controllo spinta sostentatrice f-35b

[Ste1volo]

ciao a tutti, sono un nuovo iscritto del forum anche se vi leggo da parecchio tempo ormai.

 

ovviamente prima di aprire un nuovo topic ho fatto una ricerca, rivelatasi poi infruttuosa, sull'argomento che vado a proporre:

 

ho letto parecchie schede tecniche sul f-35b ma nessuna di esse spiega come viene controllata e distribuita la spinta tra la ventola dietro il pilota e l'ugello di scarico orientabile.

riformulando meglio la domanda: cosa controlla il beccheggio durante il volo a punto fisso?

logica vuole che deve essere una diversa distribuzione della spinta tra il fan e l'ugello di scarico posteriore.

Nelle varie descrizioni che si trovano del velivolo si parla semplicemente di un contralbero che, tramite una frizione, collega una turbina (che in volo normale gira "folle") all' lifting fan dietro il pilota. ma ovviamente questi sistemi devono avere un certo margine di controllo: ci saranno determinate condizioni in cui il fan deve produrre piu o meno spinta per mantenere l'areo con un assetto orizzontale, cosa che non si può ottenere semplicemente dando più gas perchè ciò aumenterebbe la spinta anche all'ugello di scarico.

il metodo più ovvio sembrerebbe ridurre o aumentare i giri del fan ma cio comporterebbe l'implemento di una CVT (continuos variable trasmission) che non mi sembra implementata. l'unica alternativa che mi viene in mente è variare il passo delle pale del fan, ma da nessuna parte ho trovato riscontri in merito. qualcuno di voi sa realmente come è stato risolto il problema?

 

grazie in anticipo per le risposte!

[-{-Legolas-}-]

Mi sbaglierò, ma non varia nulla.

 

http://www.jsf.mil/f35/f35_technology.htm

 

Shaft Driven Lift Fan (SDLF)

Lockheed Martin developed the idea for a Short Take-Off Vertical Landing (STOVL) lift system that uses a vertically oriented Shaft Driven Lift Fan (SDLF). A two-stage low-pressure turbine on the engine provides the horsepower necessary to power the Rolls-Royce designed Lift Fan. The Lift Fan generates a column of cool air that provides nearly 20,000 pounds of lifting power using variable inlet guide vanes to modulate the airflow, along with an equivalent amount of thrust from the downward vectored rear exhaust to lift the aircraft. The Lift Fan utilizes a clutch that engages the shaft drive system for STOVL operations. Because the lift fan extracts power from the engine, exhaust temperatures are reduced by about 200 degrees compared to traditional STOVL systems.

[Flaggy]

ciao a tutti, sono un nuovo iscritto del forum anche se vi leggo da parecchio tempo ormai.

 

ovviamente prima di aprire un nuovo topic ho fatto una ricerca, rivelatasi poi infruttuosa, sull'argomento che vado a proporre:

 

ho letto parecchie schede tecniche sul f-35b ma nessuna di esse spiega come viene controllata e distribuita la spinta tra la ventola dietro il pilota e l'ugello di scarico orientabile.

riformulando meglio la domanda: cosa controlla il beccheggio durante il volo a punto fisso?

logica vuole che deve essere una diversa distribuzione della spinta tra il fan e l'ugello di scarico posteriore.

Nelle varie descrizioni che si trovano del velivolo si parla semplicemente di un contralbero che, tramite una frizione, collega una turbina (che in volo normale gira "folle") all' lifting fan dietro il pilota. ma ovviamente questi sistemi devono avere un certo margine di controllo: ci saranno determinate condizioni in cui il fan deve produrre piu o meno spinta per mantenere l'areo con un assetto orizzontale, cosa che non si può ottenere semplicemente dando più gas perchè ciò aumenterebbe la spinta anche all'ugello di scarico.

il metodo più ovvio sembrerebbe ridurre o aumentare i giri del fan ma cio comporterebbe l'implemento di una CVT (continuos variable trasmission) che non mi sembra implementata. l'unica alternativa che mi viene in mente è variare il passo delle pale del fan, ma da nessuna parte ho trovato riscontri in merito. qualcuno di voi sa realmente come è stato risolto il problema?

