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整机丨地表最强F35战机心脏,F135涡扇发动机竟然是这样研制出来的

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文章摘要

普惠F135涡扇发动机是一款为F-35闪电II战斗机设计的高性能发动机,具有超过40,000磅的推力,是目前世界上最先进的战斗机发动机之一。该发动机基于F119发动机改进而来,具备低可观测性和先进的热管理技术,以及集成控制系统,确保了F-35的隐形特性和高效能。 

F135的研发始于1986年,最初由DARPA启动的项目发展而来,旨在为美国海军陆战队开发一种隐形的STOVL攻击战斗机。经过多年的研发和改进,F135发动机采用了特殊的涂层、隔热材料和冷却系统等技术,有效降低了红外和雷达信号,同时具备出色的热管理能力,为F-35的电子战、传感器和武器系统提供必要的电力和冷却。 F135的集成控制系统实现了发动机与飞机各系统间的无缝协调,提高了效率和安全性。

此外,F135-PW-600型号特别为STOVL飞机设计,增加了前置升力风扇,能够提供垂直方向上的推力,实现短距起降和垂直降落。F135发动机的开发和生产涉及多家公司,包括普惠公司、劳斯莱斯公司和汉密尔顿·桑德斯特兰公司等,展现了国际合作的成果。

正文

普惠F135涡扇发动机是为洛克希德·马丁闪电II战斗机而研制的一款高性能涡扇发动机,它具有两种型号:常规起降和着舰型(用于F-35A和F-35C)和短距起降垂直降落型(用于F-35B)。该发动机是在普惠F119发动机(用于F-22猛禽战斗机)的基础上发展而来的,具有超过40,000磅的推力,低可观测性,先进的热管理和集成控制系统。该发动机于2009年开始交付,是目前世界上最先进的战斗机发动机之一。

普惠F135涡扇发动机的研制历史可以追溯到1986年,当时美国国防高级研究计划局(DARPA)启动了一个项目,旨在为美国海军陆战队开发一种隐形的短距起降垂直降落(STOVL)攻击战斗机。洛克希德公司的斯康克工厂(Skunk Works)的员工保罗·贝维拉夸(Paul Bevilaqua)设计并申请了一种概念飞机和推进系统的专利,然后与普惠公司合作建造了一个验证发动机。

这个验证发动机使用了F119发动机的第一级风扇作为升力风扇,使用了F100-220发动机的风扇和核心作为验证发动机的核心,使用了F100-229发动机的更大的低压涡轮作为验证发动机的低压涡轮。这个更大的涡轮是为了提供操作升力风扇所需的额外功率。最后,加上一个可变推力偏转喷管,就完成了这个被称为“F100-229-Plus”的验证发动机。这个发动机证明了升力风扇的概念,并导致了当前F135发动机的开发。

普惠F135涡扇发动机的团队由普惠公司、劳斯莱斯公司和汉密尔顿·桑德斯特兰公司组成。普惠公司是主要合同商,负责主要发动机和系统集成。劳斯莱斯公司负责STOVL飞机的垂直升力系统。汉密尔顿·桑德斯特兰公司负责电子发动机控制系统、执行系统、永磁交流电发电机、齿轮箱和健康监测系统。伍德沃德公司负责燃油系统。F135发动机在康涅狄格州米德尔敦的一家工厂组装。该发动机的部分零件在加拿大魁北克省朗伊尔市和波兰制造。

参数方面:

高推力:F135发动机的最大推力超过40,000磅,是目前世界上最强大的战斗机发动机之一。它可以为F-35提供高速、高机动和高爬升率的能力,使其在空中作战中占据优势。

低可观测性:F135发动机采用了多种技术来降低其红外和雷达信号,使其适应F-35的隐形设计。这些技术包括使用特殊的涂层、隔热材料、冷却系统和喷嘴形状来控制发动机的热辐射和反射。
先进的热管理:F135发动机具有世界一流的热管理能力,可以有效地分配和利用发动机产生的大量热量。这对于F-35的电子战、传感器和武器系统的运行至关重要,因为它们需要大量的电力和冷却。F135发动机还可以通过调节推力和温度来适应不同的飞行环境和任务需求。

集成控制系统:F135发动机使用了最先进的集成控制系统,将发动机与飞机的飞行控制系统、武器系统和其他系统进行无缝协调。这使得F-35可以实现更高的效率、灵活性和安全性,以及更好的人机界面。F135发动机还具有自我诊断和自我修复的能力,可以实时监测和调整发动机的状态,提高其可靠性和可维护性。

升力风扇:F135-PW-600型号是专门为STOVL飞机设计的,它在常规涡扇发动机的基础上增加了一个前置升力风扇,可以在起飞和降落时提供垂直方向上的推力。升力风扇由一个轴向驱动器连接到主发动机的低压涡轮,并通过一个离合器控制其启动和停止。升力风扇可以产生约20,000磅的推力,与主发动机后部的可偏转喷嘴和两个侧面的滚转后推装置配合,实现了STOVL飞行模式。

它是一款具有划时代意义的战斗机发动机,为F-35提供了强大而灵活的推进能力,使其成为了一种多用途、多角色、多环境的先进战斗机。

来源:两机动力先行
电力电子电机材料控制工厂
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首次发布时间:2024-03-27
最近编辑:4月前
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