Helt ny motorteknologi i USA's næste superkampfly

Den amerikanske flåde er gået på jagt efter et nyt kampfly, der kan afløse Super Hornet. Det vil blandt andet få en helt ny motorteknologi, og så er manøvreegenskaber igen blevet kritiske, mener flåden.

»Maneuverability is irrelevant.«

Sådan lyder et af de mange marketingslogans bag F-35 Joint Strike Fighter med reference til flyets avancerede elektronik, der angiveligt skulle gøre manøvreegenskaber overflødige i kamp.

Men ifølge den amerikanske flåde er det måske lige frisk nok. I hvert fald er netop manøvreegenskaber igen blevet afgørende for det kampfly, der skal kunne flyve sammen med F-35 i flåden om 10-20 år og overleve missioner i områder mærket anti-access/area denial (A2/AD). Det er områder med svær modstand fra avancerede kampfly og anti-luftmissilsystemer.

Det fremgår af et nyt udbudsmateriale udsendt af den amerikanske flåde, hvor man beder den amerikanske industri komme med sit bud på det kampfly, der fra 2030 skal afløse Super Hornet.

»A2/AD-truslen bliver kun større. Det skal vi kunne imødegå, og den eneste måde at gøre det på er ved at have bedre kinematik end eksisterende fly,« siger kontreadmiral William Moran, der leder kontoret for luftkrig i US Navy, til Flight Internationals forsvarsblog, The DEW-line.

Kinematik siger noget om flyets manøvregenskaber, blandt andet evnen til hurtigt at skifte flyvehøjde, accelerere hurtigt, ændre angrebsvinkler, fastholde høj farten i korte sving og så videre. Det vil i givet fald være et opgør med filosofien bag F-35 (der på papiret kun har nogenlunde samme manøvreegenskaber som et F-16 og i stedet lever på en række avancerede sensorteknologier) og retter sig mere mod F-22, der af de fleste branchefolk betegnes som verdens bedste kampfly - når det altså flyver, vel at mærke.

Nye motorer

Ud over at være et langsigt militærprojekt er RFI'en et slags langsigtet beskæftigelsesprojekt for USA's våbenindustri. Flåden forventer, at det nye kampfly vil få en helt ny motorteknologi, der vil være nøglen til, at flyet kan øge sin aktionsradius og udholdenhed, samtidig med at det fastholder egenskaber som fart og acceleration.

Det krav har General Electric for længst lugtet. Efter at have tabt konkurrencen om motoren til netop F-35 til Pratt & Whitney er den amerikanske megakoncern begyndt at kigge på næste projekt inden for flymotorer til militæret.

Næste generations kampfly skal nemlig være i stand til spare på brændstofdråberne, når det ikke flyver i kampsituationer. Tanken er derfor at udvikle en motorteknologi, som bortset fra specifikke komponenter mere eller mindre kan anvendes til flere forskellige fly. Det kunne eksempelvis blive det amerikanske flyvevåbens næste store prestigeprojekt, Next Generation Bomber.
GE's bud på det slags teknologi kaldes Advent, Adaptive Versatile Engine Technology. Det er en samling af udviklingsprojekter, som GE tror så meget på, at firmaet årligt investerer 600 millioner dollars i at udvikle teknologierne.

Modellen er blandt andet, at motoren lynhurtigt skal kunne variere gennemstrømningen af luft for at maksimere effektiviteten ved forskellige hastigheder, samtidig med at man reducerer brændstofforbruget. En analogi til bilmotorer vil være at udvikle en Formel 1-motor med et brændstofforbrug som en VW Polo Bluemotion og evnen til at skifte hastighedskonfiguration efter behov.

Motoren udvikles med nye, avancerede varmeabsorberende kompositmaterialer, der gør det muligt for motoren at køre under højere temperaturer end i dag, samtidig med at den kraftigt har forøget trykkraften. Endelig vil de nye materialer betyde reduceret varmesignatur, hvilket igen betyder, at det nye kampfly vil kunne operere over store afstande og mod modstandere, der sidder på avanceret isenkram til at skyde fly ud af himlen med.

Ifølge GE kan Advent-teknolgierne reducere brændstofforbruget med 25 procent i forhold til eksisterende motorer, samtidig med at de giver kampflyet 30 procent længere rækkevidde.

Næste generations motorer vil stensikkert anvende drejbare udstødninger (thrust vectoring), som også anvendes i dag på blandt andre F-22. Det øger manøvreegenskaberne betydeligt, og koblet med topmoderne flyveelektronik skal det gøre det muligt at droppe haleroret på flyet. Det vil nemlig reducere flyet radarsignatur, uden at man går på kompromis med flyveegenskaberne.

