جنرال إلكتريك XA100

يُعد محرك General Electric XA100 نموذجًا تجريبيًا لمحرك دورة تكيفية أمريكي يتم تطويره بواسطة شركة General Electric (GE) لطائرة Lockheed Martin F-35 Lightning II ، ويشكل الأساس التكنولوجي لنظام الدفع XA102 الخاص بالشركة لبرنامج المقاتلات من الجيل السادس التابع للقوات الجوية الأمريكية ، وهو برنامج الهيمنة الجوية من الجيل التالي (NGAD).

ينافس محرك XA100 مباشرةً محرك برات آند ويتني XA101 . يُتيح تصميم دورة التبريد التكيفية ثلاثية التدفق توجيه الهواء إلى تيار التجاوز الثالث لزيادة كفاءة استهلاك الوقود والتبريد، أو إلى تيارات قلب المحرك والمروحة لزيادة قوة الدفع والأداء. ومن المتوقع أن يكون هذا المحرك، الذي تبلغ قوة دفعه 200 كيلو نيوتن (45000 رطل)، أكثر قوة وكفاءة بشكل ملحوظ من محركات التوربينات المروحية ذات نسبة التجاوز المنخفضة الموجودة حاليًا.  

بدأ سلاح الجو الأمريكي والبحرية الأمريكية تطوير محركات الدورة التكيفية في عام 2007 من خلال برنامج تقنية المحركات التكيفية متعددة الاستخدامات (ADVENT)، وهو جزء من برنامج محركات التوربينات المتقدمة متعددة الاستخدامات وبأسعار معقولة (VAATE) الأوسع نطاقًا. ^{[ 1 ]} تبع هذا البرنامج البحثي التقني برنامج العرض التوضيحي لتقنية المحركات التكيفية (AETD) في عام 2012، والذي واصل تطوير التقنية، مع إجراء اختبارات باستخدام محركات تجريبية. يتكون النموذج الأرضي التجريبي لشركة جنرال إلكتريك من مروحة تكيفية ثلاثية المراحل وضاغط عالي الضغط مشتق من ضاغط CFM LEAP ذي العشر مراحل؛ ^{[ 2 ] [ 3 ]} وقد أسفرت الاختبارات التي أُجريت في عام 2015 عن أعلى درجات حرارة مُجمعة للضاغط والتوربين في تاريخ الدفع النفاث. ^{[ 4 ]} أُطلق برنامج التحول إلى المحركات التكيفية (AETP) في عام 2016 لتطوير واختبار محركات تكيفية لدفع مقاتلات الجيل السادس، بالإضافة إلى إمكانية استبدال محرك F135 التوربيني المروحي الحالي بمحرك F-35. وقد أُطلق على النماذج التجريبية اسم XA100 لتصميم جنرال إلكتريك، و XA101 لتصميم برات آند ويتني. ويهدف برنامج التحول إلى المحركات التكيفية إلى إثبات تحسين كفاءة استهلاك الوقود بنسبة 25%، وزيادة قوة الدفع بنسبة 10%، وتحسين إدارة الحرارة بشكل ملحوظ. ^{[ 5 ]}

أدت عقود إضافية وتعديلات من مركز إدارة دورة حياة القوات الجوية (AFLCMC) في عام 2018 إلى زيادة التركيز على إعادة تزويد طائرة F-35 بالمحركات، وأصبح تصميم شركة جنرال إلكتريك (GE) مُركزًا على تصميم F-35؛ كما أُجريت دراسات حول تطبيق هذه التقنية في تحديثات أنظمة الدفع لطائرات F-15 وF-16 وF-22. ^{[ 6 ]} اكتمل التصميم التفصيلي لشركة جنرال إلكتريك في فبراير 2019، واختُتمت الاختبارات الأولية في منشأة الاختبارات عالية الارتفاع التابعة للشركة في إيفينديل، أوهايو، في مايو 2021. ^{[ 7 ] [ 2 ] [ 8 ]} تتوقع جنرال إلكتريك أن تدخل طائرة A100 الخدمة مع طائرتي F-35A وF-35C في عام 2027 كأقرب تقدير. ^{[ 9 ]} ومع ذلك، في عام 2023 اختارت القوات الجوية الأمريكية محرك F135 المحسن في إطار برنامج ترقية المحرك الأساسي (ECU) بدلاً من محرك دورة تكيفية مثل XA100 بسبب التكلفة بالإضافة إلى المخاوف بشأن مخاطر دمج المحرك الجديد، المصمم في الأصل لطائرة F-35A، على طائرتي B و C. ^{[ 10 ]}

