Jump to content

Пратт и Уитни J57

(Перенаправлено с JT3C )
J57/JT3C
Демонстратор YJ57-P-3 в разрезе в музее ВВС США
Тип Турбореактивный двигатель
Национальное происхождение Соединенные Штаты
Производитель Пратт и Уитни
Первый запуск 1950
Основные приложения Боинг 707
Боинг Б-52 Стратофортресс
Стратотанкер Boeing KC-135
Дуглас F4D Скайрей
Дуглас DC-8
Макдоннелл F-101 Вуду
Североамериканский F-100 Супер Сабля
Воут F-8 Крестоносец
Количество построенных 21 170 построено
Разработано на основе Пратт и Уитни XT45
Варианты Пратт и Уитни JT3D/TF33
Развитый в Пратт и Уитни J52
Пратт и Уитни J75/JT4A
Пратт и Уитни XT57/PT5

Pratt & Whitney J57 (обозначение компании: JT3C ) — двигатель с осевым потоком, турбореактивный разработанный компанией Pratt & Whitney в начале 1950-х годов. J57 (первый запуск в январе 1950 г.) [ 1 ] ) был первым двигателем с тягой 10 000 фунтов силы (45 кН) в США. Это однокатушечный двигатель

J57/JT3C был развит в турбореактивный двигатель J52 , турбореактивный двигатель J75/JT4A , двигатель JT3D/TF33 турбовентиляторный и турбовинтовой двигатель XT57 (из которых был построен только один). [ 2 ] J57 и JT3C широко использовались на истребителях , авиалайнерах и бомбардировщиках на протяжении многих десятилетий.

Проектирование и разработка

[ редактировать ]

J57 был развитием двигателя Pratt & Whitney XT45 (PT4) турбовинтового , который изначально предназначался для Boeing XB-52 . По мере роста требований к мощности B-52 его конструкция превратилась в турбореактивный двигатель JT3.

Pratt & Whitney разработала J57 так, чтобы он имел относительно высокую общую степень сжатия, чтобы помочь улучшить как расход топлива, так и удельную тягу , но было известно, что дросселирование одного компрессора с высокой степенью давления может вызвать проблемы со стабильностью. Как объясняет сэр Стэнли Хукер в своей автобиографии: [ 3 ] Площадь выпуска компрессора значительно меньше площади его входа, что нормально при работе с расчетной степенью давления, но во время запуска и при низких настройках дроссельной заслонки степень давления компрессора низкая, поэтому в идеале площадь выхода должна быть намного больше, чем его проектная стоимость. Грубо говоря, воздух, всасываемый спереди, не может выйти сзади, что приводит к остановке и вибрации лопаток в передней части компрессора. Компрессор испытывает помпаж, что обычно означает, что поток воздуха меняет направление, что приводит к резкому падению тяги.

К концу 1940-х годов были определены три потенциальных решения проблемы стабильности:

1) стравить излишки сжатого воздуха на частичной скорости за борт через межступенчатые продувочные клапаны.

2) включение изменяемой геометрии в первые несколько ступеней компрессора.

3) разделение компрессора на два блока, один из которых наддувает другой, при этом оба блока установлены на отдельных валах и приводятся в действие собственной турбиной.

GE приняла второй вариант в своем General Electric J79 , а Pratt & Whitney применила двухзолотниковую схему в своем J57.

В компании P&W поняли, что если бы они могли разработать осевой компрессор с умеренной степенью сжатия (< 4,5:1), способный адекватно работать при любых настройках дроссельной заслонки, включая запуск и ускорение, они могли бы поставить два таких компрессора последовательно, чтобы добиться более высокой общей степени сжатия.

