rpd000016351 (160700 (24.03.05).Б2 Авиационные силовые установки), страница 4

воздухозаборник

F-22 оснащен двумя высокотемпературными турбореактивными двухконтурными двигателями с форсажными камерами (ТРДДФ) Pratt & Whitney F119-PW-100 с тягой 15876 кгс, и оснащенными управляемым в вертикальной плоскости вектором тяги. Данные двигатели имеют бесфорсажную тягу около 11000 кгс и позволяют самолёту совершать полёт на сверхзвуковой скорости без использования форсажа, что является важным тактическим преимуществом.

Сопла двигателей имеют плоскую форму, снижающую заметность самолёта в инфракрасном диапазоне. В конструкции сопловых устройств применен радиопоглощающий материал на основе керамики, который снижает радиолокационную заметность самолёта.

Некоторые особенности конструкции основных узлов F119-PW-100.

Вентилятор F119-PW-100 - трехступенчатый, рабочие лопатки - полые широкохордные, без антивибрационных полок. Это первый двигатель с широкохордными лопатками у американского истребителя. В них использована технология, разработанная для аналогичных лопаток гражданского ТРДД PW4000. Не имеющие антивибрационных полок лопатки с малыми относительными удлинениями и диаметром втулки обеспечивают увеличенный расход воздуха и отличаются повышенной прочностью, эффективностью, запасом ГДУ, а также лучшей стойкостью к повреждениям при попадании в двигатель птиц и других посторонних предметов. Полые лопатки применены только в первой ступени вентилятора. Это позволило снизить его массу.

Компрессор - шестиступенчатый, также с блисковыми роторами. Для обеспечения максимального к.п.д. рабочие лопатки имеют малое относительное удлинение и откорректированную диффузорность, а статорные лопатки выполнены наклонными. Укороченные и более прочные рабочие лопатки компрессора также отличаются повышенной стойкостью к повреждениям и возмущениям воздушного потока. Корпуса вентилятора и компрессора - разъемные для обеспечения лучшего доступа при техническом обслуживании.
Камера сгорания - кольцевая; стенки "плавающей конструкции" имеют как конвективное, так и пленочное охлаждение. Ступенчатые форсунки улучшают характеристики.
Турбины - высокого и низкого давления - одноступенчатые. Вращение турбин осуществляется в противоположные стороны. Оснащены турбины монокристаллическими лопатками с воздушным охлаждением. Конвективное и пленочное охлаждением обеспечивает снижение нагрева лопаток и увеличение их срока службы. Параметры каналов и отверстий для прохождения охлаждающего воздуха рассчитаны с применением методов вычислительной газодинамики и уточнены после проведения стендовых испытаний на специально препарированном двигателе.
Каскады ВД и НД двигателя вращаются в противоположных направлениях, что в сочетании с высокой частотой вращения повышает эффективность компрессора, турбин и подшипников. В частности, сочетание противоположного вращения каскадов и высокой частоты уменьшает поворот воздушного потока между ступенями и повышает к.п.д. При производстве диски турбины подвергаются двойной термообработке. Их материал образует мелкозернистую структуру в центральной части и крупнозернистую по ободу, что повышает стойкость к повреждению.

Сопло у двигателя плоское, с отклонением вектора тяги. Включает створки суживающейся и расширяющейся частей, обеспечивающие независимое управление площадью критического и выходного сечений. Створки расширяющейся части охлаждаются для уменьшения ИК-излучения, кроме того, им придана особая форма для уменьшения радиолокационной заметности. Сопла истребителя F-22 отклоняются на углы ±20° (время перекладки 1 с). Симметричное отклонение обоих сопел применяется для управления по тангажу, чтобы усилить действие горизонтального хвостового оперения на малых скоростях и больших углах атаки. Применение отклоняемых сопел увеличило массу конструкции на 15…25 кг, в то же время эквивалентное увеличение площади горизонтального оперения повысило бы эту массу на 180 кг.

Характеристики двигателя

Расчёты.

Дано:

F-22 «Раптор»

М_{взлётная}=30206кг;

М_{топлива}=9367т;

Экипаж 1 человек

Практический потолок: 22000 м;

Максимальная скорость: 2100 км/ч;

Максимальная бесфорсажная скорость: 1850 км/ч;

Крейсерская скорость: 950 км/ч.

Двигатель:

2х ТРДДФ  Pratt & Whitney F119-PW-100

R_{форсажная}=15876 кгс;

R_{взлётная} =10500 кгc;

С_уд.=С_R=8,94 кгс/кг.

