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Il Pratt & Whitney F135 è un motore a turboventola con postbruciatore sviluppato per il caccia multiruolo F-35 Lightning II. La famiglia dei propulsori F135 ha diverse varianti, tra cui una versione convenzionale e una versione STOVL (Short Take Off Vertical Landing) che comprende una ventola per la spinta verticale chiamata Rolls-Royce LiftSystem. Il primo esemplare di produzione in versione STOVL è stato consegnato a dicembre 2010[3].

F135
Il propulsore F135 nella versione 600 con ventola di sollevamento Rolls-Royce LiftSystem, ugelli di rollio e ugello posteriore, progettato per la versione F-35B V/STOL al Paris Air Show, 2007
Descrizione generale
Costruttore Pratt & Whitney
Tipoturboventola con postbruciatore
Combustione
Compressoreassiale a 3 stadi a bassa pressione e 6 stadi ad alta pressione
Turbina2 a bassa pressione e 1 ad alta pressione
Uscita
Spinta125 kN

191,3 kN (con postbruciatore)[1][2]

Dimensioni
Lunghezza5,59 m (220 in)
Larghezza1,29 m (51 in)
Peso
A vuoto1701 kg (3 750 lb)
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Sviluppo


Le origini del propulsore risalgono ad un programma DARPA del 1986 che mirava a sviluppare un aereo da caccia con capacità stealth e STOVL per il Corpo dei Marines statunitense da parte del team Skunk Works della Lockheed Martin. Paul Bevilaqua, un progettista della Lockheed concepì e brevettò[4] un prototipo di aereo, e la Pratt & Whitney (P&W) sviluppò il propulsore. Questo dimostratore impiegava la ventola del primo stadio di un propulsore F119 come ventola di sollevamento, e le ventole del modello F100-220 per il propulsore. Inoltre venne impiegata la grande turbina a bassa pressione della versione F100-229, in modo da poter raggiungere la potenza necessaria per la ventola di sollevamento e un ugello a spinta variabile. Questo dimostratore fornì le basi per lo sviluppo del propulsore F135.[5]

Al termine del 2010 il propulsore ha completato 20 000 ore di test, terminando la fase di sviluppo e di dimostrazione[6] ed è stato consegnato il primo esemplare di produzione[3]. Gli aerei F-35 utilizzeranno questo propulsore o il propulsore alternativo F136, sviluppato da un team GE/Rolls-Royce.

Il team di sviluppo del F135 è composto da Pratt & Whitney, Rolls-Royce e Hamilton Sundstrand. La P&W è il prime contractor ed è responsabile del propulsore principale e dell'integrazione dei sistemi, mentre la Rolls-Royce si occupa del sistema di sollevamento verticale per la versione STOVL e la Hamilton Sundstrand sviluppa principalmente il sistema di controllo elettronico, il sistema relativo al carburante e il sistema di attuatori. Il programma di sviluppo ha subìto un ritardo di 13 mesi[7].

Lo sviluppo del propulsore non è terminato, poiché è iniziato nel 2009 un progetto riguardante una versione del propulsore più durevole, in grado di aumentare la vita dei componenti chiave. Questi sono principalmente contenuti nelle parti calde del motore (la camera di combustione e le palette della turbina ad alta pressione), poiché le elevate temperature riducono la durata dei componenti. Il propulsore di test è chiamato XTE68/LF1[8].

Sotto pressione del Pentagono, la P&W mira a produrre l'F135 ad un prezzo inferiore rispetto all'F119, anche se questo è più potente[9].


Progetto


Diagramma dell'energia del propulsore per il Rolls-Royce LiftSystem
Diagramma dell'energia del propulsore per il Rolls-Royce LiftSystem
Diagramma per la versione F-35B
Diagramma per la versione F-35B

L'F-135 è un propulsore a turboventola con un compressore a tre stadi a bassa pressione e a sei stadi ad alta pressione. La sezione calda comprende un combustore anulare con una turbina a singolo stadio ad alta pressione e una turbina a doppio stadio a bassa pressione. Il postbruciatore contiene un ugello convergente-divergente variabile.[10]

Le versioni convenzionale (F135-PW-100) e per portaerei (F135-PW-400) hanno una spinta con postbruciatore di circa 191 kN e una spinta a secco di circa 125 kN. La differenza principale tra i modelli 100 e 400 consiste nell'impiego di materiali resistenti alla corrosione del sale per la versione da portaerei.[10]

La versione STOVL (F135-PW-600) ha le stesse prestazioni, con la produzione di 80,1 kN di spinta verticale. Combinata con la spinta della ventola di sollevamento (89,0 kN) e dei due ugelli posizionati nell'attaccatura delle ali per il controllo del rollio (8,67 kN ciascuno), il sistema Rolls-Royce LiftSystem raggiunge una spinta totale di 186 kN, quasi la stessa prodotta dal propulsore stesso in modalità postbruciatore, senza tuttavia l'ingente consumo di carburante e il calore dei gas di scarico[11].

Uno degli obiettivi primari del progetto F135 consisteva nel migliorare l'affidabilità e la facilità di manutenzione. Il propulsore è stato quindi progettato con un minor numero di componenti. Molti di essi, chiamati line-replaceable components, possono essere rimossi e sostituiti con l'ausilio di sei strumenti a mano. Inoltre, il sistema health management system permette di trasmettere ai tecnici a terra dati in tempo reale, permettendo la preparazione delle riparazioni prima che l'aereo ritorni alla base. Secondo il costruttore, questi dati possono ridurre drasticamente (fino al 94%) i tempi di riparazione e di diagnosi dei guasti rispetto ad un propulsore tradizionale[12].