В конструкции с двумя золотниками первый компрессор, обычно называемый компрессором низкого давления (LPC), приводится в движение турбиной низкого давления (LPT) и нагнетает другой агрегат, известный как компрессор высокого давления (HPC), который сам приводится в движение турбиной высокого давления. Турбина (ТВД). Во время запуска золотник высокого давления начинает вращаться первым, а золотник низкого давления остается неподвижным. Когда золотник ВД ускоряется и топливовоздушная смесь в камере сгорания загорается, в какой-то момент в потоке турбинного газа появляется достаточно энергии, чтобы начать вращать золотник НД, который ускоряется, хотя и более медленно. В конце концов, при полном газе обе катушки будут вращаться с расчетной скоростью. Поскольку температура на выходе HPC явно выше, чем у LPC, одинаковое число Маха кончика лопатки для обоих агрегатов достигается за счет того, что расчетная скорость вала ВД значительно выше, чем у вала НД. Любое уменьшение диаметра компрессора в направлении камеры сгорания преувеличивает разницу.

В то же время, что и J57, подразделение двигателей Bristol Airplane Company в Великобритании также внедрило двухкатушечную схему в свою серию турбореактивных двигателей Olympus , которые впоследствии использовались на бомбардировщике Avro Vulcan , а затем и на Concorde . В течение нескольких месяцев и P&W, и Bristol провели первые испытания своих прототипов. Оба продемонстрировали превосходную управляемость. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

Сегодня большинство гражданских и военных ТРДД имеют двухкатушечную конфигурацию, заметным исключением является серия ТРДД Rolls-Royce Trent , которая имеет три катушки.

Между прочим, в большинстве современных гражданских турбовентиляторных двигателей используются все три вышеперечисленных варианта, чтобы справиться с чрезвычайно высокими коэффициентами общего давления, используемыми сегодня (обычно 50:1).

В 1950-е годы J57 был чрезвычайно популярным двигателем, имевшим многочисленные военные применения. Объемы производства исчислялись тысячами, что привело к созданию очень надежного двигателя. Следовательно, для Boeing было вполне естественно выбрать гражданский вариант J57, JT3C, для своего лайнера 707. Дуглас сделал то же самое со своим DC-8. Стремление снизить шум реактивной струи и удельный расход топлива позже привело к тому, что P&W использовала инновационную модификацию для преобразования турбореактивного двигателя JT3C в двухкатушечный турбовентиляторный двигатель JT3D , первоначально для гражданских целей, но также и для военного применения, например, для Boeing B-52H . Престижная награда Collier Trophy за 1952 год была вручена Леонарду С. Хоббсу , главному инженеру Объединенной авиастроительной корпорации , за «разработку и производство турбореактивного двигателя P&W J57». Двигатель производился с 1951 по 1965 год, всего было построено 21 170 экземпляров.

Многие модели J57, поставляемые с 1954 года, содержали 7–15% титана по сухому весу. Во впускном корпусе и корпусе компрессора низкого давления использовался технически чистый титан, тогда как узел ротора низкого давления состоял из лопаток из титанового сплава 6Al-4V, дисков и прокладок дисков. [ 7 ]

Титановые сплавы, использовавшиеся в J57 в середине 50-х годов, подвергались водородному охрупчиванию. [ 8 ] : 412  пока проблема не была понята.

25 мая 1953 года YF-100A превысил скорость 1 Маха с двигателем J57 в своем первом полете .

Варианты

[ редактировать ]

Данные из: Авиационные двигатели мира 1964/65, [ 9 ] Авиационные двигатели мира 1957 г. [ 10 ]