US Navy forventer også, at industrien er kommet helt over de børnesygdomme, der har præget stealth-teknologier og gjort dem til ualmindelig fast arbejde for de mange teknikere, der skal stå for vedligehold i eskadrillerne. Et problem, der har givet F-22 tilnavnet 'The Hangar Queen'.

Udbuddet på det nye kampfly fra US Navy har givet anledning til spekulationer i amerikansk presse om, at flåden var på vej ud af F-35-programmet.

Flåden har altid været den amerikanske tjeneste, der har været mindst forelsket i projektet. Det skyldes blandt andet, at F-35 kun har én motor, og da flåden samtidig satser voldsomt på ubemandede kampfly, der kan have en højere grad af stealth-egenskaber og vil være langt billigere, lugter det af forberedelserne til et exit for JSF fra flåden, hedder det blandt andet i Wired.

Det bliver dog afvist af flåden. Tanken er, at flyet skal afløse Super Hornet fra 2020-2030 og flyve sammen med F-35, lyder det fra US Navy. Tiden vil vise, om det er rigtigt, og om USA mener at have råd til at udvikle et helt ny kampfly fra bunden.

Foreløbigt forventes F-35-programmet, som flåden jo også er involveret i, at koste de amerikanske skatteydere 1.500 milliarder dollars (ifølge den amerikanske rigsrevision, GAO), og det tal kan sagtens stige mere endnu. Det er jo også en slags penge.

Dokumentation

DEW-lines-artikel
Mere om udbuddet og tankerne bag flyet

Kommentarer (18)

Ydermere, så kan det siges, at flåden går efter at det næste fly kan være bemandet med en pilot eller det kan være ubemandet.

  • 0
  • 0

Må vi da håbe, da det er rent drag.

Arh, nu sidder det der ikke til pynt og hvis jeg var pilot og skal ramme et hangardæk med under 150 km/t i tvivlsomt vejr ville jeg nu sætte pris på et haleror. Ingeniørerne har ikke været totalt tumpede de sidste 100 år.

Men ellers synes jeg der er to interessante ting i historien. Dels US Navys lunkenhed overfor F-35 og i mine ører lyder F-35C også mere som en erstatning for A-6 end F-14/F-18.

Den anden ting er den utrolige forstokkethed med at kræve to motorer. Det er rent pjat. Der er ingen jagere i nyere tid, der er faldet ned pga. motorsvigt. Fx. har Gripen fløjet mere end 130.000 timer uden et eneste motorsvigt. I den civile branche går det samme vej. Stort set alle nyere passagerfly er gået fra tre/fire til to motorer på langdistance. Den firmotors A340 er fx. totalt usælgelig. Undtagelsen er de helt tunge maskiner som A380 og B747.

  • 0
  • 0

Den anden ting er den utrolige forstokkethed med at kræve to motorer. Det er rent pjat. Der er ingen jagere i nyere tid, der er faldet ned pga. motorsvigt. Fx. har Gripen fløjet mere end 130.000 timer uden et eneste motorsvigt.

Single engine fly mistet pga. motorfejl:
http://www.afsec.af.mil/shared/media/docum...

Twin engine fly mistet pga. motorfejl:
http://www.afsec.af.mil/shared/media/docum...

Ca. 3-4 så mange F16 falder ned per 100.000 flyvetime sammenlignet med F15-

Og tager man i betragtning at haleroret erstattes med thrust vectoring og man dermed kun kan styre flyet sålænge man har thrust, så er det vel ikke hysterisk at insistere på to motorer.

mvh
Martin

  • 0
  • 0

Ca. 3-4 så mange F16 falder ned per 100.000 flyvetime sammenlignet med F15-

Nu der åbenbart elastik i begrebet "nyere tid". Jeg burde måske have skrevet "nyere konstruktioner". Dit link viser med al tydelighed - når man har sorteret antikke fly fra - at F-16 (minus den 30 år gamle første generation) har een "mishap" per 100k flyvetimer. Og "mishap" er ikke det samme som mistet fly. Og den seneste generation F-16 har fløjet 270.000 timer uden een eneste "mishap". Hvis man tager i betragtning hvad der mistes af fly af alle mulige andre årsager betyder det intet om der er en eller to motorer i en jager. Det er til gengæld dyrt med to motorer.

  • 0
  • 0

Såfremt haleroret ryger så gør det vel ikke den store forskel om flyet har en eller to motorer. Uden haleror og med kun en af to fungerende motorer vil der, så vidt jeg kan tænke mig, stadig ingen mulighed være for at styre flyet. Ikke engang thrust vectoring vil kunne rette på det vil jeg mene. Til gengæld er der dobbelt risiko for at en motor fejler hvis man flyver med to.

