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Articulo de referencia

General Electric F414

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El General Electric F414 es un motor turbofán estadounidense con postcombustión , de 98 kN (22 000 libras ) de empuje, fabricado por GE Aerospace (anteriormente GE Aviation). El F414 se originó a partir del turbofán F404 de GE, ampliamente utilizado , ampliado y mejorado para su uso en el Boeing F/A-18E/F Super Hornet . El motor se desarrolló a partir del turbofán sin postcombustión F412, previsto para el A-12 Avenger II , antes de que su proyecto fuera cancelado.

Diseño y desarrollo

Orígenes

GE desarrolló el F404 hasta convertirlo en el turbofán sin postcombustión F412-GE-400 para el McDonnell Douglas A-12 Avenger II . Tras la cancelación del A-12 en 1991, la investigación se centró en un motor para el F/A-18E/F Super Hornet . GE logró presentar el F414 como una variante de bajo riesgo del F404, en lugar de un motor nuevo y más arriesgado. El motor F414 se concibió originalmente para no utilizar materiales ni procesos distintos a los del F404, y se diseñó para que encajara en el mismo espacio que este último. [ 3 ]

El F414 utiliza el núcleo y el control digital de motor de autoridad completa ( FADEC ) del F412, y el sistema de baja presión del motor YF120 desarrollado para la competición Advanced Tactical Fighter . Una de las principales diferencias entre el F404 y el F414 es la sección del ventilador. El ventilador del F414 es más grande que el del F404 , pero más pequeño que el del F412. [ 4 ] El ventilador más grande aumenta el flujo de aire del motor en un 16%, es 5 pulgadas (13 cm) más largo y aumentó el diámetro de 28 pulgadas (71 cm) a 31 pulgadas (79 cm) . Para mantener el F414 en la misma envolvente, o espacio ocupado en el fuselaje, que el F404, la sección del postquemador se acortó en 4 pulgadas (10 cm) y la cámara de combustión se acortó en 1 pulgada (2,5 cm) . También se modificó con respecto al F404 la construcción de las tres primeras etapas del compresor de alta presión, que ahora son blisks en lugar de discos separados y álabes de cola de milano, lo que ahorra 50 libras (23 kg) de peso. [ 3 ] El F414 utiliza un sistema " fueldraulic " para controlar el área de la tobera convergente-divergente en la sección del postquemador. Los actuadores de la tobera utilizan combustible del motor, mientras que el F404 utiliza un sistema hidráulico del motor. Los actuadores "fueldraulic" para toberas de postquemador se han utilizado desde la década de 1960 en el Pratt & Whitney J58 [ 5 ] y el Rolls-Royce Turbomeca Adour , [ 6 ] por ejemplo. También se utilizan para girar la tobera VTOL del Rolls-Royce LiftSystem . [ 7 ]        

Desarrollo posterior

El F414 continúa mejorándose, tanto a través de esfuerzos internos de GE como de programas de desarrollo financiados por el gobierno federal. Para 2006, GE había probado un Motor de Durabilidad Mejorada (EDE) con un núcleo avanzado. El motor EDE proporcionó un aumento del empuje del 15 % o una vida útil más larga sin el aumento del empuje. Tiene un compresor de alta presión de seis etapas (en comparación con las 7 etapas del F414 estándar) y una turbina de alta presión avanzada. [ 8 ] El nuevo compresor debería ser aproximadamente un 3 % más eficiente. La nueva turbina de alta presión utiliza nuevos materiales y una nueva forma de suministrar aire de refrigeración a las palas. Estos cambios deberían aumentar la capacidad de temperatura de la turbina en aproximadamente 150  °F (83  °C). [ 9 ] El EDE está diseñado para tener una mejor resistencia al daño por objetos extraños y una tasa de consumo de combustible reducida. [ 10 ] [ 11 ]

