ВВС США заявляют, что прототип реактивного двигателя, разработанный в рамках программы Next Generation Adaptive Propulsion (NGAP), может быть готов к установке на реальный самолет в 2030 году. Долгое время ожидалось, что результаты NGAP будут использоваться в новом истребителе F-47, а возможно, и в других самолетах. Однако график разработки поднимает вопрос о том, какой двигатель будет использоваться на F-47, по крайней мере, на начальном этапе, поскольку первый полет этого самолета ожидается в 2028 году. В зависимости от продолжительности полномасштабной разработки, первые эксплуатационные F-47 могут использовать двигатели, отличные от тех, которые в конечном итоге планируется установить для раскрытия всего потенциала самолета.
Испытательный стенд двигателя в инженерно-техническом комплексе имени Арнольда (AEDC) ВВС США используется для тестирования трехпоточного вентилятора в рамках работы над проектом XA101 компании Pratt & Whitney.
Более подробная информация о двигателях XA102 и XA103 пока ограничена, но известно, что оба имеют так называемый адаптивный цикл работы. В общих чертах, реактивные двигатели такого типа могут работать как турбовентиляторные, когда это оптимально, и как турбореактивные, когда это необходимо. Это дает преимущества с точки зрения экономии топлива и мощности в одном и том же двигателе. Возможность экономить топливо при перелетах в зону эксплуатации и обратно поможет увеличить дальность полета и время нахождения в воздухе. Это также может помочь снизить нагрузку на и без того перегруженный парк танкеров и обеспечить более общие экономические выгоды.
Для большей ясности, компания General Electric ранее заявляла, что разработанная ею для AETP конструкция XA100 примерно на 25 процентов эффективнее, чем F135. Также сообщалось, что она обеспечивает на 10-20 процентов большую тягу, чем двигатель Pratt & Whitney, при определенных режимах полета.
Все это рассматривается как особенно ценное для традиционно прожорливых тактических самолетов, таких как F-47. Увеличенная дальность полета и время барражирования, а также снижение потребности в самолетах-заправщиках, также будут особенно полезны в любой будущей высокотехнологичной войне против Китая на обширных просторах Тихого океана. TWZ затронул все это в нашей недавней подробной статье о том, что в настоящее время известно (и неизвестно) о конструкции F-47, которую вы можете найти здесь.
Как уже упоминалось, сейчас большой вопрос заключается в том, какие двигатели будут использоваться на F-47, по крайней мере, на начальном этапе. Военно-воздушные силы постоянно заявляли, что планируют первый полет F-47 в 2028 году. Однако Снеден, глава Управления двигательных установок, заявил, что ведомство не ожидает, что двигатель NGAP будет готов к интеграции до 2030 года.
Журнал Air & Space Forces Magazine сообщил, что полковник ВВС Тимоти Хелфрич, руководитель отдела закупок истребителей и перспективных самолетов, отказался комментировать планы по двигательной установке F-47, когда его отдельно спросили об этом на конференции в Дейтоне.
Нередко в новых прототипах самолетов используется двигатель, отличающийся от того, который планировался для серийных образцов. Например, истребитель F-104 Starfighter компании Lockheed времен холодной войны был разработан на основе турбореактивного двигателя General Electric J79, но этот двигатель не был готов к началу летных испытаний. Поэтому в ранних прототипах XF-104 использовались более старые и менее мощные турбореактивные двигатели Wright J65.
Истребитель F-14A Tomcat с включенными форсажными камерами. ВМС США.
Аналогичные разработки спиральных двигателей для боевых самолетов наблюдались и за пределами Соединенных Штатов, в том числе в китайском J-20 и российском Су-57.
Что касается F-47, то, безусловно, существуют серийные образцы с соответствующими характеристиками, такие как F135 и F100 от Pratt & Whitney, а также General Electric F110, которые сегодня используются на различных тактических самолетах. Другой вариант — использовать уже существующий образец, например, F119 от Pratt & Whitney (в настоящее время устанавливается только на F-22 Raptor), по крайней мере, для первоначальных летных испытаний. F135 основан на F119, но последний оптимизирован для более высоких характеристик, включая полеты на больших высотах и крейсерский полет на сверхзвуковых скоростях (сверхкрейсерский полет). F119 также снят с производства, по крайней мере, насколько нам известно.
В то же время, F-47 представляет собой высокооптимизированную и интегрированную платформу, ключевыми аспектами проектирования которой являются дальность полета и летные характеристики. Вероятно, самолет должен будет обладать возможностью сверхзвукового крейсерского полета и летать на очень больших высотах, что указывает на необходимость создания конструкции, подобной F119 или аналогичной ей.
Физическое пространство на F-47, отведенное для размещения любого двигателя, а также топливной системы и любых других сопутствующих компонентов, будет в значительной степени статичным. Необходимо учитывать потребности в охлаждении и питании вспомогательных устройств. Затем следует рассмотреть вопрос о воздухозаборниках самолета, что является критически важным аспектом для безопасной и надежной работы двигателя. Они также должны быть оптимизированы для выбранного двигателя и его требований к воздушному потоку во всем ожидаемом диапазоне полетных режимов. Кроме того, исторически сложилось так, что проектирование малозаметных воздухозаборников было особенно сложной задачей, поскольку они должны органично вписываться в остальную часть фюзеляжа, обеспечивая при этом достаточный воздушный поток.
Планирование модернизации планера F-47 для установки двигателя NGAP в будущем вполне может оказаться нецелесообразным. Стоимость и сложность интеграции двигателя AETP в F-35, что могло бы быть совершенно невыполнимым для варианта F-35B с его уникальными конструктивными ограничениями, напрямую повлияли на отмену этой программы.
Опять же, все это зависит от базовой конструкции F-47 и от того, в какой степени возможность установки новых двигателей в будущем уже заложена в его конструкцию.
Слайд с брифинга ВВС США, датированный как минимум 2018 годом, демонстрирующий потенциальные преимущества, которые могут быть реализованы в рамках программы AETP и последующих мероприятий для различных типов самолетов. ВВС США
«Мы создали NGAP, по сути, как систему, не зависящую ни от одного конкретного типа двигателя», — сказал Снеден в Дейтоне, как сообщает журнал Air & Space Forces Magazine . «Мы решили сначала создать систему, чтобы открыть возможности для будущего, а затем, когда эти возможности выйдут на первый план, мы сможем ими воспользоваться. В первую очередь нужно сосредоточиться на технологиях двигательных установок».
«Не всё должно быть оснащено адаптивным вентилятором», — добавил он, как сообщает то же издание. «Поэтому мы можем использовать этот подход и в наших устаревших платформах. Таким образом, этот тип технологий находит широкое применение».
Военно-воздушные силы явно очень привержены программе NGAP, что подтверждается планированием и бюджетированием программы на ближайшие годы. Судя по тому, что ведомство сообщило на сегодняшний день, проделанная работа уже принесла большие результаты и, по всей видимости, позволит подготовить как минимум один проект к летным испытаниям в течение следующих четырех лет.
В то же время, ВВС, похоже, уверены, что двигатель NGAP не будет доступен для интеграции до того, как ожидается первый полет F-47. Также существует огромное давление с целью ускоренного ввода F-47 в эксплуатацию и последующего достижения компанией Boeing ключевых этапов.
Если графики реализации обеих программ останутся в силе, это означает, что на начальном этапе для F-47 придется использовать другой вариант силовой установки, независимо от того, что произойдет с каждой из программ в дальнейшем.
Связаться с автором: joe@twz.com