J57-P-1W
Усилие 11 400 фунтов силы (51 кН) с впрыском воды ( B-52A )
J57-P-1WA
Как P-1W
J57-P-1WB
Как P-1W
J57-П-2
YJ57-P-3
Тяга 8700 фунтов силы (39 кН), используется в Convair YB-60.
J57-P-4A
Тяга 16000 фунтов силы (71,17 кН)
J57-P-5
J57-P-6
Тяга 10 500 фунтов силы (46,71 кН)
J57-P-6B
Тяга 10 500 фунтов силы (46,71 кН)
J57-P-7
Тяга 14 800 фунтов силы (65,83 кН)
J57-P-8
J57-P-8A
Тяга 10 400 фунтов силы (46,26 кН)
J57-P-8B
Тяга 16000 фунтов силы (71,17 кН)
J57-P-9
J57-P-9W
Тяга 14 800 фунтов силы (65,83 кН)
J57-P-10
Тяга 10 500 фунтов силы (46,71 кН)
J57-P-11
Тяга 9700 фунтов силы (43,15 кН), тяга 14 800 фунтов силы (65,83 кН)
J57-P-12
J57-P-13
Тяга 14 880 фунтов силы (66,19 кН)
J57-P-15
J57-P-16
Тяга 16900 фунтов силы (75,17 кН)
J57-P-19W
Тяга 12 100 фунтов силы (53,82 кН) с впрыском воды
J57-P-20
Тяга 18000 фунтов силы (80,07 кН) [ 11 ]
J57-P-20A
Тяга 18000 фунтов силы (80,07 кН)
J57-P-21
Тяга 17000 фунтов силы (75,62 кН)
J57-P-23
Тяга 17000 фунтов силы (75,62 кН)
J57-P-25
Тяга 15000 фунтов силы (66,72 кН)
J57-P-27
J57-P-29W
Тяга 12 100 фунтов силы (53,82 кН) с впрыском воды
J57-P-31
J57-P-37A
J57-P-39
J57-P-41
J57-P-43W
Тяга 13750 фунтов силы (61,16 кН)
J57-P-43WA
Тяга 13750 фунтов силы (61,16 кН)
J57-P-43WB
Тяга 13750 фунтов силы (61,16 кН) [ 11 ]
J57-P-59W
Тяга 13750 фунтов силы (61,16 кН)
J57-F-13
Производство Форд
J57-F-19W
Производство Форд
J57-F-21
Производство Форд
J57-F-23
Производство Форд
J57-F-29W
Производство Форд
J57-F-31W
Производство Форд
J57-F-35
Производство Форд
J57-F-43
Производство Форд
J57-F-43W
Производство Форд
J57-P-53
J57-P-55
J57-F-59W
Производство Форд
Х-176
Обозначение проекта прототипа цилиндрического типа JT3-8 (имеется в виду корпус компрессора низкого/высокого давления постоянного диаметра), впервые запущенного в эксплуатацию 28 июня 1949 года. [ 12 ]
Х-184
Проектное обозначение прототипа JT3-10A ствольной конструкции, впервые запущенного в эксплуатацию 28 февраля 1950 года. [ 12 ]
ДЖТ3-8
Тире 8 означает соотношение давления 8:1. Один из оригинальных бочкообразных прототипов, он же Х-176. [ 12 ]
ДЖТ3-10А
Тире 10 означает соотношение давления 10:1. Один из оригинальных бочкообразных прототипов, он же Х-184. [ 12 ]
ДЖТ3-10Б
Прототип модернизированного JT3 с осиной талией (что означает уменьшение диаметра корпуса LP и постоянный диаметр HP) JT3, впервые запущенный 21 января 1950 года и переименованный в JT3A. [ 13 ]
JT3A
Раннее производство/прототип переименован из прототипа JT3-10B с осиной талией. [ 13 ]
JT3P
Прототипы двигателей для Боинга 367-80 . [ 14 ]
JT3C-2
Гражданская версия J57-P-43WB, тяга 13 750 фунтов силы (61,16 кН) [ 11 ]
JT3C-4
JT3C-5
JT3C-6
Тяга 13500 фунтов силы (60,05 кН) [ 11 ]
JT3C-7
Тяга 12000 фунтов силы (53,38 кН) [ 11 ]
JT3C-12
Тяга 13000 фунтов силы (57,83 кН) [ 11 ]
JT3C-26
Гражданская версия J57-P-20, тяга 18 000 фунтов силы (80,07 кН) [ 11 ]

Производные

[ редактировать ]

Приложения

[ редактировать ]
J57 на B-52D
JT3C установлены на Боинг 707-123.
Pratt & Whitney JT3 (масштаб 1/4)
J57 (Военный)
JT3P
JT3C (гражданский)

Двигатели на выставке

[ редактировать ]

Технические характеристики (J57-P-23)

[ редактировать ]
Турбореактивный двигатель Pratt & Whitney J57

Данные из [ нужна ссылка ]

Общие характеристики

Компоненты

  • Компрессор: всеосевой, 9-ступенчатый компрессор низкого давления, 7-ступенчатый компрессор высокого давления.
  • Камеры сгорания : трубчатые, 8 жаровых труб.
  • Турбина : цельноосевая, одноступенчатая турбина ВД, двухступенчатая турбина низкого давления.