El programa EDE continuó con las pruebas de un ventilador avanzado de dos etapas de álabes y discos o " blisk ". El primer ventilador avanzado se produjo utilizando métodos tradicionales, pero los futuros ventiladores blisk se fabricarán utilizando soldadura por fricción traslacional con el objetivo de reducir los costos de fabricación. [ 9 ] GE afirma que esta última variante produce un aumento del 20 % en el empuje o un aumento de tres veces en la durabilidad de la sección caliente con respecto al F414 actual. [ 8 ] Esta versión se llama Enhanced Performance Engine (EPE) y fue financiada parcialmente a través del programa federal Integrated High Performance Turbine Engine Technology (o IHPTET). [ 10 ] [ 12 ]

Otras posibles mejoras del F414 incluyen esfuerzos para reducir el ruido del motor mediante el uso de chevrones mecánicos o fluidos y esfuerzos para reducir las emisiones con un nuevo combustor de vórtice atrapado. [ 9 ] Los chevrones reducirían el ruido del motor al inducir la mezcla entre el aire de derivación más frío y lento y el aire de escape del núcleo más caliente y rápido. Los chevrones mecánicos se presentarían en forma de recortes triangulares (o extensiones) en el extremo de la boquilla, lo que resultaría en un patrón de "dientes de tiburón". Los chevrones fluidos funcionarían inyectando flujos de aire diferenciales alrededor del escape para lograr los mismos fines que la variedad mecánica. Un nuevo combustor probablemente apuntaría a reducir las emisiones quemando un mayor porcentaje de oxígeno , reduciendo así la cantidad de oxígeno disponible para unirse con el nitrógeno formando el contaminante NO x .

En 2009, el F414-EDE se estaba desarrollando y probando bajo un contrato de la Armada de los EE. UU. para un motor demostrador de consumo específico de combustible (SFC) reducido. [ 13 ] [ 14 ] Además, General Electric ha probado motores F414 equipados con una segunda etapa de turbina de baja presión hecha de compuestos de matriz cerámica (CMC). El F414 representa el primer uso exitoso de un CMC en una pieza de motor rotativa. Las pruebas demostraron que los CMC son lo suficientemente resistentes para soportar el calor y el estrés rotacional dentro de la turbina. La ventaja que ofrece el CMC es un peso un tercio menor que el de la aleación metálica y la capacidad de operar sin aire de refrigeración, lo que hace que el motor sea más eficiente aerodinámicamente y en consumo de combustible. Sin embargo, la nueva turbina aún no está lista para una aeronave de producción, ya que se necesitan más cambios de diseño para hacerla más robusta. [ 15 ]

Hasta 2023, se habían entregado más de 1600 motores F414. [ 2 ]

India

2008-12

En septiembre de 2008, se esperaba que la Agencia de Desarrollo Aeronáutico (ADA), la agencia de diseño del proyecto de Avión de Combate Ligero (LCA), emitiera una solicitud de propuestas (RFP) para la adquisición de un motor de clase de empuje de 95–100 kilonewtons (21.000–22.000 lbf) para impulsar el Tejas Mark 2. Esto se anunció después de que el programa Kaveri se desvinculara oficialmente de ambos programas LCA . Se esperaba que la RFP se enviara a Eurojet Turbo y General Electric para sus EJ200 y F414 , respectivamente. [ 16 ] Para septiembre, tanto el EJ200 como el F414 fueron declarados técnicamente conformes con el requisito de la ADA, con Eurojet presentando una oferta más baja de $666 millones que la de General Electric de $822 millones según las ofertas comerciales iniciales que se presentaron entonces. Pero después de dos semanas de negociaciones comerciales, la oferta de GE fue declarada la más baja. [ 17 ] [ 18 ]   

