GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Area dedicata alla discussione di argomenti tecnici legati alla manutenzione degli aeroplani e operazioni tecniche. Quesiti e domande a cui risponderanno i Tecnici e il Personale di terra

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GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da b747-8 » 15 settembre 2022, 16:17

Salve a tutti, eccomi di ritorno col post di un nuovo argomento dopo anni di latitanza :mrgreen:

Mi sono imbattuto in questo link:

https://www.geaviation.com/propulsion/military/xa100 ;

dove si parla di questo nuovo propulsore che non è un tradizionale turbofan a doppio flusso, ma addirittura se ne può "creare" un terzo, a quanto sembra by-passando parte dell'aria che passa dai compressori (non ho ben capito se di bassa o alta pressione) al flusso freddo.

Domande:

1) Che cambiamenti avvengono nella camera di combustione se parte dell'aria che dovrebbe essere compressa passa nel flusso freddo, ovvero all'esterno del core? La combustione può "soffrire" di questa carenza di aria, magari di più ad alta quota, oppure al contrario è una condizione migliore per la combustione?

2) In quali contesti è possibile by-passare il flusso del core, su un aeromobile militare? Solo in quota e in combattimento oppure anche a basse quote, magari in rullaggio o decollo?
Il maggior flusso freddo determinato da questa "aria in più" fa "trascinare" anche i gas di scarico del flusso caldo, aumentando così la velocità e la pressione dell'aria in uscita dal motore stesso?

3) E' possibile che questa tecnologia possa essere utilizzata in tempi brevi anche sui motori degli aeromobili civili? Ovvero: su aeromobili subsonici quali appunto quelli civili, questa tecnologia ha senso ai fini del rendimento e della riduzione dei consumi o quest'ultima potrebbe essere molto più evidente solo sugli aeromobili militari?

Grazie per le risposte! :D
Acquistiamo il diritto di criticare severamente una persona solo quando siamo riusciti a convincerla del nostro affetto e della lealtà del nostro giudizio, e quando siamo sicuri di non rimanere assolutamente irritati se il nostro giudizio non viene accettato o rispettato. In altre parole, per poter criticare, si dovrebbe avere un'amorevole capacità, una chiara intuizione ed un'assoluta tolleranza. MOHANDAS KARAMCHAND GANDHI

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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da b747-8 » 19 settembre 2022, 15:43

Scusate...che per caso ho sbagliato sezione? :scratch:
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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da JT8D » 20 settembre 2022, 18:36

b747-8 ha scritto:
19 settembre 2022, 15:43
Scusate...che per caso ho sbagliato sezione? :scratch:
No, è giusta :wink:

Appena ho un attimo di tempo ti rispondo :wink:

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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da b747-8 » 22 settembre 2022, 12:49

JT8D ha scritto:
20 settembre 2022, 18:36
b747-8 ha scritto:
19 settembre 2022, 15:43
Scusate...che per caso ho sbagliato sezione? :scratch:
No, è giusta :wink:

Appena ho un attimo di tempo ti rispondo :wink:

Paolo
Ciao Ing., fai con comodo! 8)
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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da sidew » 23 settembre 2022, 8:49

B747-8, Puoi rimpiccolire la forma? Grazie
Aldo

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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da b747-8 » 2 ottobre 2022, 15:33

sidew ha scritto:
23 settembre 2022, 8:49
B747-8, Puoi rimpiccolire la forma? Grazie
Scusa...quale forma? :oops:
Acquistiamo il diritto di criticare severamente una persona solo quando siamo riusciti a convincerla del nostro affetto e della lealtà del nostro giudizio, e quando siamo sicuri di non rimanere assolutamente irritati se il nostro giudizio non viene accettato o rispettato. In altre parole, per poter criticare, si dovrebbe avere un'amorevole capacità, una chiara intuizione ed un'assoluta tolleranza. MOHANDAS KARAMCHAND GANDHI

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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da JT8D » 2 ottobre 2022, 18:19

Non ho ancora avuto modo di leggere tutti i dettagli di questo nuovo propulsore, quindi parliamo in base a quello che è stato divulgato dal produttore.

Questo motore può riconfigurarsi durante il volo variando il bypass ratio, in modo da poter operare al massimo delle performance o in modo da consumare meno fuel. Questo avviene tramite un adaptive fan. Il motore si basa su una architettura three-stream dove possiamo indirizzare l'aria in un terzo flusso che serve principalmente per il thermal management. Quando è necessaria la massima performance, il terzo flusso è indirizzato nel core per avere la massima spinta.

In pratica si può riconfigurare il motore mentre si è in volo per una modalità ad alta efficienza o una ad alta spinta. Il terzo flusso aggiunge un ulteriore air path oltre ai due classici, quello indirizzato al core e il bypass. Questo terzo flusso può essere deviato nel flusso centrale per una maggiore spinta, oppure utilizzato per raffreddare il motore, l'avionica e i vari sistemi.