 

grazie in anticipo per le risposte!

Si modifica l'incidenza degli statori della turbina di bassa pressione...In tal modo si varia l'angolo con cui il flusso d'aria investe le palette della turbina e si varia la potenza fornita all'albero ad essa calettato. Quando la frizione e' connessa la turbina (che normalmente fa girare solo la ventola e il compressore di bassa pressione del motore) questa puo' quindi prelevare una maggiore potenza per il lift fan e variare il bilanciamento della spinta. Piu' il sistema da potenza al lift fan e piu' toglie spinta al motore principale.

Modificato 16 Giugno 2008 da Flaggy

[-{-Legolas-}-]

Pith&Yaw sono gestiti così

 

http://www.air-attack.com/page/48/F-35-Lightning-II.html

http://www.air-attack.com/news/news_articl...round-Test.html

 

The STOVL propulsion system comprises a Pratt & Whitney F135 turbofan engine, a drive shaft leading from the engine face to a gear box and clutch connecting to a counter-rotating Rolls-Royce lift fan located directly behind the cockpit, a 3-bearing swivel duct at the rear that vectors the engine thrust downward and provides yaw control, and a roll nozzle under each wing for lateral stability.

Modificato 16 Giugno 2008 da -{-Legolas-}-

[Ste1volo]

a quanto mi sembra di capire dal mio scarso inglese mi avete dato risposte differenti:

using variable inlet guide vanes to modulate the airflow

che semprerebbe il variare l'incidenza degli statori dell FAN.

mentre

Si modifica l'incidenza degli statori della turbina di bassa pressione

qui si parla di statori della turbina.

 

per le mie conoscenze ho sempre saputo che, coi materiali oggi disponibili è praticamente impossiblile fare statori variabili delle turbine causa elevatissime temperature nell punto specifico, elevate pressioni e giochi a freddo da considerare, anche se la turbina di bassa pressione ed il suo statore sono cmq sottoposti a temperature e pressioni meno forti della turbina ad alta pressione.

[Flaggy]

a quanto mi sembra di capire dal mio scarso inglese mi avete dato risposte differenti:

 

che semprerebbe il variare l'incidenza degli statori dell FAN.

mentre

 

qui si parla di statori della turbina.

 

per le mie conoscenze ho sempre saputo che, coi materiali oggi disponibili è praticamente impossiblile fare statori variabili delle turbine causa elevatissime temperature nell punto specifico, elevate pressioni e giochi a freddo da considerare, anche se la turbina di bassa pressione ed il suo statore sono cmq sottoposti a temperature e pressioni meno forti della turbina ad alta pressione.

 

A me non sembrano risposte differenti...

Le inlet guide vanes sono proprio le palette degli statori che guidano il flusso in ingresso, ma non in ingresso al motore: in ingresso alle palette rotanti in generale (anche se solitamente le palette sono quelle in ingresso al fan o al compressore).

La soluzione lift fan richieda alla turbina degli statori a geometria variabile, proprio a causa delle elevate potenze prelevate per alimentarlo (molto superiori a quelle del normale funzionamento).

E' uno degli elementi critici del sistema, ma senza non sarebbe attuabile.

Modificato 16 Giugno 2008 da Flaggy

[Ste1volo]

non sono del tutto convito sullo statore della turbina a geometria variabile, anche perchè andando su wikipedia (ing) sulla scheda l' f135-pw-600 viene descritto in questa manira:

 

A major feature of the F135 STOVL engine is flow multiplication, which enhances the lift thrust available. Flow multiplication is obtained by the addition of airflow from a remote shaft-driven fan, in the lift mode. A clutch is engaged, to extract around 35000shp extra power from the LP turbine. Power is transferred through a bevel gearbox, to drive a vertically mounted contra-rotating fan. The uppermost fan is fitted with variable inlet guide vanes, whilst the fan efflux discharges through a thrust vectoring nozzle, on the underside of the aircraft. Owing to the significant increase in LP turbine expansion ratio, implied by the large power off-take, the exhaust of the basic turbofan is switched from a mixed to unmixed configuration

 

cioè dice che in cima al fan c'è uno statore a geometria variabile. che effettivamente si vede anche nella foto:

 

inoltre quando legolas ha accennato per la prima volta al'VIGV il contesto era appunto il fan.

