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| F110 | |
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| F-16 に搭載される F110-GE-100 ターボファン エンジン (1986 年頃) | |
| タイプ | ターボファン |
| 国籍 | アメリカ合衆国 |
| メーカー | GEエアロスペース |
| 最初の実行 | 1980年代 |
| 主な用途 | ゼネラル・ダイナミクス F-16 ファイティング・ファルコン グラマン F-14B/D トムキャット マクドネル・ダグラス F-15E ストライク・イーグル ボーイング F-15EX イーグル II 三菱 F-2 TAI TF カーン |
| 開発元 | ゼネラルエレクトリック F101 |
| バリエーション | ゼネラルエレクトリック F118 |
ゼネラル・エレクトリック F110は、 GE エアロスペース(旧 GE アビエーション)が製造したアフターバーナー付き ターボファン ジェットエンジンです。このエンジンはゼネラル・エレクトリック F101から派生したもので、プラット・アンド・ホイットニー F100の代替として戦術戦闘機に搭載され、当初のプラットフォームはF-16C ファイティング・ファルコンとF-14A+/B トムキャットでした。F110 は最終的に新しいF-15 イーグルの派生型にも搭載されました。このエンジンは、ライセンス契約の一環として、日本のIHI 社、トルコのTUSAŞ Engine Industries (TEI)、韓国のサムスンテックウィンでも製造されています。 [1] [2]
F118は、ノースロップ B-2ステルス爆撃機とロッキード U-2S偵察機 に搭載されている F110 の非アフターバーナー型です。
設計と開発
F110は、1970年代にゼネラル・エレクトリックが米国の戦闘機エンジン市場に再参入しようとした努力と、米空軍がF-15とF-16に搭載していたプラット・アンド・ホイットニーF100エンジンの信頼性、寿命、メンテナンスの問題に対処したいという願望が交差して生まれた。1975年、ゼネラル・エレクトリックは自社の資金を使い、B-1爆撃機用のF101エンジンの派生型であるF101Xの開発を開始した。F101Xはコア設計の多くを継承しながらも、熱力学サイクルと推力が戦闘機エンジンにより適したものとなるようF404から大型化された小型ファンを搭載していた。収束発散アイリスノズルもF404から派生したものである。[3]
カーター政権によるB-1Aのキャンセル（ B-2となる先進技術爆撃機の代替）は、ゼネラル・エレクトリックのビジネス損失を意味し、戦闘機エンジン市場へのF101Xの提供へのさらなる推進力となった。このエンジンは空軍のエンジンモデル派生プログラム（EMDP）の関心を引き、1979年にF101派生戦闘機エンジン、またはF101 DFEとして資金提供を開始した。空軍はF101 DFEをF100の潜在的な代替品と見なし、またF100の問題に対処するためにプラット・アンド・ホイットニーからより良い性能を引き出す方法と見なした。[3]
1980年に地上試験が完了した後、F101 DFEは飛行試験のために初めてF-16に搭載され、既存のF100に比べて性能と操作性が大幅に向上していることが示された。1982年、空軍は将来のF-15およびF-16生産への適用に向けてF100と競合する選択肢としてF101 DFEの本格的な開発を開始し、最終的にこのエンジンはF-16に選択され、F110-GE-100と命名された。F110の脅威は、プラット・アンド・ホイットニーがF100に影響する問題をより迅速に修正し、改良されたF100-PW-220派生型を開発する理由として挙げられている。[3] [4]ユニットコストを下げ、請負業者のパフォーマンスを向上させるために、空軍は1983年にF100とF110の間で代替戦闘機エンジン（AFE）競争を実施しました。これは「エンジン大戦争」と呼ばれ、エンジン契約は競争を通じて授与されました。空軍は1984年から両方のエンジンを購入し、契約は毎年競争され、F100とF110の割合は契約に基づいて変化しました。競争は最終的に1992年に終了しました。[5]
F101 DFEは1981年にF-14Bプロトタイプでもテストされ、既存のプラット・アンド・ホイットニーTF30に比べて大幅な性能向上が見られました。[6]海軍は1982年にさらなるテストを中止しましたが、空軍のAFE評価の結果を使用して将来のF-14の動力装置を選択しました。F101 DFEは最終的に1984年に海軍によって選択され、F110-GE-400と命名されました。[3]
デザイン
