General Electric F110 — низькоконтурний турбовентиляторний двигун із форсажною камерою, вироблений компанією GE Aerospace (раніше — GE Aviation). Двигун походить від General Electric F101 і в основному працює на тактичних винищувачах. Двигун також виготовляється корпорацією IHI в Японії, TUSAŞ Engine Industries (TEI) у Туреччині та Samsung Techwin в Південній Кореї у рамках ліцензійних угод. F-16 Air Forces - Turkey. F-16.net. Retrieved on 2013-08-16.
F118 — це варіант F110 без форсажної камери, який використовується на малопомітному бомбардувальнику Northrop B-2 та розвідувальному літаку Lockheed U-2S.
Конструкція та розробка Двигун F110 виник у результаті перетину зусиль General Electric у 1970-х роках щодо повернення на ринок авіадвигунів для винищувачів США та прагнення ПС США вирішити проблеми з надійністю, довговічністю та обслуговуванням двигунів Pratt & Whitney F100, які використовувались на їхніх F-15 та F-16. У 1975 році компанія General Electric, використовуючи власні кошти, розпочала розробку двигуна F101X — похідного від свого F101, призначеного для бомбардувальника B-1. Двигун F101X успадкував основні конструктивні елементи F101, але отримав менший вентилятор, збільшений порівняно з F404, щоб його термодинамічний цикл і тяга краще відповідали вимогам до винищувального двигуна. Конвергентно-дивергентне ірисове сопло також було запозичене з F404.
Скасування програми B-1A адміністрацією Картера (на користь програми Advanced Technology Bomber, яка згодом стала B-2) призвело до втрати замовлень для General Electric, що дало додатковий поштовх до просування F101X на ринку винищувальних двигунів. Двигун зацікавив програму ПС США під назвою «Engine Model Derivative Program» (EMDP), і в 1979 році ПС почали фінансувати його як F101 Derivative Fighter Engine, або F101 DFE. ПС розглядали F101 DFE як потенційну альтернативу F100, а також як інструмент тиску на Pratt & Whitney, щоб змусити компанію вирішити проблеми з F100.
Після завершення наземних випробувань у 1980 році F101 DFE вперше встановили на F-16 для льотних випробувань, під час яких він продемонстрував значне покращення продуктивності та надійності у порівнянні з існуючим F100. У 1982 році ПС розпочали повномасштабну розробку F101 DFE як конкурента F100 для застосування в майбутньому виробництві F-15 і F-16; у результаті цей двигун було обрано для F-16 і присвоєно позначення F110-GE-100. Вважається, що загроза з боку F110 стала причиною, чому компанія Pratt & Whitney пришвидшила вирішення проблем F100 та розробила вдосконалену версію F100-PW-220.
Щоб знизити вартість одиниці продукції та підвищити ефективність підрядників, ПС у 1983 році ініціювали конкурс Alternative Fighter Engine (AFE) між F100 і F110, який отримав прізвисько «Велика війна двигунів». Контракти на постачання вигравав переможець конкурсу. Починаючи з 1984 року, ПС закуповували обидва типи двигунів, причому щороку проводились тендери, і співвідношення F100 та F110 змінювалося залежно від результатів. Ці змагання тривали до 1992 року.
Двигун F101 DFE також був випробуваний на прототипі F-14B у 1981 році, де літак продемонстрував значне підвищення характеристик у порівнянні з Pratt & Whitney TF30, що використовувався раніше. Хоча подальші випробування були зупинені ВМС у 1982 році, вони використали результати оцінювання AFE ПС США, щоб вибрати силову установку для майбутніх модифікацій F-14. У 1984 році ВМС зрештою обрали F101 DFE, присвоївши йому позначення F110-GE-400.
Конструкція
Двигун F110-GE-100/400 — це турбовентиляторний двигун з низьким ступенем двоконтурності, осьового потоку та форсажною камерою. Він має трьохступеневий вентилятор, який приводиться в рух двоступеневою турбіною низького тиску, і дев’ятиступеневий компресор, що приводиться одноступеневою турбіною високого тиску; загальне ступеневе стиснення становить 30,4, а ступінь двоконтурності — 0,87.
