El General Electric F110 es un motor a reacción turbofan de postcombustión producido por GE Aerospace (anteriormente GE Aviation). Se derivó del General Electric F101 como motor alternativo al Pratt & Whitney F100 para propulsar aviones de combate tácticos, siendo el F-16C Fighting Falcon y el F-14A+/B Tomcat las plataformas iniciales; El F110 eventualmente también impulsaría nuevas variantes del F-15 Eagle . El motor también lo construyen IHI Corporation en Japón, TUSAŞ Engine Industries (TEI) en Turquía y Samsung Techwin en Corea del Sur como parte de acuerdos de licencia. [1] [2]
El F118 es una variante sin postcombustión del F110 que propulsa al bombardero furtivo Northrop B-2 y al avión de reconocimiento Lockheed U-2S .
El F110 surgió de una intersección de esfuerzos en la década de 1970 por parte de General Electric para reingresar al mercado de motores de combate de EE. UU. y el deseo de la Fuerza Aérea de EE. UU. de abordar los problemas de confiabilidad, longevidad y mantenimiento de los motores Pratt & Whitney F100 que impulsaban sus F-15. y F-16 . En 1975, General Electric utilizó sus propios fondos para comenzar a desarrollar el F101X, un derivado de su motor F101 para el bombardero B-1 ; el F101X heredaría gran parte del diseño central y al mismo tiempo tendría un ventilador más pequeño mejorado con respecto al F404 para que su ciclo termodinámico y su empuje se adaptaran mejor a un motor de combate. La boquilla de iris convergente-divergente también se derivó del F404.
La cancelación del B-1A por parte de la Administración Carter (en lugar del Bombardero de Tecnología Avanzada que se convirtió en el B-2 ) significó una pérdida de negocio para General Electric y proporcionó un mayor impulso para suministrar el F101X al mercado de motores de combate. El motor atrajo el interés del Programa Derivado de Modelos de Motores (EMDP) de la Fuerza Aérea, y en 1979 comenzó a financiarlo como Motor de Combate Derivado F101, o F101 DFE. La Fuerza Aérea vio el F101 DFE como una alternativa potencial al F100 y también una forma de obligar a Pratt & Whitney a mejorar su desempeño al abordar los problemas con el F100. [3]
Tras la finalización de las pruebas en tierra en 1980, el F101 DFE se instaló por primera vez en un F-16 para pruebas de vuelo, donde mostró una mejora considerable en rendimiento y operatividad con respecto al F100 existente. En 1982, la Fuerza Aérea comenzó el desarrollo a gran escala del F101 DFE como una opción para competir con el F100 para su aplicación en la futura producción de F-15 y F-16; El motor finalmente fue seleccionado para el F-16 y designado F110-GE-100 . La amenaza del F110 ha sido citada como una razón para que Pratt & Whitney rectifique más rápidamente los problemas que afectan al F100 y desarrolle la variante F100-PW-220 mejorada. [3] [4] Con el objetivo de reducir los costos unitarios y mejorar el desempeño de los contratistas, la Fuerza Aérea implementó la competencia Alternate Fighter Engine (AFE) entre el F100 y el F110 en 1983 en lo que se denominó "La Gran Guerra de Motores", donde el motor El contrato se adjudicaría mediante concurso. La Fuerza Aérea compraría ambos motores a partir de 1984, los contratos se competirían cada año fiscal y los porcentajes de F100 frente a F110 variarían según el contrato; las competiciones finalmente terminaron en 1992. [5]
El F101 DFE también se probó en el prototipo F-14B en 1981, y el avión experimentó una mejora considerable en el rendimiento con respecto al Pratt & Whitney TF30 existente . [6] Aunque la Armada detuvo más pruebas en 1982, utilizaría los resultados de la evaluación AFE de la Fuerza Aérea para elegir el motor para futuros F-14. El F101 DFE finalmente fue elegido por la Marina en 1984 y fue designado F110-GE-400 . [3]
El F110-GE-100/400 es un turboventilador de postcombustión de flujo axial de baja derivación. Cuenta con un ventilador de 3 etapas impulsado por una turbina de baja presión de dos etapas y un compresor de 9 etapas impulsado por una turbina de alta presión de una etapa; La relación de presión general es 30,4 y la relación de derivación es 0,87. [7] En contraste con los ambiciosos objetivos de rendimiento bruto para el F100 de alto empuje y bajo peso, el F110 puso un mayor énfasis en el equilibrio entre confiabilidad, operabilidad y rendimiento. El ventilador y las paletas guía de entrada fueron diseñados para suavizar el flujo de aire y aumentar la resistencia a las paradas del compresor. El motor tiene un sistema de control electrónico e hidromecánico que lo hace más tolerante con los movimientos rápidos del acelerador. La principal diferencia entre el -100 y el -400 es que la sección de aumento o postcombustión de este último es aproximadamente 50 pulgadas más larga. El -100, utilizado en el F-16C/D Block 30/40, tenía un empuje estático desinstalado de 16.600 lbf (73,8 kN) en potencia intermedia y 28.200 lbf (125,4 kN) en postquemador; las cifras para el -400, utilizado en el F-14B/D, fueron 16.333 lbf (72,7 kN) y 26.950 lbf (119,9 kN) respectivamente. [8]
