Pratt & Whitney XA101 – Wikipedia


Motore a ciclo adattivo americano

IL Pratt & Whitney XA101 è un americano motore a ciclo adattivo dimostratore sviluppato da Pratt e Whitney per il Lockheed Martin F-35 Fulmine II e costituiscono la base per il sistema di propulsione del Aeronautica degli Stati UnitiIl programma di caccia di sesta generazione di , il Dominanza aerea di nuova generazione (NGAD).

Il design del ciclo adattivo a tre flussi può dirigere l’aria verso il terzo flusso di bypass per una maggiore efficienza efficienza del carburante e raffreddamento o ai flussi del nucleo e della ventola per ulteriore spinta e prestazioni. Si prevede che il motore della classe di spinta da 45.000 lbf (200 kN) sarà significativamente più potente ed efficiente rispetto ai turbofan a basso bypass esistenti.

Sviluppo(modificare)

L’aeronautica e la marina statunitense hanno iniziato a perseguire il concetto di motore a ciclo adattivo nel 2007 con il Tecnologia del motore versatile e adattivo (ADVENT), una parte del programma più ampio Motori a turbina avanzati, versatili e convenienti (VAATE) programma.(1) Pur non essendo coinvolta in ADVENT, Pratt & Whitney è stata selezionata insieme a General Electric per il programma Adaptive Engine Technology Demonstrator (AETD) seguito nel 2012; questo programma ha continuato a far maturare la tecnologia, con test eseguiti utilizzando motori dimostrativi. Il passo successivo, l’Adaptive Engine Transition Program (AETP),(2) è stato lanciato nel 2016 per sviluppare motori adattivi per la propulsione dei caccia di sesta generazione, nonché la potenziale rimotorizzazione dell’F-35 dall’esistente F135 motore turboventilatore. È stato designato il dimostratore della General Electric XA100 e il motore P&W è stato designato XA101. L’obiettivo dell’AETP era dimostrare un miglioramento dell’efficienza del carburante del 25%, una spinta aggiuntiva del 10% e una migliore gestione termica.(3) Nel 2017, Pratt & Whitney ha testato con successo una ventola adattiva a tre flussi con un core F135 e ha considerato l’XA101 come “Opzione di crescita 2.0” nel suo piano di sviluppo a lungo termine per l’F135.(4)(5)(6) Ulteriori aggiudicazioni e modifiche del contratto da Centro di gestione del ciclo di vita dell’aeronautica militare (AFLCMC) nel 2018 ha aumentato l’attenzione sulla rimotorizzazione dell’F-35; sono state condotte anche indagini sull’applicazione della tecnologia negli aggiornamenti dei sistemi di propulsione F-15, F-16 e F-22.(7) Nel giugno 2018, Pratt & Whitney ha modificato il suo piano di sviluppo per l’F135 e ha invece offerto una ventola adattiva a tre flussi come opzione di crescita 2.0 che è separata dall’XA101, che avrebbe invece un nuovo nucleo del motore.(8)(9) Nel 2020, il piano di sviluppo dell’F135 è passato da “Opzioni di crescita” a “Pacchetti di potenziamento motore” (EEP), mentre l’XA101 a tre flussi è un nuovo motore con potenziale rimotorizzazione per l’F-35A. I test a terra dell’XA101 sono iniziati nel settembre 2021.(10)

Sempre nel settembre 2021, Pratt & Whitney ha espresso pubblicamente seri dubbi sul rapporto costo-efficacia del futuro dell’AETP per l’F-35, affermando che l’XA101 è stato “sempre concepito… come un propulsore di sesta generazione (propulsore per caccia di sesta generazione)”. Jennifer Latka, vicepresidente del programma F135, ha spiegato: “C’è una quantità significativa di rischi che derivano da una tecnologia nuova di zecca e ciò richiederebbe un’enorme quantità di convalide. Stiamo dicendo che l’AETP non è la soluzione giusta per l’F-35”. Pratt & Whitney propone invece un pacchetto motore potenziato “drop-in” che migliorerebbe la spinta e l’autonomia del 10% offrendo allo stesso tempo un miglioramento del 50% nella gestione termica. Anche se questo non raggiunge l’obiettivo dell’AETP di un miglioramento del 25% nell’efficienza del carburante, Pratt & Whitney sostiene che il risparmio varrebbe la pena, stimando il costo di sviluppo dell’AETP per l’F-35 fino a 40 miliardi di dollari.(11) A partire dal 2021, la gestione termica era stata un problema costante per l’F135, in gran parte a causa dell’aumento dei costi di sostegno e manutenzione causati dai danni termici dovuti al funzionamento dei motori a temperature più elevate al fine di sfruttare appieno i sensori e l’elettronica più nuovi e più potenti integrati nell’F135. Blocca 4+ F-35. I sensori e l’elettronica necessitano successivamente di un raffreddamento aggiuntivo per sfruttare appieno le capacità del velivolo. GE aveva precedentemente affermato che uno dei vantaggi del proprio AETP XA100 il motore è il terzo flusso d’aria, che secondo i funzionari può essere utilizzato per contribuire a raffreddare l’elettronica dell’F-35. Ciononostante, Latka ha sollecitato una revisione ufficiale dei requisiti del programma, affermando: “Dobbiamo definire quale sia il requisito e poi capire quale sia la soluzione più conveniente una volta compreso tale requisito”.(11)