El 1 de octubre de 2010, John Flannery, presidente y director ejecutivo de GE India, anunció que ADA había elegido el F414-GE-INS6, la variante de mayor empuje del motor F414, y que realizaría un pedido de 99 unidades para impulsar el proyecto LCA Mk2. Si bien GE Aviation suministraría el lote inicial, los lotes posteriores se producirían localmente en India bajo un acuerdo de transferencia de tecnología . [ 19 ] [ 20 ] A esto le seguirían nuevas negociaciones hasta al menos mediados de 2011 antes de que se pudiera finalizar el contrato. Además, GE tendría 121 días después de las negociaciones para obtener las aprobaciones necesarias para la transferencia de tecnología del gobierno de EE. UU. El anuncio se realizó desde Bengaluru , una semana después de que se finalizara la decisión. Sin embargo, Eurojet seguiría siendo una segunda opción en caso de que GE no pudiera satisfacer las necesidades de India, como la obtención de los derechos de transferencia de tecnología de EE. UU., como dijo Paul Herrmann, ejecutivo de desarrollo comercial del consorcio. [ 17 ] A partir de 2012, Estados Unidos permitió solo el 58% de transferencia de tecnología para la producción bajo licencia de los motores en India, excluyendo las tecnologías críticas. [ 21 ] [ 22 ]

2023

Para 2023, se entregaron 8 unidades de F414 para el desarrollo del Tejas Mk2. [ 23 ] [ 24 ] El 19 de junio de 2023, se informó que la Administración Biden había completado todas las aprobaciones ejecutivas para el acuerdo de cofabricación de motores F414 con India. A esto le seguiría un Memorando de Entendimiento (MoU) entre GE y Hindustan Aeronautics Limited (HAL) y la notificación del acuerdo al Congreso de los Estados Unidos. Las aprobaciones ejecutivas incluyeron permisos de los departamentos de comercio , estado y defensa . Esto coincidió con la visita de estado del Primer Ministro indio Narendra Modi a Washington, DC. [ 25 ] El 22 de junio, se firmó el MoU entre GE y HAL para coproducir los motores en India. También se informó que GE Aerospace estaba trabajando para obtener la autorización de exportación del Gobierno de los Estados Unidos. El motor también ha sido seleccionado para el desarrollo del prototipo, las pruebas y la certificación del programa HAL AMCA . [ 24 ]

El 28 de julio, el Departamento de Estado de los Estados Unidos notificó el acuerdo a la Cámara de Representantes y al Comité de Relaciones Exteriores del Senado . El Congreso de los Estados Unidos aprobó el acuerdo, ya que ningún representante ni senador presentó objeción alguna. Esto marca la última autorización necesaria del poder legislativo e implica que la Administración Biden podría seguir adelante con el proyecto. El programa incluye la transferencia de tecnología, la fabricación de motores a reacción en la India y acuerdos de licencia. El primer lote de motores, con una alta transferencia de tecnología del 80%, se entregará en un plazo de tres años a partir de la firma del contrato, que se espera que se firme en el mismo año fiscal . [ 21 ] [ 26 ]

El 18 de noviembre de 2023, el Dr. Samir V. Kamat de la Organización de Investigación y Desarrollo de la Defensa anunció que Estados Unidos había otorgado los permisos necesarios, lo que abrió la puerta para que GE Aerospace y Hindustan Aeronautics Limited (HAL) produjeran conjuntamente el motor General Electric F414 en India para los aviones HAL Tejas Mark 2, HAL TEDBF y HAL AMCA. [ 27 ]

