General Electric F404渦輪風(fēng)扇發(fā)動機

作者：浦木│2016-09-02 19:17:01│巴幣：14│人氣：3127

General Electric F404發(fā)動機

導(dǎo)覽

為戰(zhàn)鬥機所設(shè)計，這型發(fā)動機已經(jīng)提供給六個國家使用。

概述

F404源自於奇異的GE15型附後燃渦輪噴射發(fā)動機，這是為了提供給1960年代末期諾斯洛普的P-530眼鏡蛇戰(zhàn)機所設(shè)計。後來這具發(fā)動機獲得美國國防部支持而成為了YJ101，發(fā)展於1966年5月至1974年6月，提供給諾斯洛普的YF-17使用。由YJ101進(jìn)展到F404的主要變化是略為增加低壓壓縮器的直徑，導(dǎo)致它常被認(rèn)為是一組風(fēng)扇；因此，發(fā)動機並未成為J404“會滲漏的渦輪噴射發(fā)動機”（即旁通比超低的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機），而是低旁通比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機。相對應(yīng)YJ101提供給YF-17，F(xiàn)404最初被要求提供給由YF-17發(fā)展而來的F/A-18大黃蜂戰(zhàn)鬥機。但這型飛機已遠(yuǎn)離了諾斯洛普這個始祖，改由麥道飛機公司接受，後來則因為被併購而成為了波音公司的產(chǎn)品。在1975年5月，F(xiàn)/A-18被美國海軍選定作為VFAX，即為次世代多用途艦載攻擊戰(zhàn)鬥機。
※原預(yù)定生產(chǎn)的IDF第二批次預(yù)訂使用TFE1088或J101/SF(即為競標(biāo)IDF動力系統(tǒng)的YJ101特別型，推力預(yù)定值約12,000磅)，但之後取消生產(chǎn)計畫。

F404型發(fā)動機首次完整的測試在1976年12月，初次飛行評鑑測試(PFRT)在1978年5月完成，第一架F/A-18首飛於1978年11月，發(fā)動機軍用規(guī)格測試(MQT)隨後在1979年6月完成，以及首具量產(chǎn)發(fā)動機交付在1979年12月。迄今已生產(chǎn)超過4000具，最新使用者是南韓KAI的T-50/FA-50。

以下為F404的主要版本介紹:
F404-GE-400
標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)型發(fā)動機。提供給波音的F/A-18A/B/C/D大黃蜂戰(zhàn)鬥機使用，並出口到澳大利亞、加拿大和西班牙。另外還安裝在法國達(dá)梭的飆風(fēng)A原型機、格拉曼公司的X-29前掠翼飛機和Rockwell/MBB的X -31增強機動研究機。軍用推力49.0 kN (約11,000磅)，最大推力71.2 kN (16,000磅)。美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊頒發(fā)終結(jié)件規(guī)範(fàn)於1981年2月。另在2000年8月時最後一具發(fā)動機交付給美海軍陸戰(zhàn)隊，總計生產(chǎn)1,479具給第一代大黃蜂使用。

F404-GE-400D
由-400型所衍生出的無後燃器版。最大推力48.0 kN (10,800磅)。原預(yù)定提供給諾斯羅普·格拉曼的A-6F入侵者原型機，但最終沒有生產(chǎn)。

F404-GE-402
最大後燃推力79.0 kN(17700磅)。與EPE(增強型性能發(fā)動機引擎)計畫和2,000小時熱段檢查間隔措施相結(jié)合。增加約20％的額定推力值(與F404-GE-400發(fā)動機相比)。計增加風(fēng)扇速度、改進(jìn)壓縮器、渦輪、後燃器的設(shè)計和材料。TET(渦輪進(jìn)氣溫度)增加約65℃。首飛於1991年7月，並自1991年9月起為美國海軍、海軍陸戰(zhàn)隊、芬蘭、科威特、馬來西亞、瑞士和泰國的F/A-18C/D使用。

