在F414-GE-400发动机增大20%,或在保握现在推力的情况下,其热端部件寿命延迟2倍。
F414-EPE:在硬件上与F414-EDE疏通,相通具有更高的中枢气流,仅仅FADEC单位运行不同的软件,使发动机增推20%,最大推力高达11975kg(117.43kN)。F414-EPE的油耗比现存F414低1%至2%,除了能加多引气量外,还能驱动发电机提供更多电力。
GE公布的F414增强型发动机参数
系统结构及选材
F414的电扇与F118的疏通,第1级电扇叶片带中间凸台,第2和第3级为焊合的全体叶盘。通过1993年作的280多小时考试解释,这种电扇的流量、效力、喘振裕度和抗畸变才调均高出或达到预定的目标,流量比F404-GE-400的大16%,分量轻20.4kg。F414的高压压气机袭取F412的7级假想,但前3级改为叶盘结构,以减少榫头漏气、平缓分量和提高效力。点火室和高压涡轮所以F412为基础发展的,低压涡轮是一种先进假想。加力点火室袭取了该公司为先进构兵机假想的F120发动机的结构。径向火焰康健器可用电扇后空气冷却,中心环形火焰康健器沿圆周作念成12段,不错解放推广,整套火焰康健器可在发动机装在飞机上的条目下进行更换,假想寿命为2000h,5700次点火。海平面和高空考试解释,这种加力点火室不易发生震撼点火。尾喷管的假想袭取了F110-GE-129 IPE的技艺,装有先进的陶瓷基复合材料的尾喷管退换片。
F414发动机结构
进气口,环形。结构与F404的疏通。
F414进气口
电扇,3级轴流式。1级使命叶片带中间凸肩,2、3级为焊成一体的全体叶盘结构。它是在吸取F404系列发动机的一些优(特)点和使用熏陶的基础上发展起来的。F404系列的电扇具有高增压比、低展弦比、高稠度和高叶尖切线速率(472~518m/s),假想转速下的喘振裕度为23%~30%,袭取可调静叶来遏抑非假想现象的性能。F414的电扇袭取了这些特质,但空气流量比F404大16%,因而入口直径有所加大(图2示出了F404、F414第1级电扇叶片的外形),增压比比 F404高15%,是GE公司研制的3级电扇中的最高者,且具有较好的抗鸟与外物击伤的才调。3级静子叶片与使命叶片均按三元流假想,这对复杂结构的第1级使命叶片与第3级静子叶片颠倒遑急。第2、3级转子袭取了全体叶盘结构,以减少通过榫头的漏气量,从而提高了效力。1993年完成了 F414电扇的第一阶段考试,并运行了282h。考试收尾标明,电扇的流量、效力、喘振裕度和抗进气畸变才调均高出或达到了假想目标;但第2、3级使命叶片的应力值过大,现已修改了假想。
高压压气机,7级轴流式。钛合金全体中介机匣和对开的压气机机匣。前3级转子为叶盘结构,是在锻坯上用电化学加工出来的。后4级转子叶片通过燕尾形榫头与盘连气儿。前2级转子叶片材料为Ti17,后5级为IN718,前3级静子叶片材料为钛合金。后2级电扇、前3级高压压气机袭取全体叶盘后,两部件的分量辞别减少了20.43kg与3.632kg;甩掉了气流在榫头中的逸漏,使效力有所提高;幸免了由于安设不妥形成榫头的磨蚀、裂纹及锁片的损坏等带来的故障;与F404比拟,电扇、高压压气机的零件数量减少了484个,成心于可靠性的提高。
F414-EDE、F414-EPE的全新6级高压压气机
点火室,环形。火焰筒材料为Hastelloy X。18个锻造的涡流器,18个双锥燃油喷嘴。F414的点火室进行了空气能源学和材料方面的编削。其袭取的贯流式环形点火室配备了雾化燃料喷嘴,而多孔冷却结构火焰筒的假想不仅延迟了使用寿命,还平缓了分量。值得一提的是,该火焰筒上遍布着30000个激光钻孔,旨在责骂侧壁温度,进一步普及发动机的性能和安全性。
F414点火室
高压涡轮,1级轴流式,袭取气膜加冲击冷却模式。转子叶片和导向器叶片材料均为单晶材料,叶身上有物理气相千里积的隔热涂层。
低压涡轮,1级轴流式,气冷假想。转子叶片和导向器叶片均有物理气相千里积的隔热涂层。
加力点火室,F414的加力点火室火焰康健器奥秘地交融了中心环状V型康健器与12根径向康健器,每根径向康健器均配备有隔热罩,并通过电扇引气进行周详的冷却。此外,这两种发动机在尾喷管假想上也存在权贵互异:F414袭取的是燃油驱动模式,而F404则袭取液压驱动,这么的编削有助于进一步平缓发动机的分量。值得一提的是,F414的径向火焰康健器、尾喷管的二级退换片和封严片均可单独更换,且能在飞机上径直进行,极大地点便了珍爱使命。其中径向火焰康健器的欺诈尤为引东说念主详确。这种假想不仅奥秘地交融了中心环状V型康健器与12根径向康健器,还配备了隔热罩,并通过电扇引气进行尽心冷却,确保了点火的康健性和效力。此外,该发动机的珍爱浅陋性也取得了权贵普及,因为其径向火焰康健器、尾喷管的二级退换片和封严片等部件均可单独更换,且能在飞机上径直进行,大大裁汰了珍爱时辰。