F110-GE-100/400は、低バイパス軸流アフターバーニングターボファンです。2段低圧タービンで駆動する3段ファンと、1段高圧タービンで駆動する9段コンプレッサーを備えています。全体の圧力比は30.4、バイパス比は0.87です。[7] F100の野心的な高推力と軽量化という純粋な性能目標とは対照的に、F110では信頼性、操作性、性能のバランスに重点が置かれました。ファンと吸気ガイドベーンは、空気の流れをスムーズにしてコンプレッサーの失速に対する抵抗力を高めるように設計されています。エンジンには電子式および油圧機械式の制御システムがあり、急激なスロットル入力に対する許容度が高まっています。-100と-400の主な違いは、後者のオーグメンタセクションが約50インチ長いことです。 F-16C/Dブロック30/40に使用された-100は、中間出力で16,600 lbf (73.8 kN)、アフターバーナーで28,200 lbf (125.4 kN)の非装備静的推力を持っていた。F-14B/Dに使用された-400の数値は、それぞれ16,333 lbf (72.7 kN)と26,950 lbf (119.9 kN)であった。[8]
さらなる発展
1980年代半ば、空軍は戦術戦闘機のさらなる出力を求め、F100とF110の改良型エンジン（IPE）プログラムを開始した。その目標は、F100-PW-220とF110-GE-100で達成された耐久性の向上を維持しながら、29,000 lbf（129 kN）クラスの推力を達成することであった。その結果が、プラット・アンド・ホイットニーF100-PW-229とゼネラル・エレクトリックF110-GE-129である。F110-100と比較して、-129は、80％の共通性を維持しながら、より広い範囲の条件と飛行エンベロープのより広い部分で最大推力を達成できる完全デジタルエンジン制御（FADEC）を含む部品の改良を取り入れ、バイパス比は0.76に低下した。 -129 は、中出力で 17,155 lbf (76.3 kN)、フルアフターバーナーで 29,500 lbf (131.2 kN) の推力を生み出し、1992 年に F-16C/D ブロック 50 に初めて搭載されました。このエンジンは、韓国向けの F-15K を皮切りに、強化された F-15E 派生型にも搭載されました。
F110の非アフターバーナー型はF118と名付けられ、B-2ステルス爆撃機とエンジン換装されたU-2S偵察機に搭載された。ゼネラル・エレクトリック社が軸対称推力偏向排気ノズル（AVEN）と呼ぶ3次元軸対称推力偏向ノズルを装備したF110-100の派生型は、多軸推力偏向（MATV）プログラムの一環として、NF-16D VISTAと呼ばれる特別に改造されたF-16でテストされた。 [9]
F110は2000年にF110-GE-132からさらに強化された派生型の開発が始まり、当初はF110-GE-129EFE（強化戦闘機エンジン）と呼ばれていました。[10] -132とその競合機であるプラット・アンド・ホイットニーF100-PW-232はどちらも、ブロック30派生型で導入されたF-16のモジュラー共通吸気ダクト（MCID）、または「ビッグマウス」吸気口を最大限に活用するように設計されていました。-132には、より効率的で最大気流を増やすことができる改良ファン、複合ファンダクト、ホットセクションの耐久性向上、ラジアルオーグメンター、および制御システムの改善が組み込まれています。このエンジンは、統合高性能タービンエンジン技術（IHPTET）プログラムの下で行われた研究を活用しました。 -132は中間出力で19,000 lbf（84.5 kN）、アフターバーナーで32,500 lbf（144.6 kN）の推力を生み出すが、-129の推力レベルで動作するように調整して、検査間隔を4,300サイクルから6,000に増やすこともできる。古い-129は、新しいファンをモジュール式コンポーネントとして使用して、-132構成にアップグレードできる。F110-132は、アラブ首長国連邦のF-16E/Fブロック60の動力源として選択された。[11] [12]エンジンの飛行テストは2003年に開始され、最初の納品は2005年であった。[13]
-132の技術と商用CFM56開発の技術はF110耐用年数延長プログラム（SLEP）と共有され、SLEP技術でアップグレードされたF110-129は-129Cの名称が与えられた。6,000サイクル間隔でさらに改良されたサブバリアントは、-129D（F-16用）と-129E（F-15用）と命名された。[14] -129EはTAIカーンプロトタイプにも搭載されている。[15]
主な用途
F-14
F -14Aは1973年にプラット・アンド・ホイットニー TF30エンジンを搭載してアメリカ海軍に就役した。1970年代末までに、元のエンジンに多くの問題が生じた（およびF-15とF-16のF100に同様の問題があった）ため、国防総省は改良型のTF30-P-414Aの調達を開始した。これらのエンジンにより整備性の問題は解決したが、燃料消費量と推力は初期モデルと同程度で、F-14の設計目的よりも大幅に低かった。F-14の当初計画であったプラット・アンド・ホイットニー F401はF100設計の海軍向け大型開発であったが、これもコストと信頼性の問題からキャンセルされた。