F404-GE-100
由-400所衍生出單發(fā)動機控制系統(tǒng)型別，提供給諾斯洛普的F-20A虎鯊式戰(zhàn)鬥機。

F404-GE-100D
由-100型所衍生出的無後燃器版。最大推力49.0 kN(11,000磅)。提供給新加坡宇航的A-4SU和TA-4SU超級天鷹式攻擊機使用。

F404-GE-102
最大推力79.0 kN(17700磅)。是為F404-GE-402的變體，應(yīng)用於韓國KAI的T-50 AJT(高級教練機)教練機、TA-50(源自於A-50)金鷹LIFT(部訓(xùn)機)及目前正在開發(fā)T/A-50。在其它特徵中，A-50裝有雷達(dá)和固定機砲，砲口位於左側(cè)進(jìn)口道上方與前緣根延伸部(LERX)隔開。單發(fā)動機配置，具複式控制系統(tǒng)，利蘭整合式驅(qū)動發(fā)電機(IDG)，並使用衍生自F414的FADEC新控制系統(tǒng)。奇異已取得從全程發(fā)展階段(FSD)開始的長期生產(chǎn)合約。T-50的飛行測試自2002年8月20開始，到2003年7月完成105架次後進(jìn)入操作評估階段，這一階段完成於2005年8月14日。隨後開始生產(chǎn)50架T-50和44架FA-50(源自於A-50)，以及100架的選擇訂單。首批飛機訂單在2003年12月簽署，計下訂25架T-50。而發(fā)動機的合作生產(chǎn)始於2007年1月，由三星Techwin公司負(fù)責(zé)F404-GE-102的組裝和測試，以及57個發(fā)動機器材包的訂單。第二批訂單於2013年6月由三星Techwin公司公佈，為未透漏數(shù)量用於FA-50的F404發(fā)動機器材包。最新的發(fā)動機訂單為2013年12月由伊拉克所下訂的24架T-50，以及2015年9月泰國所下定的4架T-50TH需求。

F404-GE-102D
由-102型所衍生出的無後燃器版，使用於波音公司的X-45C和海軍的X-45CN無人戰(zhàn)鬥飛行載具(UCAV)。這些UCAV已取代使用F124型發(fā)動機的X-45A。

F404-F1D2
無後燃器及平直噴管的特殊類型(噴口為一個狹長的水平槽型)。最大推力46.8 kN(10,540磅)。使用於洛克希德的F-117A夜鷹式戰(zhàn)鬥機。美國空軍已將其於2008年4月22日全數(shù)退役。

RM12
與瑞典Volvo共同開發(fā)的大推力發(fā)動機，以供給JAS-39鷹式戰(zhàn)機使用。最大後燃推力80.0 kN(18100磅)。有徑向火焰穩(wěn)定器、新的單晶葉片和進(jìn)一步發(fā)展的FADEC。迄2011年生產(chǎn)線關(guān)閉已生產(chǎn)超過232具發(fā)動機。後續(xù)則改由F414型提供給新一代的JAS-39E/F使用。

F404-F2J3
提高推力版本的RM12，最大後燃推力為80.5 kN(18300磅)。供給印度輕型戰(zhàn)鬥機(LCA)計畫下的Tejas光輝戰(zhàn)鬥機的原型機選用。LCA原定於1990年4月首飛，不過原型機已延遲至1995年11月17日出廠，首飛更延遲至2001年1月4日。1998年因為印度的核爆測試導(dǎo)致與美國的雙邊防務(wù)關(guān)係終止。直到2002年2月才由布希政府同意提供數(shù)量不詳?shù)腇2J3型發(fā)動機給幾架之前已生產(chǎn)但無發(fā)動機的LCA原型機飛行測試使用。