2024

A partir de agosto de 2024, se espera que el acuerdo para la producción bajo licencia de los motores se firme en los próximos seis meses (es decir, finales del año fiscal 2024-25) mientras que General Electric Co. ha presentado ofertas técnico-comerciales. La presentación de ofertas irá seguida de negociaciones de transferencia de tecnología (ToT). El pacto de transferencia de tecnología está en etapas finales para ser aprobado por el Gobierno de la India . El acuerdo, estimado en $1.000 millones, dará lugar a una transferencia de tecnología del 80% para los motores (22% más que el acuerdo de 2012). Algunas de las tecnologías críticas que se transferirán incluyen el recubrimiento para la parte caliente del motor, las palas de cristal y la tecnología de perforación láser . HAL ha elegido el terreno para establecer la planta de producción de motores cerca de la ciudad de Bangalore . Mientras tanto, se están tramitando los permisos ambientales y de contaminación para el proyecto. La instalación comenzará la producción dentro de los dos años posteriores a la firma del contrato y la entrega dentro de los tres años siguientes. Si bien el objetivo de producción inicial del motor es de 99 unidades para el programa Tejas Mk 2, está sujeto a aumento. [ 28 ] A partir de septiembre de 2024, el Gobierno de la India formará un comité de negociación para finalizar el acuerdo con representantes del Ministerio de Defensa , HAL, ADA y el Gas Turbine Research Establishment (GTRE). La mayor parte del trabajo podría subcontratarse al sector privado. [ 29 ] El 24 de septiembre de 2024, el Ministerio de Defensa de la India, GE y otras partes interesadas firmaron el Acuerdo de Licencia de Fabricación (MLA) y el DSP-83 (Certificado de No Transferencia y Uso), que son requisitos obligatorios para la ToT, según los informes. La negociación del acuerdo comenzará pronto, a partir de noviembre de 2024, y el contrato se firmará a mediados de 2025. [ 30 ]

El 3 de diciembre de 2024, HAL formó un Comité de Negociación de Contratos (CNC) y las negociaciones continúan, con visitas de alto nivel de ambas partes desde entonces. Al 31 de diciembre, las discusiones del CNC se desarrollarán en 4 fases. Según un informe, "se están discutiendo los términos y condiciones asociados con la Transferencia de Tecnología (ToT), incluyendo la Documentación Técnica, la Asistencia Técnica y la Capacitación, junto con los términos y condiciones asociados con los suministros, incluyendo el cronograma de entrega, la declaración de trabajo, la fórmula de aumento de precios, la garantía, la cláusula de opción, etc." Se espera que el acuerdo se firme en marzo de 2025. Se espera que el valor del contrato sea de $1.000 millones al nivel de precios de 2023 y podría ser objeto de nuevas negociaciones. [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]

2025–26

A finales de enero de 2025, un equipo de HAL tenía previsto visitar Estados Unidos para avanzar en las negociaciones y concluir el acuerdo en marzo de 2025. [ 34 ] [ 35 ] En febrero, las negociaciones técnico-comerciales finales del acuerdo estaban en marcha. [ 36 ] En junio de 2025, el presidente de HAL declaró que las negociaciones técnicas, incluido el caso de transferencia de tecnologías para los motores F414, habían concluido y que las negociaciones comerciales comenzarían en breve, en agosto de 2025. Se esperaba que las negociaciones comerciales concluyeran en un plazo de tres meses. El presidente también anunció que el acuerdo con GE Aerospace se cerraría en marzo de 2026. [ 22 ] [ 37 ] Se esperaba que una delegación india visitara Estados Unidos a finales de septiembre para participar en las negociaciones comerciales. [ 38 ]

El 12 de abril de 2026, GE Aerospace y Hindustan alcanzaron un acuerdo sobre negociaciones técnicas, al que se espera que sigan negociaciones comerciales y la firma del contrato definitivo este año. El cronograma de las negociaciones comerciales se verá afectado por importantes aumentos de precios de los componentes. Se prevé que la planta, que se establecerá con la ayuda de GE Aerospace, tarde dos años en estar operativa a partir de la firma del contrato. [ 39 ]

Las negociaciones comerciales están en curso desde junio de 2026. La negociación incluye los motores necesarios en la etapa de prototipo del programa Advanced Medium Combat Aircraft ( AMCA). [ 40 ] [ 41 ] Sin embargo, durante las negociaciones, GE aumentó el costo unitario de los motores al triple de las cotizaciones originales de menos de 80 crore de rupias (8,4 millones de dólares estadounidenses ) . El proyecto AMCA, en etapa de desarrollo, requiere 15 motores para cinco prototipos. La empresa estadounidense también ha solicitado 6000 crore de rupias (630 millones de dólares estadounidenses ) para establecer una línea de ensamblaje y fabricación dedicada para el F414 en India. [ 42 ]  