محرك XA100 هو محرك دورة تكيفية ثلاثي المسارات. استنادًا إلى التصاميم العامة لشركة جنرال إلكتريك، يحتوي المحرك على مروحة تكيفية ثلاثية المراحل وضاغط سباعي المراحل، بالإضافة إلى توربين ثنائي المراحل عالي الضغط وثنائي المراحل منخفض الضغط. يستطيع محرك XA100 تعديل نسبة التجاوز ونسبة ضغط المروحة لزيادة كفاءة استهلاك الوقود أو قوة الدفع، حسب السيناريو، وذلك باستخدام مروحة تكيفية توجه الهواء إلى مسار تجاوز ثالث لزيادة كفاءة استهلاك الوقود والعمل كمشتت حراري للتبريد؛ وهذا من شأنه أن يُتيح استخدامًا أكبر للجزء عالي السرعة ومنخفض الارتفاع من غلاف طائرة F-35. كما يُتيح التبريد المُحسّن وتوليد الطاقة إمكانية استخدام أسلحة الطاقة الموجهة في المستقبل. ^{[ 3 ] [ 11 ]} عند الحاجة إلى قوة دفع إضافية، يُمكن توجيه الهواء من المسار الثالث إلى مساري قلب المحرك والمروحة. إضافةً إلى تصميم دورة الاحتراق التكيفية ثلاثية التدفقات، يستخدم المحرك مواد جديدة مقاومة للحرارة، مثل مركبات المصفوفة الخزفية (CMC)، لتمكين درجات حرارة أعلى للتوربينات وتحسين الأداء. ووفقًا لشركة جنرال إلكتريك، يمكن للمحرك أن يوفر مدى طيران أطول بنسبة تصل إلى 35%، واستهلاكًا أقل للوقود بنسبة 25% مقارنةً بالمحركات التوربينية المروحية الحالية ذات نسبة الالتفافية المنخفضة. ^{[ 12 ]}

• لوكهيد مارتن إف-35 (مقترح)

البيانات من فلايت جلوبال، ^{[ 6 ]} جنرال إلكتريك ^{[ 12 ]}

الخصائص العامة

• النوع: محرك دورة تكيفية ثلاثي التدفق
• الطول: حوالي 220  بوصة (5.59  متر)
• القطر: حوالي 48  بوصة (1219  مم) كحد أقصى
• الوزن الجاف:

عناصر

• الضاغط: مروحة تكيفية ثلاثية المراحل، ضاغط سباعي المراحل
• نسبة التجاوز : متغيرة
• غرفة الاحتراق : حلقية
• التوربين : مرحلتان للضغط العالي، مرحلتان للضغط المنخفض

أداء

• أقصى قوة دفع :
  • فئة 45000  رطل (200  كيلو نيوتن) (مع حارق لاحق )

• تكنولوجيا المحركات متعددة الاستخدامات القابلة للتكيف

التطورات ذات الصلة

• جنرال إلكتريك YF120
• جنرال إلكتريك XA102

محركات مماثلة

• برات آند ويتني XA101

قوائم ذات صلة

• قائمة محركات الطائرات

• موقع محركات جنرال إلكتريك ذات الدورة التكيفية