Авиация и космонавтика 1998 01 - [13]
ТРДДФ Fl 19-PW-100 имеет цельные лопатки вентилятора с большой хордой, созданные по той же технологии, что и лопатки другого двигателя - коммерческого PW4000. Для них характерно малое удлинение и сужение, что обусловило высокий КПД и жесткость. При этом увеличился объем прокачиваемого воздуха и отодвинулась граница срыва. Кроме того, возрасла птицестойкость лопаток и снизилась повреждаемость при засасывании посторонних предметов.
Лопатки компрессора также имеют малое удлинение, "управляемодиффу-зионный" профиль и спрямляющий аппарат с криволинейными лопатками, улучшающими КПД. Обечайки как вентилятора, так и компрессора раскрываются для улучшения доступа к турбокомпрессору. В конструкции камеры сгорания применена технология "плавающей стенки" - путем применения специальных перегородок достигается как конвективное, так и пленочное охлаждение стенок камеры. Специальные топливные форсунки обеспечивают надежность запуска.
Оба колеса двухступенчатой турбины имеют монокристаллические лопатки с воздушным охлаждением. Они работают при температуре, на несколько сот градусов превышающей температуру на турбине двигателя F100. Многоразовое конвективное и пленочное охлаждение используется для того, чтобы уменьшить температуру лопаток и продлить их ресурс. Каналы и отверстия охлаждения спроектированы с помощью вычислительной газодинамики и отработаны в ходе стендовых испытаний двигателя.
Компрессоры низкого и высокого давг ления вращаются в разные стороны, что, в сочетании с высокой угловой скоростью вращения, повышает КПД компрессора, турбины и подшипников. Диски турбины производятся с использованием технологии двукратного нагрева, что позволяет получить мелкозернистую микроструктуру металла на поверхности изделия (это увеличивает прочность), переходящую в крупнозернистую структуру в толще, что позволяет увеличить устойчивость к повреждениям.
Боковые подкрыльевые воздухозаборники двигателей - ромбовидного сечения, нерегулируемые с S-образными каналами для экранирования компрессоров двигателей.
Створки плоских сопел имеют сужающийся и расширяющийся участки, позволяющие регулировать проходное сечение сопла в больших пределах. Управление вектором тяги (УВТ) осуществляется в пределах +/-20°, причем перекладка из одного крайнего положения в другое занимает около одной секунды. Створки охлаждаются воздухом для уменьшения ИК-сигнатуры самолета и имеют специфическую форму для уменьшения ЭПР. Синхронное УВТ используется для компенсации уменьшения эффективности горизонтального оперения на малых скоростях полета и на больших углах. Устройство УВТ добавило 15-25 кг массы соплу, в то время как эквивалентное увеличение площади горизонтального оперения увеличило бы массу планера на 180 кг.
Управление вектором тяги осуществляется только по тангажу и всегда симметрично. На больших углах атаки УВТ используется для управления по тангажу, в то время как цельноповоротный стабилизатор - для управления по крену.
Шеф-пилот фирмы Локхид-Мартин Пол Метц, совершивший первый полет на самолете F-22A, отмечает, что "самолет спроектирован таким образом, чтобы управляться аэродинамическими поверхностями во всем диапазоне углов атаки, но при больших значениях угла атаки УВТ гораздо лучше". Система УВТ задействована постоянно, но применяется только на малых скоростях и больших углах атаки, и далеко не всегда - в бою. УВТ используется на взлете и посадке, а также для уменьшения нагрузки на носовую стойку шасси при подвеске ПТБ.
Испытания двигателя Fl 19-PW-100
Створки воздухозаборников - отсе-катели погранслоя также используются для управления по тангажу. Воздухозаборники не имеют подвижных клиньев, несмотря на то, что самолет рассчитан на М»2.
Створки имеют пилообразную переднюю кромку для уменьшения ЭПР, а каналы спроектированы так, чтобы полностью исключить прямую видимость первой ступени компрессора.
Управление двигателем и УВТ осуществляется с помощью двукратно резервированной электронной цифровой системы FADEC фирмы Гамильтон Стэндард, интегрированной с СУ самолета.
Система регулирует подачу топлива, управляет вентиляторами, спрямляющими аппаратами двигателя и УВТ.
Система диагностики Гамильтон Стэндард диагностирует системы, записывает данные и передает их на БЦВМ. Система осуществляет автоматическую компенсацию в случае отказа датчиков или систем передачи данных. Отказы определяются с помощью математической модели работающего двигателя в реальном масштабе времени, имеющейся в системе диагностики. Другая математическая модель ответственна за топливную систему.
Простота обслуживания была одним из основополагающих требований при проектировании силовой установки. ТРДДФ не имеет сервисных систем, смонтированных на его обечайке, а агрегаты, которые могут потребовать замены, расположены "в один этаж", не накрывая друг друга. Каждый из 20 таких агрегатов может быть заменен за 20 минут. Доступ к агрегатам прост. Большинство агрегатов при замене требуют лишь одного инструмента.
Количество, масса и стоимость вспомогательного оборудования снижена в половину по сравнению с более старыми двигателями.
