Turbo-Union RB199 - Turbo-Union RB199
RB199 | |
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RB199 im Royal Air Force Museum Cosford | |
Typ | Turbofan |
Hersteller | Turbo-Union |
Erster Lauf | 1971 |
Hauptanwendungen | Panavia Tornado |
Das Turbo-Union RB199 ist ein Turbofan- Triebwerk , das in den frühen 1970er Jahren von Turbo-Union , einem Joint Venture von Rolls-Royce , MTU und Aeritalia , entwickelt und gebaut wurde . Die einzige Produktionsanwendung war der Panavia Tornado .
Design und Entwicklung
Die RB199 entstand 1969 mit der Anforderung, ein neues europäisches Mehrzweckkampfflugzeug (MRCA) namens Panavia MRCA anzutreiben . Die Triebwerksanforderungen zur Erfüllung der Panavia MRCA-Spezifikation waren bedeutende Fortschritte gegenüber aktuellen Triebwerken in Bezug auf das Schub-Gewichts-Verhältnis, den Kraftstoffverbrauch und die Größe. Die endgültige Auswahl des Motors für den MRCA wurde zwischen einer neuen europäischen Zusammenarbeit, Turbo Union , mit dem RB199, und Pratt & Whitney getroffen, die den JTF16 vorschlugen. Die Panavia MRCA wurde später Panavia Tornado genannt .
Fortgeschrittene Triebwerksstudien in Bristol Siddeley wurden bereits zur Unterstützung des BAC/Dassault AFVG durchgeführt und basierten auf der Pegasus- Zweispulenanordnung . Bei Rolls-Royce , wo das Dreispulen-RB211-Triebwerk in Entwicklung war, wurden 3 Wellen als besser angesehen. Rolls-Royce übernahm 1967 Bristol Siddeley, so dass die Konfiguration für den RB199 gemeinsam beschlossen wurde, ein Dreiwellenmotor.
Das Gesamtkonzept für das internationale Verbundprogramm, 3 Schächte und ein Bypassverhältnis (BPR) von ca. 1,2, wurde von Rolls-Royce festgelegt. Das Bypass-Verhältnis wurde für hohe Reichweiten und geringen Kraftstoffverbrauch, insbesondere im gedrosselten Zustand, gewählt. Der gewählte BPR ergab auch einen höheren Wiedererwärmungsschub als bei kleineren Werten, die bei ähnlichen Motoren wie 0,4 verwendet wurden. Die Gestaltung der einzelnen Module wurde entsprechend der bestehenden Expertise zwischen Rolls-Royce, MTU und Fiat geteilt. Rolls-Royce hat den Ventilator beispielsweise mit verkleinertem Pegasus-Wissen konstruiert. Sie haben auch die Brennkammer, die Hochdruckturbine (HP) und die Zwischenüberhitzung hergestellt. Die Wiedererwärmung verwendet Kaltluftverbrennungstechniken, die von Sotheran beschrieben wurden und die aus ihren Erfahrungen mit Staustrahldüsen und Plenum Chamber Burning (PCB) in Pegasus-Frontdüsen abgeleitet wurden. Fiat hatte Turbinen für die Viper gebaut, ebenso die Niederdruckturbine (ND) sowie die letzte Düse. MTU fertigte den Mitteldruck-(IP)- und Hochdruck-(HD)-Verdichter, die IP-Turbine und den Schubumkehrer.
Eine Drei-Spulen-Anordnung reduziert das Druckverhältnis an jedem Verdichter, sodass keine variablen Statoren benötigt wurden. Um die Anforderung an einen kurzen Nachbrenner zu erfüllen, war eine sogenannte Mix-then-burn-Anordnung, wie sie in aktuellen Motoren verwendet wird, nicht möglich, da sie zu lang und zu schwer war. Der RB199 verwendet ein viel kürzeres Arrangement, das als Mix/Burn bekannt ist.
Der erste Testlauf des RB199 wurde am 27. September 1971 in Patchway, Großbritannien, durchgeführt. Es wurde mit einer Avro Vulcan flugerprobt , wobei das Triebwerk in einer für das Tornado-Flugzeug repräsentativen Gondel installiert war. Der Vulcan flog erstmals 1972 mit der RB199.