空軍のAFE評価の結果を検討した後、海軍は1984年にF-14のエンジン交換にF101 DFEを選択し、その派生型はF110-GE-400と命名されました。-400と空軍のF110-GE-100の主な違いは長さです。-400はF-14の機体に合わせて50インチ（1.3メートル）のテールパイプ延長があり、オーグメンターの下流に取り付けられていました。運用開始当初、-400の延長されたテールパイプによってアフターバーナーライナーに予期せぬホットスポットが発生し、問題が修正されるまでに数機のF-14が失われました。[16]このエンジンはアフターバーナー使用時に26,950 lbf（119.9 kN）の非搭載推力を生み出しました。[17] [18]海面でアフターバーナーを作動させた場合の最大推力は23,400 lbf (104.1 kN)で、マッハ0.9では30,200 lbf (134.3 kN)に上昇した。[19]これは、F-14の当初の計画であるF401と似ており、TF30の最大非装着推力20,900 lbf (93 kN)を大幅に上回るものであった。[20]これらの改良型ジェット機は当初F-14A+として知られていたが、F110を搭載した新量産機と同様にF-14Bに再指定された。同じエンジンが、この航空機の最終型であるF-14Dにも搭載された。
スーパートムキャット21（ST-21）などのF-14の改良型は、F110-GE-129 IPEの海軍型であるF110-GE-429を搭載する予定であった。[21]
F-16
F -16 ファイティング ファルコンは、プラット & ホイットニー F100アフターバーニングターボファンエンジンを搭載して就役しました。ユニット コストを下げる方法を模索して、USAF は 1984 年に代替戦闘機エンジン (AFE) プログラムを実施し、エンジン契約を競争で締結することにしました。2005 年 6 月の時点で、F110 は USAF の F-16C/D の 86% に搭載されていました。F110-GE-100 は F100-PW-200 よりも約 4,000 lbf (17.8 kN) 高い推力を発揮しますが、ジェット機がエンジンを完全に活用するにはより多くの空気の流れが必要です。標準の垂直衝撃入口 (NSI) では、F110 は 25,735 lbf (114.5 kN) に制限されていました。 F-16C/D ブロック 30/32 は、両方のエンジンを搭載できる共通のエンジン ベイを備えて製造された最初の機体で、ブロック 30 には F110 用のより大きな MCID インレット (「ビッグ マウス」とも呼ばれる) があり、ブロック 32 には F100 用の標準インレットが保持されています。
F-16C/Dブロック30と40は28,200 lbf (125.4 kN)のF110-GE-100を搭載し、ブロック50は29,500 lbf (131.2 kN)のF110-GE-129 IPEを搭載していた。アラブ首長国連邦のF-16E/Fブロック60は32,500 lbf (144.6 kN)のF110-GE-132を搭載しており、インド空軍MMRCA競争のために提案されたロッキード・マーティン-タタF-21もブロック60に基づいており、当初F-16INと呼ばれていた。[22] [23]現在生産されているF-16Cブロック70は寿命と耐久性が向上したF110-129Dを搭載している。[24]
F-16の派生型である三菱F-2とジェネラル・ダイナミクスF-16XLには、-129 IPEが搭載されている。F-2のエンジンはIHI株式会社によってライセンス生産され、 2024年2月にIHIの内部告発者が報告する前は[13]、F110-IHI-129と指定されていた[要出典] 。 [25] 2024年4月24日、IHIは、2003年以来エンジンデータを改ざんし、世界中で4,000台以上のエンジンに影響を与えていた子会社のIHIパワーシステムズ株式会社に対して、国土交通省が調査を行っていると発表した。[26]
F-15
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空軍はF-15EストライクイーグルのIPEとしてプラット・アンド・ホイットニーF100-PW-229を選択したが、飛行試験のために1機の航空機に2基のF110-GE-129が搭載された。[27] [28]韓国は40機のF-15K戦闘機の動力源として-129を選択し、量産型F-15にゼネラル・エレクトリックのエンジンが搭載されたのはこれが初めてであった。このエンジンはサムスン・テックウィン社との共同ライセンス契約を通じて製造された。また、シンガポール共和国空軍（RSAF）もF-15SGの動力源としてこのエンジンを選択した。