I en kampsituation tror jeg også at de forbedrede flyveegenskaber afskaffelsen af haleroret vil medføre vil betyde færre nedskudte fly, og dermed færre dødsfald. Uden at have undersøgt tallene vil jeg mene at ved nedstyrtning forsaget af motorfejl sjældent resulterer i dødsfald, da piloten ofte vil have mulighed for at skyde sig ud inden impact.
(Flere mistede fly) < (Færre dødsfald).

  • 0
  • 0

Dit link viser med al tydelighed - når man har sorteret antikke fly fra - at F-16 (minus den 30 år gamle første generation) har een "mishap" per 100k flyvetimer. Og "mishap" er ikke det samme som mistet fly.

Et class A mishap er et mistet fly. F16 har 1-1,2 class A mishap per 100K flyvetime mod 0,25-0,50 for F15.

mvh
Martin

  • 0
  • 0

I en kampsituation tror jeg også at de forbedrede flyveegenskaber afskaffelsen af haleroret vil medføre vil betyde færre nedskudte fly

Manglende haleror vil betyde stærkt forringede manøvreegenskaber som thrust vectoring ikke kan kompensere for. Der er en grund til at russerne bruger thrust vectoring OG haleror (to endda).

  • 0
  • 0

Det kommer vel an på hvor hurtigt flyet ruller så det kan bruge flaps til at "dreje" med. Uden haleror, og dermed reduceret luftmodstand bliver flyets hastighed og rækkevidde højere, hvilket unægteligt er en fordel. Nogle manøvrer bliver sværere at udføre effektivt, medmindre ingeniørerne der arbejder med dette har et es i ærmet - og det har de nok. Ellers havde Boeing nok ikke lavet det billede af næste generations fly uden haleror, når de ved at manøvreringen er af høj prioritet.

  • 0
  • 0

Nogle fly har luftbremser i vingerne, som den kan bruge til at dreje med.
En B2 bremser med 2 flaps, der klapper både op og nedad.
http://www.usaf.com/aircraft/b2.htm

Hvis de drejer udstødningen og luftbremser den ene side, så tror jeg de kan dreje hårdere end de fleste kan følge med til.
Det er bare et spørgsmål om prioritering, om man vægter det højere end andre egenskaber.

  • 0
  • 0

Den anden ting er den utrolige forstokkethed med at kræve to motorer.

Det er ikke så märkeligt: US-Navy vil ikke have fälles materiel med de andre värn fordi det skaber en öget risko for at Fjendlige Styrker* kan rekvirere US-Navy materiel!

Det er på grund af ordet "Joint" i "F-35 Joint Strike Fighter" at flyet aldrig kommer til at fungere efter hensigten - med mindre hensigten er at suge nogle USD tilbage til USA.

Hver värn leverer först gode tekniske og strategiske argumenter for at lige präcis "deres" fly skal väre inkompatible med de andres, når det ikke virker, träder Plan B i kraft: Man 'bloater' kravspec'en med så mange krav at flyet aldrig bliver färdigt.

*) US-Army, US-Marines, US-Airforce,

  • 0
  • 0

Inden for civil flyvning er det ikke ualmindeligt at de vertikale haleror monteres for enden af hovedvingen. Derved reduceres vindmodstand for vingen, da de så fungerer som vinglets. Se f.eks. Burt Rutans fly fra Scaled Composites.
Den "gamle" metode som F35 (JSF) anvender, går ud på at haleplanerne placeres i "højenergi" vortex luftstrømmen over vingerødderne. Så får man maksimal stabilitet i flyet (ved høje indfaldsvinkler), men også masser af vibrationer og potentiel materialetræthed. F.eks. måtte F/A-18 flyet designes om af samme årsag. Luftens vibrationer machede nemlig haleplanernes egensvingningsfrekvens.
Boeings JSF forslag gik en helt tredje vej. De byggede de horisontale og vertikale haleplaner sammen. Ja faktisk kan de også have været krængror.
Ihvertfald er det normalt, at de horisontale haleplaner har dobbelfunktion som krængror. Også på en F16.
Når man helt fjerner haleplanet er det både af stealth hensyn og for at reducere prisen på flyet. Konventionelle haleror er svære at bygge uden metal i og så stiger kunsten/prisen.
Stealth handler jo primært om kærlighedsforholdet mellem metal og radiobølger.
Spørgsmålet er bare om ikke russerne er de smarteste. Deres PAK-FA bruger "ikke-konventionelle" haleplaner som er "all-moving". De kan derfor undvære metaldele. Ikke at jeg har set nogen tegninger på en PAK-FA (disclaimer).

  • 0
  • 0

... der er et par ting, der er galt i artiklen.