Questa tecnologia permette quindi di avere un motore ad alte prestazioni, come richiesto su un fighter, ma anche di poter volare con consumi più bassi. Il thermal management migliorato, fondamentale sugli aerei militari moderni che hanno vari sistemi che producono molto calore, permette maggiore affidabilità e l'utilizzo futuro di nuovi sistemi e anche nuove armi.

GE nei suoi comunicati dichiara che, con il nuovo motore, l'F-35 (che è l'aereo per cui è stato sviluppato) potrebbe avere dal 25 al 30% in più di autonomia e fino al 18% in più di accelerazione, con lo stesso involucro fisico dell'attuale propulsion system che equipaggia l'F-35 (l'F135 di PW).

In generale, diciamo che sui voli di trasferimento in crociera può essere utilizzata la modalità che consente il maggior risparmio, mentre durante le manovre militari richieste ad un fighter si può utilizzare la modalità ad alte performance.

Riguardo la camera di combustione, parlando in generale, esse ha bisogno di molta aria non tanto per la combustione, ma per mantenere la temperatura dei gas in uscita a livelli sopportabili dalla turbina. Si usano combustori costituiti da una zona primaria in cui si inietta il combustibile e viene fatta affluire una quantità di aria circa al rapporto stechiometrico, ed una zona di diluizione dove viene fatta entrare l’aria in eccesso per diminuire la temperatura dei gas in uscita verso la turbina. Naturalmente anche nel XA100 nel core e nelle camere di combustione entrerà la quantità d'aria corretta, l'aria sul terzo flusso viene derivata dopo il fan a monte dei compressori.

Direi che questa tecnologia è efficace sui motori militari, che hanno condizioni di utilizzo molto più stressanti e molto differenti tra loro, con profili di missione molto diversi, la necessità di molta spinta per manovre come ad esempio durante il combattimento aereo, e condizioni più tranquille durante ad esempio un volo di trasferimento.

Il motore civile ha condizioni di utilizzo più uniformi e regolari, il profilo di missione tipico di un liner è molto più prevedibile e regolare. Quindi non vedo una grande utilità per questa tecnologia (nei motori civili piuttosto si punta a rapporti di bypass più elevati, tecnologie come i geared turbofan, ecc..).

Paolo
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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da sidew » 3 ottobre 2022, 9:47

b747-8 ha scritto:
2 ottobre 2022, 15:33
sidew ha scritto:
23 settembre 2022, 8:49
B747-8, Puoi rimpiccolire la forma? Grazie
Scusa...quale forma? :oops:
Colpa mia che non ho visto il refuso, intendevo la firma...

Avevi la bandiera ucraniana che pero era enorme...
Aldo

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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da b747-8 » 6 ottobre 2022, 15:16

JT8D ha scritto:
2 ottobre 2022, 18:19
Non ho ancora avuto modo di leggere tutti i dettagli di questo nuovo propulsore, quindi parliamo in base a quello che è stato divulgato dal produttore.

Questo motore può riconfigurarsi durante il volo variando il bypass ratio, in modo da poter operare al massimo delle performance o in modo da consumare meno fuel. Questo avviene tramite un adaptive fan. Il motore si basa su una architettura three-stream dove possiamo indirizzare l'aria in un terzo flusso che serve principalmente per il thermal management. Quando è necessaria la massima performance, il terzo flusso è indirizzato nel core per avere la massima spinta.

In pratica si può riconfigurare il motore mentre si è in volo per una modalità ad alta efficienza o una ad alta spinta. Il terzo flusso aggiunge un ulteriore air path oltre ai due classici, quello indirizzato al core e il bypass. Questo terzo flusso può essere deviato nel flusso centrale per una maggiore spinta, oppure utilizzato per raffreddare il motore, l'avionica e i vari sistemi.

Questa tecnologia permette quindi di avere un motore ad alte prestazioni, come richiesto su un fighter, ma anche di poter volare con consumi più bassi. Il thermal management migliorato, fondamentale sugli aerei militari moderni che hanno vari sistemi che producono molto calore, permette maggiore affidabilità e l'utilizzo futuro di nuovi sistemi e anche nuove armi.

GE nei suoi comunicati dichiara che, con il nuovo motore, l'F-35 (che è l'aereo per cui è stato sviluppato) potrebbe avere dal 25 al 30% in più di autonomia e fino al 18% in più di accelerazione, con lo stesso involucro fisico dell'attuale propulsion system che equipaggia l'F-35 (l'F135 di PW).

In generale, diciamo che sui voli di trasferimento in crociera può essere utilizzata la modalità che consente il maggior risparmio, mentre durante le manovre militari richieste ad un fighter si può utilizzare la modalità ad alte performance.

Riguardo la camera di combustione, parlando in generale, esse ha bisogno di molta aria non tanto per la combustione, ma per mantenere la temperatura dei gas in uscita a livelli sopportabili dalla turbina. Si usano combustori costituiti da una zona primaria in cui si inietta il combustibile e viene fatta affluire una quantità di aria circa al rapporto stechiometrico, ed una zona di diluizione dove viene fatta entrare l’aria in eccesso per diminuire la temperatura dei gas in uscita verso la turbina. Naturalmente anche nel XA100 nel core e nelle camere di combustione entrerà la quantità d'aria corretta, l'aria sul terzo flusso viene derivata dopo il fan a monte dei compressori.

