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Le General Electric YF120 était un turboréacteur à double flux à cycle variable (en), conçu par le constructeur motoriste américain General Electric Aircraft Engines entre la fin des années 1980 et le début des années 1990 pour le projet Advanced Tactical Fighter (en) de l’US Air Force (qui mena à l'apparition du Lockheed Martin F-22 Raptor).

General Electric YF120
Un YF120 exposé au National Museum of the United States Air Force en 2015
Constructeur	General Electric Aircraft Engines
Premier vol	Années 1980
Utilisation	• Lockheed YF-22 • Northrop YF-23
Caractéristiques
Type	Turbofan à cycle variable[1] double corps à faible taux de dilution et postcombustion
Longueur	4 242 mm
Diamètre	1 067 mm
Masse	1 860 kg
Composants
Compresseur	• BP : Soufflante à deux étages • HP : 5 étages axiaux[2]
Chambre de combustion	Annulaire
Turbine	• HP : 1 étage • BP : 1 étage contrarotatif[3]
Performances
Poussée maximale avec PC	~ 160 kN
Taux de dilution	0,32 : 1
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GE perdit la compétition face au F119 de Pratt & Whitney.

Conception et développement

General Electric débuta le développement de l'YF120 pour la compétition ATF au début des années 1980. Contrairement à son concurrent Pratt & Whitney, GE choisit de ne pas développer un turbofan à faible taux de dilution classique, et développa un moteur à cycle variable. Cette décision fut prise en raison de l'une des nécessités majeures du programme ATF, qui stipulait que l'avion devait pouvoir voler à sa vitesse de croisière sans allumer sa postcombustion (régime de « supercroisière »). Cette performance nécessitait un moteur pouvant produire une importante poussée à sec et rester efficace dans tous les domaines de vol[4].

La technologie employée pour la conception du cœur de l'YF120 (la partie qui gère le flux principal et la combustion) fut développée au-cours de deux programmes industriels gouvernementaux : l’Advanced Technology Engine Gas Generator (ATEGG) et le Joint Technology Demonstration Engine (JTDE)[2].

Le 3 novembre 1990, le premier des deux prototypes YF-22, propulsé par deux YF120, a battu un record de vitesse en supercroisière, avec une vitesse de Mach 1,58[5].

Cycle variable

Le cycle variable de l'YF120 fonctionnait en modifiant le taux de dilution du moteur pour différents régimes de fonctionnement, permettant au moteur de se comporter comme un turbofan à faible taux de dilution ou comme un turboréacteur pur[4]. En configuration à faible taux de dilution (comme le concurrent F119), le moteur se comportait de manière similaire à celle de moteurs comparables. Toutefois, lorsque cela était nécessaire, le moteur pouvait rediriger plus d'air à travers le cœur chaud du moteur, et celui-ci se comportait comme un turboréacteur à simple flux, améliorant aussi sa poussée spécifique (en). Cette solution technologique rendait le moteur bien plus efficace à haute altitude et à de forts niveaux de poussée que les turbofans traditionnels[6].

Un inconvénient attendu de ce système de cycle variable aurait été une inévitable prise de poids et une plus grande complexité. GE affirma avoir combattu ces défauts en employant des vannes contrôlées par un système sous pression très simple, au lieu d'un système mécanique compliqué. GE déclara que ce système n'avait ajouté que 5 kg à la masse totale du moteur[4]. De plus, un F120 de production aurait dû avoir 40 % de pièces en moins que le turboréacteur F110[2].

Poussée vectorielle

L'YF120 possédait une tuyère vectorielle bidimensionnelle, qui permettait d'orienter l'avion dans l'axe de tangage. Ce système procurait à l'avion ainsi équipé un grand avantage en matière de manœuvrabilité, en augmentant le moment de tangage disponible pour l'avion à tous les régimes de vol. Ce mouvement est normalement assuré par les stabilisateurs horizontaux et/ou les canards de l'avion, mais l'orientation du flux des gaz du turboréacteur augmente de manière importante ce degré de mouvement, en particulier à basses vitesses, lorsque les gouvernes aérodynamiques n'ont pas beaucoup d'effet, par manque d'écoulement d'air.

