F119渦輪風扇發動機

F119低涵道比渦輪風扇發動機是普·惠公司為美國第四代戰鬥機項目研製的先進雙轉子加力渦扇發動機，其設計目標是：不加力超音速巡航能力、非常規機動和短距起降能力、隱形能力（即低紅外和雷達信號特徵）、壽命期費用降低至少25%、零件數量減少40～60%、推重比提高20%、耐久性提高兩倍、零件壽命延長50%。在80年代初確定的循環參數範圍是：涵道比0.2～0.3；推重比大於10；總增壓比23～27；渦輪進口溫度1577～1677℃（1850K～1950K）；節流比1.10～1.15。F119發動機裝備了美國的F-22戰鬥機、YF-23試驗機。

基本介紹

• 中文名：F119渦輪風扇發動機
• 類型：加力式渦扇發動機
• 裝備對象：F-22、YF-23
• 國家：美國
• 製造商：普惠公司

概況

全稱：F119渦輪風扇發動機

F119

型號：F119-PW-100

製造商：普拉特·惠特尼公司

現狀：已服役（截至2011年6月，普惠公司向美國空軍交付了466台F119發動機，累計飛行時間超過38萬小時）

裝機對象：洛克希德馬丁 F-22、YF-22，諾斯洛譜 YF-23

採用F119發動機的F-22戰鬥機

研製情況

1983年9月，美國空軍同時授予普·惠公司和通用電氣公司金額各為2億美元，為期50個月的驗證機契約。普·惠公司的PW5000是一種強調套用成熟技術的常規設計；而通用電氣公司的GE37則是一種新穎的變循環發動機，其涵道比可在0～0.25之間變化。後來，這兩種驗證機分別編號為YF119和YF120，並於1986年10月和1987年5月開始地面試驗。經過廣泛的地面試驗和安裝在YF-22和YF-23上的初步飛行試驗後，1991年4月，F-22/F119組合被選中。據美軍方有關人士談到選擇F119的原因時說，F120技術複雜，尚未經實際驗證，因而研製風險較大，而且變循環設計也增加了結構和控制系統的複雜性和重量，因而維修比較困難，壽命期費用較高。在選擇時，風險和費用是主要考慮，技術先進性沒有起到關鍵作用。在此之前，F119已積累3000多地面試驗小時，其中1500h帶二元矢量噴管試驗。

在F119上採用的新技術主要有：三維粘性葉輪機設計方法、整體葉盤結構、高紊流度強旋流主燃燒室頭部、浮壁燃燒室結構、高低壓渦輪轉向相反、整體式加力燃燒室設計、二元矢量噴管和第三代雙余度FADEC。此外，還採用了耐溫1070～1100℃的第三代單晶渦輪葉片材料、雙性能熱處理渦輪盤、阻燃鈦合金Alloy C、高溫樹脂基材料外涵機匣以及用陶瓷基複合材料或碳-碳材料的一些靜止結構。在研製中，注意了性能與可靠性、耐久性和維修性之間的恰當平衡。與F100-PW-220相比，F119的外場可更換件拆卸率、返修率、提前換髮率、維修工時、平均維修間隔時間和空中停車率分別改進50%、74%、33%、63%、62%和29%。新的四階段研製程式和綜合產品研製方法保證發動機研製結束時即具有良好的可靠性、耐久性和維修性並能順利轉入批量生產。在研製中，為滿足提高推力的要求而增大風扇直徑，還遇到了風扇效率低、耗油率高和低壓渦輪應力大的問題。預計，1994年中開始初步飛行試驗，此時F119將再積累3000地面試驗小時。1997年交付第1台生產型發動機，裝F119的F-22戰鬥機將於2002年具備初步作戰能力。

F119發動機結構示意圖

構造情況

F119-PW-100結構和系統

風　扇　3級軸流式。無進口導流葉片。風扇葉片為寬弦設計。

高　壓

壓 氣 機　6級軸流式。採用整體葉盤結構。

燃 燒 室　環形。採用浮壁結構。

高壓渦輪　單級軸流式。採用第三代單晶渦輪葉片材料、隔熱塗層和先進冷卻結構。

低壓渦輪　單級軸流式。與高壓轉子對轉。

加　力

燃 燒 室　整體式。內、外涵道內各設單圈噴油環。

尾 噴 管　二元矢量收斂-擴張噴管，在俯仰方向可作±20°偏轉。

控制系統　第三代雙余度FADEC。

F119

技術數據

	原型	量產型	改進型
長度（mm）	4826	4826	5160
直徑（mm）	1130	1130	1168
質量（kg）	1360	1460	1540
加力推力	133.6kN	155.6kN	173.4kN
軍用推力	97.86kN	105kN	117kN
涵道比	0.2	0.25
推重比	10	10.8	11.5
總增壓比	26
渦輪進氣口溫度（K）	1850	1850~1950	1977
加力耗油率【kg/（daN·h）】	2.40
發動機壽命（h）	8000		12000

部分資料來源