Dienstflüge mit der Royal Air Force, der Deutschen Marine sowie der deutschen und italienischen Luftwaffe in der europäischen Umgebung zeigten normale Ausfallmechanismen für Turbinenschaufeln, thermische Ermüdung , Kriechen und hohe Zyklenermüdung ( HCF ), so dass die Entwicklung begann, die ursprünglichen gleichachsigen Schaufeln durch zu ersetzen einkristalline, die bei hohen Temperaturen länger halten.
Sandaufnahmetests waren als Teil der Qualifikation für die Serviceeinführung durchgeführt und bestanden worden, aber der Einsatz unter Wüstenbedingungen mit der Royal Saudi Air Force führte zu neuen Problemen. Häufiges Fliegen in Luft mit unterschiedlich großen Sandpartikeln verursachte Ablagerungen auf den HD-Turbinenschaufeln von Sand, der durch die Brennkammer strömte. Außerdem blockierte Sand, der mit der Kühlluft durch die Schaufeln getragen wurde, die Kühllöcher. Einkristallschaufeln wurden eingeführt, um die Lebensdauer der Schaufeln für die europäischen Betriebsbedingungen zu verbessern, und gleichzeitig wurden überarbeitete Kühllochanordnungen eingeführt, um die nachteilige Wirkung von Sand auf die Schaufelkühlung zu reduzieren. Mit der Einbeziehung dieser Blattbearbeitungs- und Kühlungsänderungen "flog ein Wüstensturm-Tornado-Flugzeug einige der schwierigsten Missionen aller alliierten Flugzeuge mit einer Zuverlässigkeit, die nicht schlechter als in Friedenszeiten war, und kein Triebwerk wurde wegen Defekten an HP Turbinenblättern abgelehnt."
Rückblickend auf das RB199-Programm im Jahr 2002 kam der Chefingenieur des RB199, Dr.Gordon Lewis, zu dem Schluss: "Der endgültige Produktionsstandard bot zufriedenstellende Zuverlässigkeit und Leistung."
Varianten und Anwendungen
- RB199 Mk 101
- Die erste Variante trieb die ersten Tornado IDS-Auslieferungen mit einem Trockenschub von 38,7 kN (8700 lbf) und 66,01 kN (14840 lbf) mit Nachbrenner an.
- RB199 Mk 103
- Antrieb von Tornado IDS- Schlagversionen mit einer Schubkraft von 40,5 kN (trocken) 71,2 kN (Nachheizen)
- RB199 Mk 104
- Antrieb des Tornado F3 Air Defense Variant mit einer Schubkraft von 40,5 kN (trocken) 73 kN (Aufwärmen)
- RB 199 Mk104D
- Im BAe EAP verwendetes Derivat .
- RB199 Mk 105
- Antrieb von Tornado ECR- Versionen und anwendbar auf IDS, mit einer Schubleistung von 42,5 kN (trocken) 74,3 kN (Nachheizen)
- RB199-122
- Ein Derivat des Mk104 (ursprünglich als Mk 104E bezeichnet), das die ersten beiden Prototypen des Eurofighter Typhoon (DA1 und DA2) antreibt, bis die ersten Versionen des Eurojet EJ200 verfügbar waren.
Motoren auf dem Display
Ein Turbo-Union RB199 ist im Royal Air Force Museum Cosford und Brooklands Museum Weybridge öffentlich ausgestellt .
Ein Turbo-Union RB199 ist im Morayvia Center in Kinloss . öffentlich ausgestellt
Spezifikationen (RB199-104)
Daten von Rolls-Royce und MTU .
Allgemeine Eigenschaften
- Typ: Turbofan
- Länge: 3.600 mm (142 Zoll)
- Durchmesser: 720 mm (28,3 Zoll)
- Trockengewicht: 976 kg (2.151 lb)
Komponenten
- Kompressor: 3-stufig ND, 3-stufig IP, 6-stufig HP
- Turbine : Einstufige HD, einstufige IP, 2-stufige ND
Leistung
- Maximaler Schub : 40 kN (9.100 lbf) trocken, 73 kN (16.400 lbf) nass
- Gesamtdruckverhältnis : 23,5:1
- Bypass-Verhältnis : 1,1:1
- Luftmassenstrom: 70 kg/s
- Turbineneintrittstemperatur: ~1.600 K
- Schub-Gewichts-Verhältnis : 7,6 (mit Reheat)
Siehe auch
Vergleichbare Motoren
Verwandte Listen
Verweise
- Anmerkungen
- Literaturverzeichnis
- Taylor, Michael J. H. (1996). Brasseys World Aircraft & Systems Directory . London, England: Brasseys. ISBN 1-85753-198-1.