F-15Eはさらに、F110-GE-129のFADECを組み込んだ新しいフライ・バイ・ワイヤ制御システムを搭載したアドバンスト・イーグルへと発展した。F110-129Eを搭載したアドバンスト・イーグルは、サウジアラビアのF-15SA、カタールのF-15QA、米空軍のF-15EXのベースとなる。[29]
バリエーション
- F110-GE-100 : F101 DFE (派生型戦闘機エンジン) から派生した初期型で、F-16 ブロック 30 および 40 に搭載されています。
- F110-GE-400 : F-14 に適合するように 50 インチの増強延長部を備えた -100 の海軍型で、F-14A+ (後に F-14B に指定) および F-14D に搭載されています。
- F110-GE-129 : 性能が向上したエンジンの派生型で、F-16 ブロック 50 および 70、F-15K、SG、SA、QA、EX に搭載されています。
- F110-GE-132 : F-16 ブロック 60 の推力をさらに強化した派生型。
アプリケーション
- ジェネラル・ダイナミクス F-16 ファイティング・ファルコン
- ジェネラル・ダイナミクス F-16XL
- グラマン F-14A+ (F-14B) と F-14D スーパートムキャット
- マクドネル・ダグラス F-15E ストライクイーグルとボーイング F-15EX イーグル II
- 三菱F-2
- タイ・TF・カーン[30]
仕様
F110-GE-100/400
アメリカ機械学会のデータ[7]、海軍航空システム司令部（NAVAIR）[18]
一般的な特徴
- タイプ: アフターバーナーターボファン
- 長さ: -100の場合は181.9 インチ(462 cm )、-400の場合は232インチ (589 cm)
- 直径:入口 35.66 インチ (90.6 cm)、全長 46.5 インチ (118.1 cm)
- 乾燥重量: -100の場合は3,830 ポンド(1,740 kg )、-400の場合は4,183ポンド (1,897 kg)
コンポーネント
パフォーマンス
- 最大推力:
- 総圧力比: 30.4:1
- 空気質量流量: 270 lb/s (122.4 kg/s)、小型 F-16 吸気口付き 254 lb/s (115.2 kg/s)
- 推力重量比:中間出力4.33:1、アフターバーナー7.36:1
F110-GE-129
ゼネラルエレクトリックのデータ、 [31] [32] アメリカ機械学会（ASME）、[10] MTU [33]
一般的な特徴
- タイプ: アフターバーナーターボファン
- 長さ: 181.9インチ (462 cm)
- 直径: 46.5インチ (118.1 cm)
- 乾燥重量: 3,920 ポンド (1,780 kg)
コンポーネント
パフォーマンス
- 最大推力:
- 中間出力: 17,155 lbf (76.3 kN)
- フルアフターバーナー: 29,500 lbf (131.2 kN)
- 総圧力比: 30.7:1
- 空気質量流量: 270 ポンド/秒 (122.4 kg/秒)
- タービン入口温度: 2,750 °F (1,510 °C ; 1,780 K )
- 推力重量比:中間出力4.38:1、アフターバーナー7.50:1
F110-GE-132
ゼネラル・エレクトリック[12] 、アメリカ機械学会（ASME）[10] 、フォーキャスト・インターナショナル[34]のデータ
一般的な特徴
- タイプ: アフターバーナーターボファン
- 長さ: 181.9インチ (462 cm)
- 直径: 46.5インチ (118.1 cm)
- 乾燥重量: 4,050 ポンド (1,840 kg)
コンポーネント
パフォーマンス
- 最大推力:
- 中間出力: 19,000 lbf (84.5 kN)
- フルアフターバーナー: 32,500 lbf (144.6 kN)
- 総圧力比: 33.3:1
- 空気質量流量: 275 ポンド/秒 (124.7 kg/秒)
- 推力重量比:中間出力4.69:1、アフターバーナー8.02:1
参照
関連開発
同等のエンジン
関連リスト
参考文献
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- ^ F-16空軍 - トルコ。F-16.net。2013年8月16日閲覧。
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- ^ データシート GE-129 - pdf
- ^ F110-GE-129 データシート
- ^ ゼネラルエレクトリック F110
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ゼネラル・エレクトリック F110に関連するメディアがあります。
- GE Aviation F110 ページ
- 航空機エンジン歴史協会 - F110-GE-100 ギャラリー
- グローバルセキュリティ - F110