IHI Corporation F3

IHI Corporation F3
(char. F3-IHI-30)
Visão do motor
Um XF3, protótipo do F3, em exibição no Japão .
Construtor IHI Corporation
Primeiro voo 1985
usar • Kawasaki T-4
Características
Modelo Turbofan de corpo duplo com baixa taxa de diluição
Comprimento 2000 mm
Diâmetro 630 mm
Massa 340 kg
Componentes
Compressor • LP  : 2 estágios do soprador
• HP  : 5 estágios axiais
Câmara de combustão Anular
Turbina • HP  : 1 estágio de HP (conduzindo o corpo do HP central)
• LP  : 2 estágios (conduzindo o soprador)
Desempenho
Impulso seco máximo 16 kN
Impulso máximo com PC XF3-400: 34 kN
Taxa de compressão 11: 1
Taxa de diluição 0,9: 1

A IHI Corporation F3 (IHI é uma abreviatura de Ishikawajima-Harima Heavy Industries no Japão  : "石 川島 播 磨 重工業 株式会社" ) é um turbofan com baixa taxa de desvio, desenvolvido no Japão pela IHI Corporation para o avião que dirige Kawasaki T- 4 .

O primeiro protótipo, o XF3, foi fabricado em 1981 e voou pela primeira vez emJulho de 1985. Desde então, cerca de 550 cópias foram produzidas.

Concepção e Desenvolvimento

Início do programa

Com o apoio financeiro do Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento Técnico do Ministério da Defesa Japonês, Ishikawajima-Harima iniciou o projeto e o desenvolvimento de um pequeno turbofan no final dos anos 1970 , a fim de fornecer um motor para competição. Com o objetivo de fornecer um meio de propulsão para o novo dispositivo de treinamento então em desenvolvimento pela Kawasaki Heavy Industries . Este motor de desenvolvimento, denominado XF3 , foi confrontado com o motor francês Snecma-Turbomeca Larzac (aquele que equipa o Alpha Jet , muito semelhante ao T-4) e foi selecionado em 1982 para impulsionar o protótipo XT-4 do futuro. aeronaves de treinamento. Os primeiros exemplos de desenvolvimento de motor produziram 12 kN de  empuxo , mas os motores subsequentes, incluindo o selecionado para o XT-4, produziram 16  kN de empuxo.

Produção em massa e problemas técnicos

O motor em sua versão de produção recebeu a designação F3-30 (às vezes também visto como F3-IHI-30 ) e voou pela primeira vez no XT-4 em 1985 . O motor recebeu sua qualificação no mesmo ano e a produção em série começou a seguir.

Depois que a aeronave e seu motor entraram em produção, ocorreram vários incidentes em que um ou dois estágios da turbina de alta pressão falharam, obrigando a aeronave a fazer pousos de emergência . Investigações posteriores revelaram que a seção da turbina sofria de problemas de ressonância , levando à falha de uma ou mesmo duas das 60 pás em cada um dos estágios da turbina, forçando a aeronave afetada a subir em emergência na base aérea de Hamamatsu . As lâminas foram então modificadas e reforçadas para absorver e amortecer as vibrações, e o motor e a aeronave voltaram ao serviço ativo em 1990 .

Evoluções

A partir de 1999 , a IHI começou a atualizar os motores existentes equipando-os com uma nova turbina de alta pressão, a fim de estender sua vida útil. Essa modificação mudou a designação do motor, que então se tornou F3-IHI-30B .

Em 2003, o IHI iniciou outra atualização com uma versão mais avançada do sistema FADEC que fornece gerenciamento de motor. Este motor foi denominado F3-IHI-30C .

The XF3-400

Pouco depois de começar a trabalhar no XF-3, a IHI começou a desenvolver uma versão mais potente do motor como um demonstrador tecnológico para um hipotético lutador supersônico . Designado XF3-400 , foi projetado para ser uma versão pós-combustão de alto desempenho do XF3, produzindo cerca de 34  kN de empuxo. Uma qualidade notável desse motor era sua relação empuxo / peso de 7: 1, maior do que a de qualquer outro motor de tamanho semelhante.

O trabalho neste motor começou no início de 1986 e um motor de demonstração foi montado e testado em 1987 . A IHI recebeu formalmente um contrato para o motor em 1992 , tendo passado os anos anteriores desenvolvendo e testando o motor internamente. A principal diferença entre o XF3-400 e o F3-30 padrão é a adição de uma pós-combustão. Outras mudanças dizem respeito ao compressor e às lâminas da turbina, que foram otimizadas graças à modelagem computacional 3D, e melhor resistência a altas temperaturas na turbina de alta pressão.

Um relatório revelado em 1998 indicou que um dispositivo de empuxo vetorial também seria integrado ao XF3-400.

Características

O F3 é um turbofan de dois corpos, com baixa taxa de diluição. No eixo dedicado ao corpo de baixa pressão, o compressor é equipado com um soprador de dois estágios, enquanto um compressor de cinco estágios é instalado no eixo do corpo de alta pressão. Os compressores são seguidos por uma câmara de combustão anular, que fornece gases quentes para a turbina de alta pressão de um estágio, e a turbina de baixa pressão de dois estágios. Os dois corpos, de baixa e alta pressão, conectam respectivamente as turbinas a seus compressores por meio de eixos de transmissão concêntricos. A versão XF3-400 inclui um canal de pós - combustão após os estágios da turbina de baixa pressão, enquanto o F3 de produção não inclui.

O soprador de dois estágios emprega lâminas largas e é usado por todas as versões do motor, incluindo a versão com pós-combustor. Ao contrário do soprador, os compressores de cinco estágios diferem entre a versão básica e a equipada com pós-combustão, esta última se beneficiando de avanços tecnológicos como a modelagem 3D dos fluxos dinâmicos ocorridos no motor. As pás da turbina são feitas de material monocristalino e são resfriadas por uma fina corrente de ar que circula em seu interior. Quanto ao compressor, as turbinas da versão pós-combustão XF3-400 foram beneficiadas com uma modelagem 3D antes de sua fabricação. Ambas as versões usam um FADEC para controlar seu funcionamento.

Versões

Formulários

Notas e referências

  1. (em) "  IHI F3  ' , Jane's Aero Engines (acessado em 1 ° de janeiro de 2017 )
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Veja também

Artigos relacionados