F414加力点火室的径向火焰康健器
尾喷管,收-扩式可调尾喷管,陶瓷基复合材料的尾喷管退换片。面积比为1.6。其袭取的钛合金鱼鳞片材质,使得该发动机在性能上有了权贵的普及。此外,F414的总增压比和推重比也辞别从F404的26和7.8提高到了30和9,这一系列编削使得F414在性能上更胜一筹。在产F414的尾喷管二级封严片是用陶瓷基复合材料(CMC)制造的。证实通用电气的说法,F414先后袭取过两种陶瓷基复合材料来制造二级封严片,率先是碳化硅/碳(SiC/C),也等于陶瓷级碳化硅纤维增强的碳基材;然后是氧化物/氧化物(Ox/Ox),也等于使用氧化铝-莫来石陶瓷纤维增强的氧化铝-氧化硅基材。2011年分娩的F414运转安装Ox/Ox材料制造的封严片。
F414尾喷管
F414尾喷管的钛合金鱼鳞片
遏抑系统,双通说念全权数字式电子遏抑(FADEC),按电扇转速和核神思压比退换发动机使命,有故障遏抑功能。
最新线路
2014年,GE在好意思国舟师的能源使命小组姿色中,使用F414发动机顺利考证了CMC在旋转件上的欺诈。在测试中,第二级涡轮上安装了SiC/SiC材料叶片,收尾解释CMC叶片充足坚固,或者灵验承受涡轮的高和善旋转应力。
安装CMC叶片的F414考证发动机
2023年6月22日,GE公司文告与印度斯坦航空有限公司(HAL)签署眷注备忘录,为印度空军分娩发动机,这是印度总理莫迪对好意思国进行肃穆国是探问的遑急里程碑。该合同包括可能在印度联接分娩F414发动机。GE公司自1986年起与印度互助拓荒轻型构兵机(LCA),F404和F414发动机成为LCA Mk1和LCA Mk2姿色拓荒和分娩霸术的一部分。印度已吸收75台F404发动机和8台F414发动机,2021年又为LCA Mk1A订购了99台F404发动机。
2022年7月19日,韩国空军(RoKAF)第52考试评估小组在韩国航空航天工业(KAI)的总部泗川进行了KF-21“心神”构兵机的首飞。KF-21最大升起质地是25.4t,介于F-16C和F-35A之间,用于取代韩国空军的麦说念公司的F-4E和诺斯罗普公司的F-5E/F。KF-21以两台GE航空集团的F414-400K发动机为能源,单台发动机的推力为97.9kN,将由韩华科技公司在腹地拼装和因循。韩国霸术购买120架,印度尼西亚诡计采购50架。KF-21是韩国自主研制的首架超声速构兵机,将有6架原型机进行至少2200架次遨游测试,展望2026年起在韩国空军(ROKAF)从戎。
KF-21
2024年11月7日,洛克希德-马丁公司与NASA互助,已运转对X-59超声速飞机发动机F414-GE-100进行试车,这是该飞机在滑行测试和初度遨游前的临了一次主要系统查验。这些测试也记号着X-59飞机初度总计由里面能源驱动,此前,X-59飞机的电力、液压仁和动等能源由外部提供。测试时期,洛马公司将考证进气说念和喷管性能、飞机和发动机结构及系统接口,以及发动机遏抑算法。在发动机顺利运行之后,将评估X-59飞机的电磁打扰效应、模拟遨游中的故障模式和考证救急电源系统,评估及格后,飞机将进行低速和高速滑行测试,为首飞作念准备。
X-59
X-59
2024年12月20日,NASA文告,在洛克希德-马丁公司加利福尼亚州帕姆代尔的臭鼬工场,X-59静音超声速技艺考证机完成了初度发动机最大加力运行考试。加力点火室是喷气发动机产生突出推力的部件,带有加力点火室的F414-GE-100发动机将确保X-59考证机的超声速遨游。这次大地考试考证了发动机能在温度法例边界内运行,具有充足的遨游气流,以及发动机能与飞机其他子系统同步运行的才调。
X-59大地测试
2025年2月11日,NASA与洛克希德-马丁公司互助完成了X-59静音超声速飞机的发动机运行测试,为本年的初度遨游奠定了基础。测试共分为3个阶段,复杂性逐步加多。率先,查验了发动机在慢车现象下,液压、电气及环境遏抑系统的运行情况;随后进行油门测试,使发动机达到最大现象,并起动加力点火室,以考证其突出推力才调;临了,团队进行了“快速节流”测试,通过连忙退换油门,确保发动机或者即时反馈,为X-59在高空马赫数(Ma)1.4巡航速率下的康健运行提供保险。
参考文件
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[8] 梁春华.F414提高历久性发动机[J].航空发动机, 2003(4):1.
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