На відміну від амбітних цілей F100, орієнтованих на максимальну тягу та низьку масу, двигун F110 більше фокусувався на збалансуванні надійності, керованості та продуктивності. Вентилятор і направляючі лопатки впуску були сконструйовані для згладжування потоку повітря з метою підвищення стійкості до помпажу компресора. Двигун оснащений електронною та гідромеханічною системами управління, що робить його більш стійким до різких змін режимів роботи дроселя.
Основна відмінність між версіями -100 і -400 полягає у форсажному модулі останньої, який приблизно на 50 дюймів довший. Версія -100, яка використовувалася на F-16C/D Block 30/40, мала незабортову статичну тягу 73,8 кН сили на крейсерському режимі та 125,4 кН з увімкненим форсажем. Для версії -400, яка застосовувалася на F-14B/D, ці показники становили відповідно 72,7 кН та 119,9 кН сили.
Подальші розробки У середині 1980-х років Повітряні сили США прагнули збільшити потужність своїх тактичних винищувачів і розпочали програми «Improved Performance Engine» (IPE) для двигунів F100 і F110 з метою досягнення сили тяги в класі 129 кН, зберігаючи при цьому досягнення в надійності, реалізовані у F100-220 та F110-100. Результатом стали Pratt & Whitney F100-PW-229 і General Electric F110-GE-129. У порівнянні з F110-100, версія -129 отримала вдосконалені компоненти, включаючи цифрову систему повного керування двигуном (FADEC; ), яка дозволила досягати максимальної тяги в ширшому діапазоні умов і по більшій частині польотного профілю, зберігаючи при цьому 80% сумісності з попередником; ступінь двоконтурності було злегка зменшено до 0,76. Двигун -129 розвиває силу тяги 76,3 кН у режимі середньої потужності та 131,2 кН у форсажному режимі. Уперше його встановили у 1992 році на F-16C/D Block 50; пізніше він також став силовою установкою для модернізованих варіантів F-15E, починаючи з F-15K для Південної Кореї.
Безфорсажний варіант F110, позначений як F118, став двигуном для малопомітного бомбардувальника B-2 і модернізованого розвідувального літака U-2S. Варіант двигуна F110-100, обладнаний тривимірним осесиметричним векторним соплом тяги — Axisymmetric Vectoring Exhaust Nozzle (AVEN) за термінологією General Electric — було випробувано на спеціально модифікованому F-16, відомому як NF-16D VISTA, у рамках програми керування вектором тяги Multi-Axis Thrust-Vectoring (MATV); сопло могло відхиляти потік до 17 градусів у будь-якому напрямку від осі двигуна.
У 2000 році розпочалася розробка ще потужнішого варіанта — F110-GE-132, який спочатку називався F110-GE-129EFE (Enhanced Fighter Engine). І -132, і його конкурент Pratt & Whitney F100-PW-232, були спроєктовані для повного використання повітрозабірника Modular Common Inlet Duct (MCID) або «Великий рот» на F-16 Block 30. Модифікації -132 включають вдосконалений вентилятор з більшою ефективністю та збільшеним потоком повітря, композитний корпус вентилятора, підвищену довговічність гарячої частини двигуна, нову кільцеву форсажну камеру і вдосконалене керування. Цей двигун також використовує розробки з програми Integrated High Performance Turbine Engine Technology (IHPTET).
Двигун F110-132 розвиває 84,5 кН сил тяги у режимі середньої потужності та 144,6 кН у форсажному режимі, але також може бути налаштований на рівень тяги -129 для збільшення міжремонтного ресурсу з 4 300 до 6 000 циклів; старі -129 можна модернізувати до конфігурації -132, оскільки новий вентилятор є модульним компонентом. Двигун F110-132 було обрано для оснащення F-16E/F Block 60 для Об’єднаних Арабських Еміратів. Льотні випробування почалися у 2003 році, а перший двигун поставлено у 2005-му.
Технології з -132, а також з цивільних двигунів серії CFM56, були застосовані у програмі F110 Service Life Extension Program (SLEP). Модернізовані за SLEP двигуни -129 отримали позначення -129C. Подальші вдосконалені підваріанти з інтервалами в 6 000 циклів отримали позначення -129D (для F-16) і -129E (для F-15). Двигун -129E також використовується на прототипі винищувача TAI Kaan.