Bien que l'YF120 n'entrât jamais en production, il fut installé sur l'un des deux prototypes de l'YF-22 et utilisé pour le programme de démonstration de vol à forts angles d'attaque, inclus dans la compétition ATF. Au cours de cette démonstration, l'avion vola à un angle d'attaque de 60° à une vitesse de 151,86 km/h, et continuait à être manœuvrable. Des analyses ultérieures révélèrent que l'avion aurait pu maintenir un vol contrôlé à des angles allant jusqu'à 70°[7].

Développement avancé

L'YF120 fut également proposé comme base de développement pour un moteur plus exotique, le Turbine-Based Combined Cycle (TBCC), qui aurait dû être utilisé par un démonstrateur comme le Boeing X-43B et d'autres avions hypersoniques futurs. En particulier, l'YF120 aurait servi de base au Revolutionary Turbine Accelerator (RTA-1), aussi désigné GE-57[8]. La technologie à cycle variable utilisée dans l'YF120 aurait été utilisée non-seulement pour transformer le moteur en turboréacteur, mais également en statoréacteur. Dans ce dernier mode, tout le flux d'air aurait directement été dévié du cœur du moteur vers sa section de postcombustion, dans laquelle il aurait été brûlé comme dans un statoréacteur. Ce système est sur le papier très similaire à celui déjà utilisé depuis longtemps par les moteurs Pratt & Whitney J58 de l'avion-espion américain SR-71 Blackbird.

Les vannes de dérivation se seraient ouvertes à partir de Mach 1,4, et à Mach 4, tout le flux d'air du moteur aurait contourné le cœur de celui-ci, alimentant directement le canal de postcombustion[8]. Ce moteur aurait pu accélérer de 0 à Mach 4,1 (à 17 000 m d'altitude) en 8 minutes[8]^,[9].

Applications

• Lockheed YF-22
• Northrop YF-23

Notes et références

Voir aussi

Articles connexes

• Pratt & Whitney F119
• General Electric/Rolls-Royce F136
• Pratt & Whitney J57
• Toumanski R-15

Bibliographie

• (en) David C. Aronstein et Michael J. Hirschberg, Advanced Tactical Fighter to F-22 Raptor: Origins of the 21st Century Air Dominance Fighter, Arlington, Virginie (USA), American Institute of Aeronautics & Astronomy (AIAA), 31 août 1998, 289 p. (ISBN 1563472821 et 978-1563472824)

Liens externes

• (en) « GE/Allison/Rolls-Royce Team Developing YF120 Fighter Engine for JSF Aircraft Candidates », GE Aviation, 2 septembre 1996 (consulté le 1^er janvier 2017)
• (en) « Engine & exhaust walkaround », YF-23.net, mai 2012 (consulté le 1^er janvier 2017)

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На других языках

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[de] General Electric YF120

Das General Electric YF120 war ein Mantelstromtriebwerk mit Nachbrenner, das in den 1980er Jahren speziell für das „Advanced-Tactical-Fighter“-Programm entwickelt wurde, aus dem später die F-22 Raptor hervorging. Nachdem aber 1991 das YF119 von Pratt & Whitney für die Serienproduktion ausgewählt worden ist, wurde die Entwicklung des YF120 eingestellt. Später wurde es noch in der Zusammenarbeit mit Rolls-Royce für das JSF-Programm zum F136-Triebwerk weiterentwickelt, wobei auch dieses nicht in die Serienproduktion ging, sowie als technologische Grundlage für das „Advanced Technology Engine Gas Generator“ (ATEGG) und das „Joint Technology Demonstration Engine“ (JTDE) Programm genutzt.

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[en] General Electric YF120

The General Electric YF120, internally designated as GE37, was a variable cycle afterburning turbofan engine designed by General Electric Aircraft Engines in the late 1980s/early 1990s for the United States Air Force's Advanced Tactical Fighter (ATF) program. Prototype engines were installed in the two competing technology demonstrator aircraft, the Lockheed YF-22 and Northrop YF-23.

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- [fr] General Electric YF120

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[it] General Electric YF120

Il General Electric YF120 era un motore aeronautico turboventola sviluppato dalla GE Aircraft Engines a cavallo tra gli anni ottanta e novanta nell'ambito del programma "ATF" (Advanced Tactical Fighter) della United States Air Force che sfocerà nell'F-22 Raptor. La GE perse la gara per il motore che fu vinta dal Pratt & Whitney F119.

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