Direi che questa tecnologia è efficace sui motori militari, che hanno condizioni di utilizzo molto più stressanti e molto differenti tra loro, con profili di missione molto diversi, la necessità di molta spinta per manovre come ad esempio durante il combattimento aereo, e condizioni più tranquille durante ad esempio un volo di trasferimento.

Il motore civile ha condizioni di utilizzo più uniformi e regolari, il profilo di missione tipico di un liner è molto più prevedibile e regolare. Quindi non vedo una grande utilità per questa tecnologia (nei motori civili piuttosto si punta a rapporti di bypass più elevati, tecnologie come i geared turbofan, ecc..).

Paolo
Grazie Paolo. Ci potrebbe stare anche um maggior costo manutentivo dell'XA-100 rispetto ad esempio ad un GEnX in campo civile? Intendo dire: per le sollecitazioni meccaniche e termiche, un motore per uso militare ha un costo per ora di volo (e quindi di manutenzione) più elevato, e questo vale anche per l'XA-100?
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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da JT8D » 23 ottobre 2022, 12:28

Diciamo che, in termini generici, mentre per i motori civili l'affidabilità è un requisito fondamentale (e sta diventando sempre più determinante anche aumentare i tempi tra una manutenzione schedulata e un'altra, in modo da avere il motore fermo il meno tempo possibile nella sua vita operativa, sia per scheduled che per unscheduled maintenance), nei motori militari la performance è determinante. Questo non vuol dire che l'affidabilità non viene ritenuta importante, ma si può magari rinunciare a qualcosa per guadagnare performance.

Come sempre nell'ingegneria, tutto si basa su un compromesso e il compito del progettista è trovar il migliore compromesso in base alla missione che si dovrà svolgere.

Un liner civile vola molte ore ogni giorno, quando è fermo è un peso economico per l'operatore, che non sta guadagnando dalla macchina. Quindi meno sta fermo meglio è, rispettando le manutenzioni previste naturalmente. Un fighter deve essere efficiente naturalmente e pronto alla missione, ma la singola macchina vola meno ore di un liner civile, quindi ha più tempo per stare fermo per le manutenzioni, quindi in generale si può anche accettare più manutenzioni richieste, guadagnando però in performance.

In termini generali i componenti del motore di un fighter sono più sollecitati durante le operazioni (pensa alle sollecitazioni termiche ad esempio) rispetto agli attuali motori ad alto BPR che equipaggiano i liners civili.

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Re: GE XA 100, il nuovo motore dell'F-35

Messaggio da b747-8 » 27 ottobre 2022, 19:38

JT8D ha scritto:
23 ottobre 2022, 12:28
Diciamo che, in termini generici, mentre per i motori civili l'affidabilità è un requisito fondamentale (e sta diventando sempre più determinante anche aumentare i tempi tra una manutenzione schedulata e un'altra, in modo da avere il motore fermo il meno tempo possibile nella sua vita operativa, sia per scheduled che per unscheduled maintenance), nei motori militari la performance è determinante. Questo non vuol dire che l'affidabilità non viene ritenuta importante, ma si può magari rinunciare a qualcosa per guadagnare performance.

Come sempre nell'ingegneria, tutto si basa su un compromesso e il compito del progettista è trovar il migliore compromesso in base alla missione che si dovrà svolgere.

Un liner civile vola molte ore ogni giorno, quando è fermo è un peso economico per l'operatore, che non sta guadagnando dalla macchina. Quindi meno sta fermo meglio è, rispettando le manutenzioni previste naturalmente. Un fighter deve essere efficiente naturalmente e pronto alla missione, ma la singola macchina vola meno ore di un liner civile, quindi ha più tempo per stare fermo per le manutenzioni, quindi in generale si può anche accettare più manutenzioni richieste, guadagnando però in performance.

In termini generali i componenti del motore di un fighter sono più sollecitati durante le operazioni (pensa alle sollecitazioni termiche ad esempio) rispetto agli attuali motori ad alto BPR che equipaggiano i liners civili.

Paolo
In pratica possiamo paragonare un liner civile ad un'automobile servizio taxi, che più gira coi passeggeri meglio è, mentre un aeromobile militare, a parte il suo impiego, possiamo paragonarlo ad una sportiva di lusso, della quale non importa quanto stia ferma o quanto costi la manutenzione. La prima guadagna stando ferma il meno possibile, la seconda no...e anche il motore della prima forse è meno sollecitato rispetto a quello di una sportiva...

P.S. spero non mettano il tassametro sugli aeromobili civili dopo questa mia risposta o siamo rovinati...non potremo nemmeno pensare di farlo un viaggio in aereo!!! I taxi costano...con rispetto parlando, parlo per esperienza personale!!! :lol: :mrgreen:

Ah: un saluto agli eventuali tassisti che frequentano il forum!!! :mrgreen:
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