Основні програми
F-14
F-14A надійшов на озброєння Військово-морських сил США у 1973 році з двигунами Pratt & Whitney TF30. До кінця десятиліття, після численних проблем з цими двигунами (а також подібних проблем із F100 на F-15 та F-16), Міністерство оборони США почало закупівлю модернізованих TF30-P-414A. Хоча ці двигуни вирішили проблеми з обслуговуванням, їхня витрата пального та тяга були на рівні початкової моделі — значно менші за ті, на які було спроєктовано F-14. Первинно планований для F-14 двигун Pratt & Whitney F401 — збільшена палубна версія F100 — також був скасований через вартість і проблеми з надійністю.
Після аналізу результатів оцінювання програми «Alternative Fighter Engine» (AFE) ПС США, ВМС у 1984 році вирішили переоснастити F-14 двигуном F101 DFE, версія якого отримала позначення F110-GE-400. Основна відмінність між F110-GE-400 та версією ВПС F110-GE-100 полягала в довжині: модифікація -400 мала 50-дюймове (1,3 м) подовження реактивного сопла, щоб підходити до планера F-14; ця частина була встановлена після форсажної камери. У перші роки експлуатації подовжене сопло версії -400 призводило до несподіваних зон перегріву у форсажному каналі, що спричинило втрату кількох літаків F-14, доки проблема не була усунута. Двигун виробляв 119,9 кН сили незабортової тяги з увімкненим форсажем; встановлена тяга на рівні моря становила 104,1 кН сили з форсажем, а на швидкості 0,9 Махів підвищувалася до 134,3 кН сили.NAVAIR 01-F-14AAD-1A F-14D NATOPS FLIGHT MANUAL January 2004 PART 1 CH-2 Section 2.2 "Engine" pg "2-9". Це було співмірно з тягою запланованого для F-14 двигуна F401 і значно перевищувало максимальну незабортову тягу TF30 — 93 кН.Flight Global Archive Модернізовані літаки спочатку позначалися як F-14A+, а згодом були перейменовані на F-14B, як і нові серійні літаки з двигунами F110. Цей самий двигун використовувався і на фінальній модифікації — F-14D.
Запропоновані модернізовані варіанти F-14, зокрема Super Tomcat 21 (ST-21), мали б оснащуватись двигунами F110-GE-429 — палубною версією F110-GE-129 IPE.Donald, David. "Northrop Grumman F-14 Tomcat, U.S. Navy today". Warplanes of the Fleet. London: AIRtime Publishing Inc, 2004. ISBN 1-880588-81-1.
F-16 Винищувач F-16 Fighting Falcon надійшов на озброєння з турбовентиляторним двигуном Pratt & Whitney F100 з форсажною камерою. Щоб знизити вартість одиниці продукції, ПС США в 1984 році започаткували програму «Alternate Fighter Engine» (AFE), за якою контракти на двигуни присуджувалися на конкурсній основі. Станом на червень 2005 року двигуни F110 встановлювались на 86% винищувачів F-16C/D ПС США. Хоча F110-GE-100 може забезпечити приблизно на 17,8 кН більше сили тяги, ніж F100-PW-200, для повного розкриття потенціалу F110 потрібен більший повітряний потік. Стандартний повітрозабірник з нормальним ударом обмежував силу тяги F110 до 114,5 кН. Це призвело до збільшення площі повітрозабірника у модифікації MCID. Винищувачі F-16C/D Block 30/32 стали першими, які будувалися з універсальним моторним відсіком, здатним приймати обидва типи двигунів: Block 30 отримали збільшений повітрозабірник MCID (також відомий як «Big Mouth») для F110, а Block 32 зберегли стандартний повітрозабірник для F100.
F-16C/D Block 30 і 40 оснащувалися двигуном F110-GE-100 із силою тяги 125,4 кН, тоді як Block 50 мав F110-GE-129 IPE з тягою 131,2 кН. Винищувачі F-16E/F Block 60 Об’єднаних Арабських Еміратів оснащені двигуном F110-GE-132 з тягою 144,6 кН, так само як і запропонований літак Lockheed Martin-Tata F-21 — модифікація на базі Block 60 (раніше позначався як F-16IN) для участі в тендері MMRCA ПС Індії.Global Security: F110 Retrieved 21 June 2008. Актуальні серійні F-16C Block 70 оснащуються двигуном F110-129D зі збільшеним ресурсом і довговічністю.