For det første har U.S. Navy kun udsendt en "Request for Information" og ikke en "Request for Proposal". Forskellen ligger groft sagt i, hvor modent flåden mener, at projektet er. I denne forbindelse søger de kun information, intet andet, som en kontréadmiral udtaler:

"But there is no programme just yet. "All we're looking for is information," says Rear Admiral Donald Gaddis, the Naval Air Systems Command's (NAVAIR) programme executive officer for tactical aviation. "This particular AoA [analysis of alternatives] is going to be a long one," he adds."
(Kilde: http://www.flightglobal.com/news/articles/...)

Den anden substantielle fejl er tidslinjen for, hvornår dette fly bør blive operationel. Ingeniøren nævner, at flåden søger efter et fly, som skal kunne blive benyttet om så kort tid som 10-20 år, men perioden er snarere 20-30 år (med tryk på 30):

"The RfI sets a target initial operational capability (IOC) date of 2030".
(Samme kilde)

Med erfaringen fra bl.a. udviklingen af F-35, som jeg er sikker på, at USN har taget højde for, så skal vi altså ikke forvente en større kapacitet af disse fly før år 2040.

Dbh,
Mikael

  • 0
  • 0

Det er nok desværre korrekt det du skriver Mikael. Til gengæld vil delteknologier stadigvæk kunne være interessante. GE's Advent teknologi kan også bruges til andre fly som f.eks. f35. Der vil en 10 årig tidsramme være mere realistisk. Hvis f.eks. F35 kan leveres med Advent motorer i 2020, så vil det potentielt være spændende.

I mellemtiden kan flyvevåbnet kigge på upgrades til Hercules flyene som beskrevet her:

http://www.codeonemagazine.com/article.htm...

Eller hvordan man PAVA behandler F16 fly...

  • 0
  • 0

Skal vi nu ikke en gang for alle få begravet ordet "haleroret" i forbindelse med fly?
Der er to rorflader på et fly, så haleror giver ingen mening.
Sideror er det vertikale ror og højderor er det horisontale.

  • 0
  • 0

Jeg er langt henad vejen enig i, at det er en uskik at anvende ordet "haleror", MEN i to tilfælde er ordet korrekt:

1) Som fællesbetegnelse for side- og højderor (at skrive: "thrust vectoring gør det muligt at droppe haleroret", betyder vel at det er 3D-vectoring).

2) Fly med V-hale, fx Northrop YF-23, må vel have "haleror". På engelsk kaldes det [b]ruddervator[/b], efter 'rudder' (sideror) og 'elevator' (højderor).

Boeings "Next Generation Air Dominance"-koncept (F/A-XX) har vel stadig højderor, ligesom deltafly har, blot sammenbygget med krængeror; på engelsk kaldet [b]elevon[/b] efter 'elevator' og 'aileron' (krængeror).

"Thrust vectoring" vil overtage noget af højderorets opgave, og asymmetrisk brug af 'thrust vectoring' kan måske supplere krængerorene.

B-2-bombeflyet har ingen halefinne og kombinerer luftbremser med krængeror til [b]deceleron[/b], F-16 kombinerer flaps med krængeror til [b]flaperon[/b] så gad vide hvad Boeing vil kalde det: 'thrustovator', 'omnivon'..

Det diskuteres om 6. generations kampfly skal være bemandet eller ej, Boeing har valgt en middelvej. Wingman'en er ubemandet og skal 'tage kuglen' for formationsføreren.

General Electrics YF120-motor er mere avanceret end Pratt & Whitneys F119, der driver F-22 Raptor og, under navnet F135, F-35 Lightning II. YF120 kunne i modsætning til konkurrenten, skifte mellem low bypass-turbofan og næsten ren turbojet. USAF havde ikke bedt om dette, så konkurrenten vandt. Det lader til at YF120 bliver genbrugt til USA's nye superkampfly.

  • 0
  • 0

det er vigtigt at nævne i denne debat at de fleste 2 motores fly vil falde ned ved tab af kun 1 motor da flyet er afhængigt af de eletriske systemer og strømen kommer på de moderne fly stort set kun fra en generator direkte i fly motoren og da selve bateriet ikke kan levere spænding nok til at vedligeholde alle disse systemer er der kun en måde piloten kan rede sig ud af sådan en knibe og det er ved at opstarte APU(auxiliary power unit/start motor) og så starte generatoren for den og på den måde opretholde nok effekt til videre flyvning men denne procces tager tid og det er derfor i mange tilfælde ikke en mulighed

det sidste amerikanse jagerfly der har kunnet "kontroleres" med en ødelagt motor er faktisk F16 og de fleste russiske fly deler denne evne men den Amerikanske tilgang hvor man benytter advancerede systemer til at stabilisere flyet og til mange opgaver så har det betydet at man ikke kan nøjes med spænding fra den ene motor og derfor er det lidt af en skrøne at 2 motors fly er mere sikre end 1 motors der er derimod andre fordele ved 2 motore

  • 0
  • 0