Général Électrique F414 - General Electric F414

F414
General Electric F414 AEDC 93-206711 USAF.jpg
Taper Turbosoufflante
origine nationale États Unis
Fabricant General Electric
Première exécution 20 mai 1993
Principales applications Boeing F/A-18E/F Super Hornet
HAL Tejas Mk2
KAI KF-21 Boramae
Saab JAS 39E/F Gripen
Développé à partir de Général Électrique F404

Le General Electric F414 est un turboréacteur américain à postcombustion de la classe de poussée de 22 000 livres (98 kN ) produit par GE Aviation . Le F414 est issu du turboréacteur F404 largement utilisé par GE , agrandi et amélioré pour être utilisé dans le Boeing F/A-18E/F Super Hornet . Le moteur a été développé à partir du turboréacteur F412 sans postcombustion prévu pour l' A-12 Avenger II , avant son annulation.

Design et développement

Origines

GE a fait évoluer le F404 en turboréacteur F412-GE-400 sans postcombustion pour le McDonnell Douglas A-12 Avenger II . Après l'annulation de l'A-12, les recherches se sont orientées vers un moteur pour le F/A-18E/F Super Hornet . GE a présenté avec succès le F414 comme un dérivé à faible risque du F404, plutôt que comme un nouveau moteur plus risqué. Le moteur F414 a été conçu à l'origine comme n'utilisant aucun matériau ou processus non utilisé dans le F404, et a été conçu pour s'adapter à la même empreinte que le F404.

Le F414 utilise le contrôle moteur numérique de base et à pleine autorité (FADEC) du F412, et le système basse pression du moteur YF120 développé pour la compétition Advanced Tactical Fighter . L'une des principales différences entre le F404 et le F414 est la section ventilateur. Le ventilateur F414 est plus grand que celui du F404 , mais plus petit que le ventilateur F412. Le plus grand ventilateur augmente le débit d'air du moteur de 16 % et mesure 5 pouces (13 cm) de plus. Pour garder le F414 dans la même enveloppe, ou espace occupé dans la cellule, que le F404, la section de postcombustion a été raccourcie de 10 cm (4 po) et la chambre de combustion raccourcie de 2,5 cm (1 po). La construction des trois premiers étages du compresseur haute pression est également modifiée par rapport au F404, qui sont des disques durs plutôt que des disques séparés et des aubes en queue d'aronde, ce qui permet d'économiser 50 livres (23 kg). Le F414 utilise un système " fueldraulic " pour contrôler la zone de la buse convergente-divergente dans la section de post-combustion. Les actionneurs de buse utilisent le carburant du moteur tandis que le F404 utilise un système hydraulique du moteur. Des actionneurs « Fueldraulic » pour tuyères de postcombustion sont utilisés depuis les années 1960 sur les Pratt & Whitney J58 et Rolls-Royce Turbomeca Adour par exemple. Ils sont également utilisés pour faire pivoter la buse VTOL du Rolls-Royce LiftSystem .

La poursuite du développement

Le F414 continue d'être amélioré, à la fois grâce aux efforts internes de GE et aux programmes de développement financés par le gouvernement fédéral. En 2006, GE avait testé un moteur de durabilité amélioré (EDE) avec un noyau avancé. Le moteur EDE a fourni une augmentation de poussée de 15 % ou une durée de vie plus longue sans l'augmentation de la poussée. Il dispose d'un compresseur haute pression à six étages (contre 7 étages dans le F414) et d'une turbine haute pression de pointe. Le nouveau compresseur devrait être environ 3 % plus efficace. La nouvelle turbine haute pression utilise de nouveaux matériaux et une nouvelle façon de fournir de l'air de refroidissement aux aubes. Ces changements devraient augmenter la capacité de température de la turbine d'environ 150 °F (83 °C). L'EDE est conçu pour offrir une meilleure résistance aux dommages causés par les corps étrangers et un taux de consommation de carburant réduit.

Le programme EDE s'est poursuivi avec l'essai d'un ventilateur à pales à deux étages avancé ou " blisk ". Le premier ventilateur avancé a été produit à l'aide de méthodes traditionnelles, mais les futurs ventilateurs Blisk seront fabriqués à l'aide d' un soudage par friction par translation dans le but de réduire les coûts de fabrication. GE affirme que cette dernière variante donne soit une augmentation de 20 % de la poussée, soit une augmentation par trois de la durabilité de la section chaude par rapport au F414 actuel. Cette version est appelée Enhanced Performance Engine (EPE) et a été partiellement financée par le programme fédéral Integrated High Performance Turbine Engine Technology (ou IHPTET).