L’XA101 è un motore a ciclo adattivo a tre flussi in grado di regolare il rapporto di bypass e la pressione della ventola per aumentare l’efficienza del carburante o la spinta, a seconda dello scenario. Lo fa impiegando un terzo flusso di bypass attorno all’intero motore, con la capacità di modulare la porzione di flusso d’aria nel nucleo del motore o attraverso questo terzo flusso, per aumentare il risparmio di carburante e agire come un dissipatore di calore per il raffreddamento. Questa capacità consente un maggiore utilizzo della porzione ad alta velocità e a bassa quota del regime di volo dell’F-35. Il maggiore raffreddamento e la produzione di energia consentono anche il potenziale impiego di armi ad energia diretta in futuro. Quando è necessaria una spinta aggiuntiva, l’aria proveniente dal terzo flusso può essere diretta nei flussi del nucleo e della ventola per migliorare le prestazioni.(2)

Applicazioni(modificare)

Specifiche (XA101)(modificare)

Dati da Volo globale,(7)

Caratteristiche generali

  • Tipo: Motore a ciclo adattivo a tre flussi
  • Lunghezza:
  • Diametro:
  • Peso a secco:

Componenti

Prestazione

Guarda anche(modificare)

Sviluppo correlato

Motori comparabili

Elenchi correlati

Riferimenti(modificare)

  1. ^ Thomson, Daniel E. (14 aprile 2010). I motori a turbina avanzati, versatili e convenienti, offrono capacità rivoluzionarie con un’efficienza del carburante superiore (PDF). 11a conferenza annuale sulla tecnologia scientifica e ingegneristica/DoD Tech Expo. Charleston, Carolina del Sud.
  2. ^ UN B Jim Mathews (26 giugno 2017). “Motori dell’innovazione”. Rivista dell’Aeronautica Militare. Estratto 14 maggio 2021.
  3. ^ Mehta, Aaron (1 luglio 2016). “L’aeronautica americana finanzia la prossima fase avanzata dei motori”. Notizie sulla difesa. Estratto 11 gennaio 2020.
  4. ^ Kjelgaard, Cristo (15 giugno 2017). “P&W delinea il percorso di sviluppo F135 in tre fasi”. Notizie internazionali sull’aviazione. Estratto 11 gennaio 2020.
  5. ^ Insinna, Valerie (18 settembre 2017). “Guardando al futuro caccia, Pratt & Whitney raggiunge un traguardo con il nuovo motore adattivo”. Notizie sulla difesa. Estratto 11 gennaio 2020.
  6. ^ Norris, Guy (29 gennaio 2015). “GE dettaglia il piano del motore da caccia adattivo di sesta generazione”. Settimana dell’aviazione. Estratto 11 gennaio 2020.
  7. ^ UN B Trimble, Steven (9 luglio 2018). “L’USAF inizia a lavorare sulla definizione del motore adattivo per il futuro caccia”. Volo globale. Estratto 11 gennaio 2020.
  8. ^ Kjelgaard, Chris (13 giugno 2018). “P&W delinea un nuovo piano per gli aggiornamenti del motore F-35”. Notizie internazionali sull’aviazione. Estratto 11 gennaio 2020.
  9. ^ Norris, ragazzo; Anselmo, Joe (21 luglio 2018). “L’aggiornamento del motore F-35 consentirebbe l’uso di armi ad energia diretta”. Settimana dell’aviazione. Estratto 11 gennaio 2020.
  10. ^ Tirpak, John A. (1 ottobre 2021). “Pratt Testing XA101 Adaptive Engine, ha due offerte per la propulsione dell’F-35”. Rivista dell’Aeronautica Militare.
  11. ^ UN B Tirpak, John A. (09/09/2021). “Pratt propone un’alternativa al nuovo motore adattivo per l’F-35”. Rivista dell’Aeronautica Militare. AirForceMagazine.com. Estratto 2022-04-17.




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