The Lift Fan generates a column of cool air that provides nearly 20,000 pounds of lifting power using variable inlet guide vanes to modulate the airflow, along with an equivalent amount of thrust from the downward vectored rear exhaust to lift the aircraf

 

quindi in assenza di altre prove ritengo questa la soluzione per il controllo della ripartizione della spinta tra il fan e l'ugello

 

anche perche dal punto di vista tecnico, progettuale, costruttivo, e manutentivo è la piu semplice che si potesse adottare.

[Flaggy]

...

quindi in assenza di altre prove ritengo questa la soluzione per il controllo della ripartizione della spinta tra il fan e l'ugello

 

anche perche dal punto di vista tecnico, progettuale, costruttivo, e manutentivo è la piu semplice che si potesse adottare.

In effetti è così...

I miei ricordi in proposito si basavano su quanto lessi diversi anni fa, prima ancora che il sistema fosse sperimentato sul dimostratore e se ne conoscessero i dettagli.

In pratica, l'apertura o la chiusura delle palette statoriche del lift-fan aumenta e riduce la portata d'aria che lo attraversa, ma contemporaneamente aumenta e riduce anche la potenza assorbita dal lift-fan stesso e che viene prelevata alla turbina di bassa pressione.

Più aumenta il flusso del lift-fan, più la turbina preleva energia prima dello scarico e quindi minore è la spinta dall'ugello posteriore.

La regolazione quindi sta a valle e non a monte.

Naturalmente il tutto è supervisionato da un sofisticato controllo elettronico del motore, accoppiato al fly-by-wire, che gestisce sia il livello di potenza che la distribuzione della spinta fra lift-fan, ugello principale e getti di controllo laterali.

 

Nella fase di transizione, la ventola è in grado di orientare la spinta avanti e indietro grazie a una specie di "veneziana" allo scarico che sostituisce il condotto a D estensibile che invece era presente sul dimostratore.

 

Al momento dell'innesto della frizione che collega ventola e motore , a statori completamente chiusi, il dispositivo assorbe "solo" qualche migliaio di cavalli.

A mano a mano che le palette statoriche guida flusso si aprono si incrementa il "prelievo"fino a 29000HP con la ventola che elabora 230kg/s di aria e offre circa 9 tonnellate di spinta.

Il motore, spinto al massimo e alimentato dalle prese d'aria ausiliarie dorsali che gli consentono di aumentare il flusso, offre una spinta similare.

L'unico sostanziale accorgimento in zona turbina (ma che per ragioni di standardizzazione è comune anche alla versione CTOL del motore) è l'aggiunta di un secondo stadio di bassa pressione (nell'F-119, da cui l'F-135 deriva, entrambe le turbine erano monostadio).

In tal modo la turbina di bassa pressione è predisposta al maggior carico che si ha nella configurazione STOVL.

[Takumi_Fujiwara]

por*a miseria che recluta che 6 Ste!

 

Io pensavo che la spinta si controllasse unicamente aprendo o chiudendendo i portelli sotto la ventola e con la frizione che gestiva la potenza innestandosi sempre di più...In effetti così non avrebbe avuto senso anche considerate le potenze che sviluppano le ventole...

 

I miei complimenti per i ragionamenti perchè son stati davvero brillanti e logici,tanto di cappello.Queste son le discussioni che mi piace leggere su questo forum!

 

ps. ehh stavolta ti hanno preso in castagna Prof Flaggy

naturalmente riceverò migliaia di frustate per aver osato questa battuta eheh

Modificato 19 Giugno 2008 da Takumi_Fujiwara

[Flaggy]

ps. ehh stavolta ti hanno preso in castagna Prof Flaggy

naturalmente riceverò migliaia di frustate per aver osato questa battuta eheh

In effetti considerati frustato fin da adesso!

Se non ti fidi piu' puoi sempre ricontrollare tutte le minchiate che ho scritto in un anno e mezzo e di cui nessuno si e' mai accorto...

Scherzo...forse...