D'autres améliorations possibles du F414 comprennent des efforts pour réduire le bruit du moteur en utilisant des chevrons mécaniques ou fluidiques et des efforts pour réduire les émissions avec une nouvelle chambre de combustion à vortex piégé. Les chevrons réduiraient le bruit du moteur en induisant un mélange entre l'air de dérivation plus froid et plus lent et l'air d'échappement du noyau plus chaud et plus rapide. Les chevrons mécaniques se présenteraient sous la forme de découpes triangulaires (ou d'extensions) à l'extrémité de la buse, résultant en un motif "en dents de requin". Les chevrons fluidiques fonctionneraient en injectant des flux d'air différentiels autour de l'échappement pour atteindre les mêmes fins que la variété mécanique. Une nouvelle chambre de combustion viserait probablement à réduire les émissions en brûlant un pourcentage plus élevé d' oxygène , réduisant ainsi la quantité d'oxygène disponible pour se lier à l' azote formant le polluant NO x .

En 2009, le F414-EDE était en cours de développement et de test, dans le cadre d'un contrat de la marine américaine pour un moteur de démonstration à consommation spécifique de carburant réduite (SFC). De plus, General Electric a testé des moteurs F414 équipés d'un deuxième étage de turbine basse pression en composites à matrice céramique (CMC). Le F414 représente la première utilisation réussie d'un CMC dans une partie tournante du moteur. Les tests ont prouvé que les CMC sont suffisamment solides pour supporter la chaleur et les contraintes de rotation à l'intérieur de la turbine. L'avantage offert par CMC est un poids un tiers de celui de l'alliage métallique et la capacité de fonctionner sans air de refroidissement, ce qui rend le moteur plus efficace sur le plan aérodynamique et économe en carburant. La nouvelle turbine n'est cependant pas encore prête pour un avion de série, car d'autres modifications de conception sont nécessaires pour la rendre plus robuste.

Plus de 1 000 moteurs F414 ont été livrés et la famille de moteurs a totalisé plus d'un million d'heures de vol en 2010.

Variantes

F/A-18 Super Hornet, propulsé par le F414-GE-400
F414-GE-400
Vole dans le Boeing F/A-18E/F Super Hornet . Également proposé pour la variante navale non construite F-117N du F-117 Nighthawk .
F414-EDE
"Enhanced Durability Engine" ou "EDE", comprend une turbine haute pression (HPT) et un compresseur haute pression (HPC) améliorés. Le HPT est repensé pour résister à des températures légèrement plus élevées et inclut des changements aérodynamiques. Le HPC a été repensé en 6 étapes, au lieu de 7. Ces changements visaient à réduire le SFC de 2 % et à augmenter la durabilité des composants trois fois.
F414-EPE
"Enhanced Performance Engine" ou "EPE", comprend un nouveau noyau et un ventilateur et un compresseur redessinés. Offre jusqu'à 20 pour cent de poussée de poussée, l'augmentant à 26 400 livres (120 kN), donnant un rapport poussée/poids de presque 11:1.
F414M
Utilisé par EADS Mako/HEAT . Poussée réduite à 12 500 lbf (55,6 kN) à sec et 16 850 lbf (75 kN) à l'état humide. Proposé pour les versions internationales de la série coréenne d' avions d'entraînement et de chasse T-50 , mais plus tard remplacé par une nouvelle offre avec un F414 standard.
F414G
Produit pour le démonstrateur Saab JAS 39 Gripen . Légèrement modifié pour une utilisation dans un Gripen monomoteur, au lieu d'un avion bimoteur comme le F/A-18. Avec lui, le Gripen Demonstrator a atteint Mach 1,2 en supercruise (sans postcombustion).
F414BJ
Proposé pour le Dassault Falcon SSBJ. Produirait environ 12.000 lbf (53 kN) de poussée sans utilisation de postcombustion.
F414-GE-INS6
L' Agence indienne de développement aéronautique (ADA) a sélectionné le F414-GE-INS6 pour équiper le HAL Tejas Mark 2 de l' Indian Air Force (IAF). L'Inde a commandé 99 moteurs en octobre 2010. Il produit plus de poussée que les versions précédentes et dispose d'un système de contrôle électronique numérique à pleine autorité (FADEC). Les moteurs doivent être livrés d'ici 2013.
F414-GE-39E (GE RM16)
Nouvelle version du F414G pour le Saab JAS-39E/F Gripen.
F414-KI
Variante du F414-GE-400 co-développé par General Electric et Hanwha Aerospace pour le sud-coréen KAI KF-X , qui sera fabriqué conjointement et assemblé localement en Corée du Sud par Hanwha Aerospace.
F414-GE-100
Une version conçue sur mesure pour piloter le X-59 Quiet SuperSonic Technology X-plane de la NASA . Les modifications dérivées du F414-GE-39E incluent différents logiciels de contrôle, tuyauterie de carburant et manque de rails de montage. Deux unités ont été fabriquées.

Applications

Spécifications (F414-400)

Données de GE Aviation, Deagal.com et MTU Aero Engines

Caractéristiques générales

  • Type : turboréacteur de postcombustion
  • Longueur : 154 po (391 cm)
  • Diamètre : 35 po (89 cm)
  • Poids à sec : poids maximum de 2 445 lb (1 110 kg)

Composants

Performance

Voir également

Développement associé

Moteurs comparables

Listes associées

Les références

Liens externes