I propulsori F135/F136 non sono stati progettati per volare in modalità supercrociera[13].


Varianti



Note


  1. P&W F-135, su pw.utc.com (archiviato dall'url originale il 15 agosto 2010).
  2. F-135 web page, su f135engine.com. URL consultato il 28 dicembre 2010 (archiviato dall'url originale il 24 aprile 2012).
  3. S. Duvall, Pratt & Whitney Delivers First Production F135 Short Take Off Vertical Landing Engine, su pw.utc.com, P&W Press Release, 9 settembre 2010 (archiviato dall'url originale il 13 dicembre 2010).
  4. (EN) US5209428, United States Patent and Trademark Office, Stati Uniti d'America..
  5. Paul M. Bevilaqua, Joint Strike Fighter Dual-Cycle Propulsion System (PDF) [collegamento interrotto], in Journal of Propulsion and Power, vol. 21, n. 5, 2005, pp. 778-783.
  6. E.Dick, S.Duvall, Pratt & Whitney's F135 Engine Exceeds 20,000 Test Hours and Completes All Initial Service Release Development Testing [collegamento interrotto], su pw.utc.com, P&W Press Release, 20 settembre 2010.
  7. Donley: No JSF Alternatives Exist[collegamento interrotto].
  8. Harrington, Caitlin, Pratt & Whitney starts development of new F-35 test engine, su janes.com, Jane's Defence Weekly, 2009.
  9. Graham Warwick, Amy Butler, Pentagon Ramps Up Pressure On F-35 Price. (XML), su aviationweek.com, Aviation Week, 3 dicembre 2010.
  10. "The Pratt & Whitney F135". Jane's Aero Engines. Jane's Information Group, 2009 (subscription version, dated 10 July 2009)[collegamento interrotto].
  11. Rolls-Royce, Rolls-Royce LiftSystem (PDF), su rolls-royce.com (archiviato dall'url originale il 28 dicembre 2013).
  12. Rajagopalan, R., Wood, B., Schryver, M., Evolution of Propulsion Controls and Health Monitoring at Pratt and Whitney, AIAA/ICAS International Air and Space Symposium and Exposition: The Next 100 Years, Dayton, Ohio, 14 luglio 2003.
  13. Frequently Asked Questions about JSF, su jsf.mil. URL consultato il 28 dicembre 2010 (archiviato dall'url originale il 1º agosto 2010).

Bibliografia



Voci correlate



Altri progetti



Collegamenti esterni


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На других языках

[de] Pratt & Whitney F135

Das Pratt & Whitney F135 ist ein Nachbrenner-Strahltriebwerk, speziell für die Lockheed Martin F-35. Das F135 gibt es bis jetzt in 3 verschiedenen Versionen und auch als STOVL-Version. Das F135 wurde aus dem P&W F119, das in der Lockheed Martin F-22 Raptor verwendet wird, entwickelt.

[en] Pratt & Whitney F135

The Pratt & Whitney F135 is an afterburning turbofan developed for the Lockheed Martin F-35 Lightning II, a single-engine strike fighter. It has two variants; a Conventional Take-Off and Landing (CTOL) variant used in the F-35A and F-35C, and a two-cycle Short Take-Off Vertical Landing (STOVL) variant used in the F-35B [1] that includes a forward lift fan. The first production engines were delivered in 2009.[2]

[es] Pratt & Whitney F135

El Pratt & Whitney F135 es un motor de reacción de tipo turbofán con posquemador desarrollado para el caza polivalente monomotor Lockheed Martin F-35 Lightning II. La familia del F135 consta de distintas variantes, incluyendo una de empuje hacia atrás de tipo convencional, y una variante multiciclo con capacidad STOVL que incorpora un ventilador delantero de elevación. Los primeros motores de producción estaba previsto que fueran entregados en 2009.[1]

[fr] Pratt & Whitney F135

Le Pratt & Whitney F135 est un turboréacteur à postcombustion développé par l'américain Pratt & Whitney au début des années 2000. Ce moteur est destiné à propulser les Lockheed Martin F-35 Lightning II. La famille des F135 se décline en plusieurs variantes, dont une conventionnelle et une deuxième pour les avions à décollage verticaux qui a recours à un système de poussée vectorielle. Les premiers moteurs sont livrés à partir de 2009[1]. Le centième en 2013. Le millième de série, assemblé dans une usine à Middletown (Connecticut) est livré le 31 août 2022[2].
- [it] Pratt & Whitney F135

[ru] Pratt & Whitney F135

Pratt & Whitney F135 — авиационный высокотемпературный турбореактивный двухконтурный двигатель с форсажной камерой, разработанный компанией Pratt & Whitney для истребителя 5-го поколения Lockheed Martin F-35 Lightning II. Двигатель является дальнейшим развитием двигателя F119, используемого на истребителях пятого поколения F-22 Raptor. Имеется вариант для самолётов F-35B с вертикальным взлётом и посадкой, оборудованный поворотным соплом и подъёмным вентилятором.


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