Variantes

AF/A-18F Super Hornet, propulsado por el F414-GE-400
F414-GE-400
Versión utilizada para el Boeing F/A-18E/F Super Hornet . También se propuso para la variante naval F-117N del F-117 Nighthawk , que nunca llegó a construirse . [ 43 ]
F414-EDE
El «Motor de Durabilidad Mejorada» (EDE) incluye una turbina de alta presión (HPT) y un compresor de alta presión (HPC) mejorados. La HPT se rediseñó para soportar temperaturas ligeramente más altas e incorpora cambios aerodinámicos. El HPC se rediseñó para tener 6 etapas, en lugar de 7. Estos cambios tienen como objetivo reducir el consumo específico de combustible (SFC) en un 2 % y triplicar la durabilidad de los componentes. [ 44 ]
F414-EPE
El "Motor de Rendimiento Mejorado" (EPE), también comercializado como "Motor Mejorado F414", incluye un nuevo núcleo y un ventilador y compresor rediseñados. Ofrece un aumento de empuje de hasta un 20 %, incrementándolo a 26 400 lbf (117 kN ) , lo que proporciona una relación empuje/peso de casi 11:1. [ 45 ] [ 46 ]  
F414M
Utilizado por el EADS Mako/HEAT . Empuje reducido a 12 500  lbf (55,6  kN) en seco y 16 850  lbf (75  kN) en húmedo. [ 47 ] Propuesto para versiones internacionales de la serie coreana T-50 de aviones de entrenamiento y caza, pero posteriormente reemplazado por una nueva oferta con un F414 estándar. [ 8 ] [ 48 ]
F414-G
Producido para el demostrador Saab JAS 39 Gripen . Ligeramente modificado para su uso en un Gripen monomotor, en lugar de un avión bimotor como el F/A-18. Con él, el demostrador Gripen alcanzó Mach 1.2 en supercrucero (sin postcombustión). [ 49 ]
F414BJ
Versión propuesta para el Dassault Falcon SSBJ. Produciría alrededor de 12 000 lbf (53 kN) de empuje sin el uso de postcombustión. [ 50 ] [ 51 ]  
F414-GE-INS6
Variante seleccionada para su uso en el HAL Tejas Mk2 . Propuesta para el HAL TEDBF y las variantes iniciales del Advanced Medium Combat Aircraft .
F414-GE-39E (GE RM16)
Nueva versión del F414G para el Saab JAS-39E/F Gripen. [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]
F414-GE-400K
Variante del F414-GE-400 codesarrollado por General Electric y Hanwha Aerospace para el KAI KF-21 Boramae de Corea del Sur , que será fabricado conjuntamente y ensamblado localmente en Corea del Sur por Hanwha Aerospace. [ 55 ] [ 56 ]
F414-GE-100
Una versión hecha a medida para impulsar el avión experimental X-59 Quiet SuperSonic Technology de la NASA . Derivada del F414-GE-39E, las modificaciones incluyen un software de control diferente, tuberías de combustible distintas y la ausencia de rieles de montaje. Se fabricaron dos unidades. [ 57 ]

Aplicaciones

Presupuesto

F414-GE-400

Datos de GE Aviation, [ 58 ] Deagal.com, [ 59 ] y MTU Aero Engines [ 60 ]

Características generales

  • Tipo: Turboventilador con postcombustión
  • Longitud: 154  pulgadas (391  cm)
  • Diámetro: 35  pulgadas (89  cm) total, 31  pulgadas (79  cm) de entrada
  • Peso en seco: 2445  lb (1110  kg) peso máximo

Componentes

Actuación

Véase también

Desarrollo relacionado

Motores comparables

Listas relacionadas

Referencias

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  • Página F414 de GE Aviation
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