General Electric F414

F414-Triebwerk der U.S. Navy

Das General Electric F414 ist ein Turbofan-Triebwerk mit Nachbrenner von GE-Aviation in der Klasse von etwa 98 kN Schub das primär in der F/A-18E/F Super Hornet eingesetzt wird.

Über 1.000 F414-Triebwerke absolvierten bis 2010 über eine Million Flugstunden.^[1]

Geschichte

Hintergrund

Die Entwicklung des F414-Turbofan geht auf die nicht realisierte Variante des F404 für die A-12 Avenger II zurück, dem F412-GE-400 ohne Nachbrenner. Nachdem die A-12 gestrichen worden war, suchte die U.S. Navy ein Triebwerk für die F/A-18E/F Super Hornet. General Electric bot nun erfolgreich das F414 an, das als Derivat des F404 potentiell geringere Entwicklungskosten als ein komplett neues Triebwerk aufwies. Beim neuen Triebwerk verzichtete man auf neue Materialien und behielt die Fertigungsprozesse des F404 bei, wobei auch die Abmessungen beider Triebwerke identisch sind.

Konstruktion

Das F414 verwendet den Kern und das FADEC-System des F412, die Niederdrucksysteme stammten dagegen vom YF120-Triebwerk des ATF-Programms. Einer der primären Unterschiede zwischen dem F414 und dem F404 ist der Fan. Dieser ist beim F414 größer als beim F404, aber kleiner als beim F412. Der Fan ist 13 cm länger und weist einen 16% höheren Luftstrom auf. Um die Länge des F404 musste allerdings die Brennkammer und der Nachbrenner entsprechend gekürzt werden. Eine weitere Änderung gegenüber dem F404 ist, dass die ersten Stufen des Hochdruck-Kompressors als „Blisk“ ausgeführt werden, wodurch 23 kg an Gewicht eingespart werden konnte. Darüber hinaus wurde für den Nachbrenner auf ein separates Hydrauliksystem verzichtet.

Weiterentwicklungen

Seit das F414 auf der Super Hornet in Dienst gestellt worden ist, wurden zahlreiche Programme zur Weiterentwicklung gestartet. 2006 testete General Electric eine „Enhanced Durability Engine“ (EDE) mit einem alternativen Kern. Mit dem EDE-Triebwerk konnte entweder die Schubkraft um 15% gesteigert werden oder die Lebensdauer verbessert werden. Statt sieben verwendet das EDE-Triebwerk ein sechs Stufen Hochdruck-Kompressor, der um 3% effektiver ist und eine verbesserte Hochdruck-Turbine, bei der erstmals neue Materialien verwendet werden. Diese ermöglichen einen Anstieg der Temperatur um 66 °C, was wiederum eine Veränderung der Kühlluftzufuhr ermöglicht. Das EDE weist einen besseren FOD-Schutz auf und verbraucht weniger Treibstoff.

Nach dem EDE-Programm wurden Test mit verbesserten zwei Stufen Blisk-Fans durchgeführt. Auch wenn der erste verbesserte Fan konventionell hergestellt worden ist, so sollen mit diesem neue Fertigungsmethoden getestet werden um die Produktionskosten zu senken. Diese als „Enhanced Performance Engine“ (EPE) bezeichneten Triebwerke sind Teil des „Integrated High Performance Turbine Engine Technology“-Programms (IHPTET) und weisen eine um 20% gestiegene Schubkraft auf.

Andere mögliche F414 Verbesserungen beschäftigen sich mit der Möglichkeit, die Geräuschentwicklung zu reduzieren. Seit 2009 werden im Rahmen eines Entwicklungsvertrages der U.S. Navy Tests mit dem F414-EDE-Triebwerkes durchgeführt, um den spezifischen Treibstoffverbrauch zu senken.

Varianten

F414-GE-400

Basisvariante für die F/A-18E/F Super Hornet

F414-EDE

„Enhanced Durability Engine“ mit 2% geringerem spezifischen Treibstoffverbrauch und höherer Lebensdauer. Dies wird mit einer verbesserten Hochdruck-Turbine für höhere Betriebstemperaturen und einigen aerodynamischen Änderungen, sowie einem neuen Hochdruckkern mit sechs statt sieben Stufen erreicht.

F414-EPE

„Enhanced Performance Engine“ mit überarbeitetem Kern, Fan und Kompressoren. Die EPE-Variante bietet einen Schubanstieg von bis zu 20% wodurch mit Nachbrenner eine Schubkraft von ca. 120 kN erreicht wird und das Schubkraft-Gewichts-Verhältnis auf 11:1 steigt.

F414G

Variante für die JAS 39 Gripen NG, die dieser ermöglicht, Mach 1,2 ohne Nachbrenner zu erreichen (Supercruise).

F414BJ

Geplante Variante für den Dassault Falcon SSBJ mit ca. 53 kN Schub ohne Nachbrenner.

F414M

Variante für den Jettrainer Mako/HEAT von EADS mit 55,6 kN Trockenschub und 75 kN mit Nachbrenner. Diese Version steht auch für den A-50 zur Verfügung.

F414-GE-INS6

Variante für den indischen Tejas MK.II auf Basis das EPE, das sich im Auswahlverfahren gegen das Eurojet EJ200 durchgesetzt hat. Soll ab 2013 ausgeliefert werden.

Technische Daten (F414-GE-400)

Das F414 besteht aus sechs Modulen die unabhängig voneinander ausgetauscht werden können.

Allgemeine Daten

• Länge: 3,912 m^[2]
• Durchmesser: 0,889 m
• Einlaufdurchmesser: 0,79 m
• Trockengewicht: etwa 1120 kg
• Luftdurchsatz: 77,1 kg/s

Aufbau

• Verdichter: Axialverdichter mit drei Niederdruck- und sieben Hochdruckverdichterstufen, davon zwei Nieder- und drei Hochdruckstufen als Blisk ausgeführt
• Turbine: eine Niederdruck und eine Hochdruckstufe

Leistung

• Schubkraft: maximal 97,86 kN mit Nachbrenner, 63,47 kN ohne
• Gesamtdruckverhältnis: 30:1
• Schubkraft-Gewichts-Verhältnis: 9:1

Weblinks

• GEAE F414/F414M

Einzelnachweise

1. ↑ "Proven Experience, Program Upgrades Spark GE F110 and F404/414 Popularity". GE Aviation, 19 Juli, 2010.
2. ↑ FlugRevue April 2010, S. 88-89, Schub für die Super Hornet

Dieser Artikel beruht auf einer Übersetzung des Artikels General Electric F414 aus der englischsprachigen Wikipedia in der Version vom 19. Juli 2011.