F404-GE-IN20
再進(jìn)一步提高推力的F2J3衍生版。最大後燃推力85.08 kN(19,250磅)。據(jù)奇異表示，印度官方打算採購50具F404-GE-IN20發(fā)動機提供給初始生產(chǎn)的光輝戰(zhàn)鬥機使用。2004年購買17具F404-GE-IN20發(fā)動機。2007年2月7日奇異宣布，印度下訂另外24具-IN20發(fā)動機用以成立印度空軍的第一個光輝戰(zhàn)鬥機中隊。然而自2008年6月以後的光輝戰(zhàn)鬥機則改使用F414進(jìn)行飛行測試。

除非另有說明，以下的描述以F404-GE-402為主：

構(gòu)型

兩軸低旁通比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，附後燃器。

風(fēng)扇

三級葉片，具有可變進(jìn)氣導(dǎo)片。使用PMR-15石墨複合材料的旁通管(之前的版本則使用有棱紋的輕合金管)。氣流量66.2 kg(146磅)/秒。旁通比0.27。

壓縮器

七級葉片，第一級為可變進(jìn)氣導(dǎo)片，第二級為定子葉片，總壓比(GE-100D)24，(F1D2)24.4，(GE-102，GE-400，GE-402)26，(F2J3)27，(IN20)28。

壓縮率分別為:
-100D:24
-F1D2:24.4
-102/400/402:26

-F2J3:27

-IN20:28

燃燒室

環(huán)狀。為單件加工的環(huán)型火焰筒和外殼，有新的熱塗料。計18個燃油噴嘴。

高壓渦輪

單級風(fēng)冷單晶葉片。

低壓渦輪
單級風(fēng)冷單晶葉片。

後燃器

環(huán)形點火器和液壓驅(qū)動可變噴口襟片。具備先進(jìn)的耐熱塗料。

附件

附件齒輪盒裝設(shè)於發(fā)動機本體，透過單軸PTO(動力輸出)和四驅(qū)墊提供動力給發(fā)電機、泵浦噴嘴控制、發(fā)動機潤滑、主燃油泵和控制器、後燃油泵和控制器。

啟動裝置

透過動力輸出軸從飛機本體提供。

控制系統(tǒng)

採用新系統(tǒng)的先進(jìn)FADEC。-400和-402包含電子控制單元(ECU)和液壓主燃料控制(MFC)。-100、-100D、RM12和F2J3的ECU則由一具數(shù)位發(fā)動機控制單元(DEC)取代。

合約價格

售與芬蘭36具和泰國18具F404-GE-402計118,120,093美元；2007年售與印度24具F404-IN20發(fā)動機"超過1億美元"。

尺寸
長度
-100D	2,261 mm (89.0 in)
-102/400/402/F2J3/IN20	3,912 mm (154.0 in)
-F1D2	2,108 mm (83.0 in)
最大直徑
全系列	880 mm (34.8 in)
重量
-100D	825.5 kg (1,820 lb)
-102/402	1,035 kg (2,282 lb)
-400	995.6 kg (2,195 lb)
-F1D2	784.7 kg (1,730 lb)
-F2J3	1,059 kg (2,335 lb)
-IN20	1,070 kg (2,360 lb)
最大推力
-400	71.2 kN (16,000 lb)
-102/402	79.0 kN (17,700 lb)
-RM12	80.0 kN (18,100 lb)
-F2J3	81.68 kN (18,300 lb)
-IN20	85.08 kN (19,250 lb)
軍用推力
-400	49.0 kN (11,000 lb)
-102/402	53.3 kN (11,950 lb)
-100D	49.0 kN (11,000 lb)
-F1D2	46.8 kN (10,540 lb)
最大特定油耗
-400	52.41 mg/Ns (1.85 lb/h/lb)
-102/402	49.29 mg/Ns (1.74 lb/h/lb)
-F2J3	50.99 mg/Ns (1.80 lb/h/lb)
-IN20	48.16 mg/Ns (1.70 lb/h/lb)
軍用特定油耗
-100D	22.66 mg/Ns (0.8 lb/h/lb)
-F1D2	22.40 mg/Ns (0.79 lb/h/lb)