Параметры двигателя:

π_k^*= 8.5:1;

Тг^*=1920К;

G_в=1150-200кг/с;

М=1775кг.

• Расчёт весового баланса:

М_взл.=М_план.+М_т.+М_с.у.+М_{поле.нагр.};

М_взл.=0,25*М_взлёт.+М_т+n_двиг.*М*К_с.у.+М_{полез.нагр.};

М_{полез.нагр.}=(n+n_{экипажа})*100кг;

Р_s= ;

P_s= =388,25 кг/м².

;

V_{тяговооруж.}= =0,695;

R_двиг.=G_в*(V_с-V_п)

R_двиг.=120*900 =10500кгс.

Дистанция разбега:

mg=Cy* *S;

V_отр.=10%*

V_отр.=10%* =94 М/с;

V_отр.=94*3,6=338 км/ч.

a_х=9,8*V_{тяговооруж}=6,8 м/с²_.

L_разб.= L=

L= =649м.

Дальность полёта:

L= *ln*

L= 1225км.

Выводы

Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать массу выводов о данном летательном аппарате. Первый из них заключается в том, что выбранный мною истребитель является абсолютно уникальной машиной. Он сочетает в себе множество новейших сверхтехнологий, одной из которых является - управляемый вектор тяги в вертикальной плоскости.
На мой взгляд, это оправдывает то, что F-22 на сегодняшний день является единственным стоящим на вооружении истребителем пятого поколения в мире. К тому же, данные управляемости и манёвренности данного летательного аппарата ставят его намного выше машин аналогичных проектов разрабатывавшихся параллельно. В настоящее время истребитель пятого поколения F-22 модернизируется по нескольким программам.
Известно, что начиная с 2012 года ВВС США будут тратить на модернизацию истребителей F-22 Raptor 500 миллионов долларов ежегодно. В настоящее время Raptor является самым дорогим истребителем в мире. Но все же некоторые источники считают его бесполезным, так как этот истребитель, стоящий на вооружении ВВС уже шесть лет, не участвовал еще ни в одних боевых действиях и за редкими исключениями не покидал пределов США. По мнению американцев, на мировом рынке военной авиационной техники основными конкурентами истребителю F-22 являются российские самолеты МиГ-29 и Су-27 различных модификаций, оснащаемые двигателями семейств РД-33 и АЛ-31. Как и F-22, российские самолеты, находящиеся на вооружении ВВС более чем в 25 странах мира, считаются коммерчески эффективными боевыми самолетами среднего и легкого классов. Я все же думаю, что данный летательный аппарат такого уровня еще проявит себя. Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать массу выводов о данном летательном аппарате. Первый из них заключается в том, что выбранный мною истребитель является абсолютно уникальной машиной. Он сочетает в себе множество новейших сверхтехнологий, одной из которых является - управляемый вектор тяги в вертикальной плоскости.
На мой взгляд, это оправдывает то, что F-22 на сегодняшний день является единственным стоящим на вооружении истребителем пятого поколения в мире. К тому же, данные управляемости и манёвренности данного летательного аппарата ставят его намного выше машин аналогичных проектов разрабатывавшихся параллельно. В настоящее время истребитель пятого поколения F-22 модернизируется по нескольким программам.
Известно, что начиная с 2012 года ВВС США будут тратить на модернизацию истребителей F-22 Raptor 500 миллионов долларов ежегодно. В настоящее время Raptor является самым дорогим истребителем в мире. Но все же некоторые источники считают его бесполезным, так как этот истребитель, стоящий на вооружении ВВС уже шесть лет, не участвовал еще ни в одних боевых действиях и за редкими исключениями не покидал пределов США. Я все же думаю, что данный летательный аппарат такого уровня еще проявит себя.

Используемая литература:

1. Свободная энциклопедия Википедия. «http://ru.wikipedia.org/wiki/Lockheed/Boeing_F-22_Raptor».

2. F-22 «Raptor» современное оружие. http://modern.sawame.ru/istrebiteli/f-22-raptor-f-22-raptor.

3. Официальный сайт Lockheed Martin.

http://www.lockheedmartin.com/products/f22/f-22-specifications.html

1. F119 - ДВИГАТЕЛЬ ИСТРЕБИТЕЛЯ F-22.

http://engine.aviaport.ru/issues/30/page18.htm/