A mediados de la década de 1980, la Fuerza Aérea buscó mayor potencia para sus cazas tácticos y comenzó programas de motores de rendimiento mejorado (IPE) para el F100 y el F110, con el objetivo de lograr un empuje en la clase de 29.000 lbf (129 kN), manteniendo al mismo tiempo el mejoras de durabilidad logradas en el F100-PW-220 y F110-GE-100. El resultado serían los Pratt & Whitney F100-PW-229 y General Electric F110-GE-129 . En comparación con el F110-100, el -129 incorporó mejoras en los componentes, incluido un control digital del motor con autoridad total ( FADEC ), que permitió lograr el máximo empuje en una gama más amplia de condiciones y en porciones más grandes de la envolvente de vuelo, manteniendo al mismo tiempo 80 % puntos en común; La relación de derivación se redujo a 0,76. El -129 produce 17.155 lbf (76,3 kN) de empuje en potencia intermedia y 29.500 lbf (131,2 kN) en postquemador completo, y se utilizó por primera vez en 1992 en el F-16C/D Block 50; El motor también impulsaría variantes mejoradas del F-15E, comenzando con el F-15K para Corea del Sur.
Una variante sin postcombustión del F110, denominada F118 , propulsaría el bombardero furtivo B-2 y el avión de reconocimiento U-2S rediseñado . Una variante del F110-100 equipada con una boquilla de vectorización de empuje axialmente simétrica tridimensional , denominada por General Electric como boquilla de escape de vectorización axialmente simétrica (AVEN), se probó en un F-16 especialmente modificado llamado NF-16D VISTA bajo el Multi -Programa Axis Thrust-Vectoring (MATV). [9]
El F110 vería el desarrollo de una variante mejorada a partir de 2000 con el F110-GE-132 , inicialmente denominado F110-GE-129EFE (motor de combate mejorado). [10] Tanto el -132 como su competidor, el Pratt & Whitney F100-PW-232, fueron diseñados para aprovechar al máximo el conducto de entrada común modular (MCID) del F-16, o entrada de "boca grande" introducida en el bloque. 30 variante. El -132 incorpora un ventilador mejorado que es más eficiente y puede aumentar el flujo de aire máximo, un conducto de ventilador compuesto, mejoras en la durabilidad de la sección caliente, un aumentador radial (o postquemador) y mejoras en el sistema de control. El motor aprovechó la investigación realizada en el marco del programa Tecnología integrada de motores de turbina de alto rendimiento (IHPTET). El -132 produce 19.000 lbf (84,5 kN) de empuje en potencia intermedia y 32.500 lbf (144,6 kN) en posquemador, pero también se puede ajustar para funcionar a -129 niveles de empuje para aumentar los intervalos de inspección de 4.300 ciclos a 6.000; el antiguo -129 se puede actualizar a la configuración -132, siendo el nuevo ventilador un componente modular. El F110-132 fue seleccionado para impulsar el F-16E/F Block 60 para los Emiratos Árabes Unidos . [11] [12] Las pruebas de vuelo del motor comenzaron en 2003 y la primera entrega se realizó en 2005. [13]
La tecnología del -132, así como de los desarrollos comerciales del CFM56 , se comparte con el Programa de extensión de vida útil (SLEP) del F110, y el F110-129 actualizado con tecnología SLEP recibió la designación -129C. Otras subvariantes mejoradas con intervalos de 6.000 ciclos fueron designadas -129D (para el F-16) y -129E (para el F-15). [14] El -129E también impulsa el prototipo TAI Kaan . [15]
El F-14A entró en servicio en la Armada de los Estados Unidos en 1973 propulsado por Pratt & Whitney TF30 . A finales de la década, tras numerosos problemas con el motor original (y problemas similares con el F100 en el F-15 y F-16), el Departamento de Defensa comenzó a adquirir los TF30-P-414A mejorados. Si bien estos motores resolvieron los problemas de servicio, el consumo de combustible y el empuje eran comparables a los del modelo inicial: considerablemente menos de lo que se había diseñado el F-14; El Pratt & Whitney F401 originalmente planeado para el F-14 , un desarrollo naval mejorado del diseño F100, también fue cancelado debido a costos y problemas de confiabilidad.
Después de revisar los resultados de la evaluación AFE de la Fuerza Aérea, la Armada elegiría el F101 DFE para rediseñar el F-14 en 1984, con la variante designada F110-GE-400; La principal diferencia entre el -400 y el F110-GE-100 de la Fuerza Aérea es la longitud: el -400 tenía una extensión de tubo de escape de 50 pulgadas (1,3 m) para adaptarse a la estructura del avión F-14, que se instaló aguas abajo del aumentador (postquemador). sección). El motor produjo 26.950 lbf (119,9 kN) de empuje desinstalado con postquemador; [16] [17] El empuje instalado es de 23.400 lbf (104,1 kN) con postcombustión al nivel del mar, que aumentó a 30.200 lbf (134,3 kN) a Mach 0,9. [18] Esto era similar al F401 originalmente previsto por el F-14 y proporcionó un aumento significativo sobre el empuje máximo desinstalado del TF30 de 20,900 lbf (93 kN). [19] Estos aviones mejorados se conocieron inicialmente como F-14A+ antes de ser redesignados como F-14B, al igual que los nuevos aviones de producción propulsados por el F110. El mismo motor también impulsó la variante final del avión, el F-14D.
Las variantes mejoradas propuestas del F-14, como el Super Tomcat 21 (ST-21), iban a ser propulsadas por el F110-GE-429, la variante naval del F110-GE-129 IPE.
El F-16 Fighting Falcon entró en servicio propulsado por el turbofan de postcombustión Pratt & Whitney F100 . Buscando una manera de reducir los costos unitarios, la USAF implementó el programa Alternate Fighter Engine (AFE) en 1984, según el cual el contrato del motor se adjudicaría mediante competencia. En junio de 2005, el F110 propulsaba el 86% de los F-16C/D de la USAF. Si bien el F110-GE-100 puede proporcionar alrededor de 4000 lbf (17,8 kN) más de empuje que el F100-PW-200, requiere más flujo de aire para que el avión aproveche al máximo el motor; la entrada de choque normal estándar (NSI) limitaba el F110 a 25.735 lbf (114,5 kN). Esto llevó a un aumento en el área de entrada del motor para el MCID. Los F-16C/D Block 30/32 fueron los primeros en construirse con un compartimento de motor común, capaz de aceptar ambos motores, y los Block 30 tenían la entrada MCID más grande (también conocida como "Big Mouth") para el F110 y el Block. 32 conservando la entrada estándar para el F100.
Los F-16C/D Block 30 y 40 estaban propulsados por el F110-GE-100 de 28.200 lbf (125,4 kN), mientras que el Bloque 50 estaba propulsado por el F110-GE-129 IPE de 29.500 lbf (131,2 kN). El F-16E/F Block 60 de los Emiratos Árabes Unidos está propulsado por el F110-GE-132 de 32.500 lbf (144,6 kN), al igual que el Lockheed Martin-Tata F-21 propuesto, basado en el Block 60 e inicialmente designado F- 16IN, para la competencia MMRCA de la Fuerza Aérea India . [20] [21] [22]
Dos derivados del F-16, el Mitsubishi F-2 y el General Dynamics F-16XL , funcionan con el -129 IPE. Los motores del F-2 fueron construidos bajo licencia por IHI Corporation y designados F110-IHI-129, [ cita necesaria ] antes [13] del informe de un denunciante de la empresa IHI en febrero de 2024. [23] El 24 de abril de 2024 , IHI anunció que el Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo de Japón estaba llevando a cabo una investigación sobre su filial, IHI Power Systems Co., que había falsificado los datos de sus motores desde 2003, afectando a más de 4.000 motores en todo el mundo. [24]
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Aunque la Fuerza Aérea eligió el Pratt & Whitney F100-PW-229 como IPE para el F-15E Strike Eagle , se montaron un par de F110-GE-129 en un avión para pruebas de vuelo. [25] [26] Corea del Sur elegiría el -129 para propulsar 40 cazas F-15K, la primera vez que los F-15 de producción fueron propulsados por un motor General Electric. Los motores se fabricaron mediante un acuerdo de licencia conjunta con Samsung Techwin Company. También ha sido elegido por la Fuerza Aérea de la República de Singapur (RSAF) para propulsar su F-15SG.
El F-15E se desarrollaría aún más hasta convertirse en el Advanced Eagle con un nuevo sistema de control de vuelo por cable que incorpora el FADEC del F110-GE-129. El Advanced Eagle sería la base del F-15SA de Arabia Saudita , el F-15QA de Qatar y el F-15EX de la Fuerza Aérea de EE. UU . [27]
Datos de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos , [7] Comando de Sistemas Aéreos Navales (NAVAIR) [17]
Datos de General Electric, [29] [30] Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME) , [10] MTU [31]
Datos de General Electric, [12] Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME), [10] Forecast International [32]
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