Производительность

Технические характеристики (JT3C-7)

[ редактировать ]

Данные полета [ 18 ]

Общие характеристики

Компоненты

  • Компрессор: всеосевой, 9-ступенчатый компрессор низкого давления, 7-ступенчатый компрессор высокого давления.
  • Камеры сгорания : трубчатые, 8 жаровых труб.
  • Турбина : цельноосевая, одноступенчатая турбина ВД, двухступенчатая турбина низкого давления.

Производительность

См. также

[ редактировать ]

Связанные разработки

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Двигатели Пратта и Уитни: техническая история» Джек Коннорс, AIAA Inc. 2010, ISBN   978-1-60086-711-8 , с. 225
  2. ^ Ганстон, стр.167
  3. ^ «Не такой уж инженер: автобиография» сэр Стэнли Хукер, Airlife Publishing Ltd., 1984, ISBN   0 906393 35 3 , стр.103
  4. ^ «Не такой уж инженер: автобиография» сэр Стэнли Хукер, Airlife Publishing Ltd., 1984, ISBN   0 906393 35 3 , стр.142
  5. ^ «Опыт American Airlines с турбореактивными/турбовентиляторными двигателями» К. Ф. Уотли, Американское общество инженеров-механиков. 1962, ASME 62-GTP-16, стр.5.
  6. ^ «Кольер Трофи» . www.aerofiles.com . Архивировано из оригинала 14 января 2001 года . Проверено 16 апреля 2018 г.
  7. ^ «Титан в аэрокосмическом применении» Р.И.Джаффи, У.Х. Шарп и Р.С. Никум, Информационное общество оборонных металлов. 24 октября 1961 г., Меморандум DMIC 133, стр. 44.
  8. ^ «Ирокез». Архивировано 7 ноября 2017 г. в Wayback Machine, 1957 года. о полете статья
  9. ^ Уилкинсон, Пол Х. (1964). Авиационные двигатели мира 1964/65 (19-е изд.). Лондон: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd.
  10. ^ Уилкинсон, Пол Х. (1957). Авиационные двигатели мира 1957 (15-е изд.). Лондон: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd., стр. 82–83.
  11. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Тейлор, Джон WR FRHistS. АРАеС. (1962). Jane's All the World's Aircraft 1962-63 . Лондон: Sampson, Low, Marston & Co Ltd.
  12. ^ Перейти обратно: а б с д Ганстон, Билл (2006). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей (5-е изд.). Страуд: издательство Sutton Publishing. п. 166. ИСБН  978-0-7509-4479-3 .
  13. ^ Перейти обратно: а б Кей, Энтони Л. (2007). Турбореактивный двигатель: История и развитие 1930-1960: Том 2: СССР, США, Япония, Франция, Канада, Швеция, Швейцария, Италия, Чехословакия и Венгрия . Мальборо, Уилтшир: Crowood Press. п. 154. ИСБН  978-1-86126-939-3 .
  14. ^ Двигатели Пратта и Уитни: техническая история, Джек Коннорс, 2010, ISBN   978 1 60086 711 8 , стр.246
  15. ^ Джейн «Все самолеты мира», 1958 год . Сэмпсон Лоу, Марстон и компания. 1957. с. 444. OCLC   852161925 . Архивировано из оригинала 10 июня 2022 г. Проверено 20 мая 2020 г.
  16. ^ «Первые подробности о Дугласе C-132» . Авиационная неделя . Том. 65, нет. 17. 22 октября 1956. с. 35. ISSN   0005-2175 .
  17. ^ http://neam.org/index.php?option=com_content&view=article&layout=edit&id=1059. Архивировано 27 октября 2020 г. в Wayback Machine "Pratt & Whitney J57 (JTC3) Cutaway"
  18. Архив Flightglobal — Flight International , 27 ноября 1953 г. Архивировано 12 ноября 2017 г. на Wayback Machine. Проверено: 4 марта 2017 г.

Библиография

[ редактировать ]
  • Тейлор, Джон WR FRHistS. АРАеС. (1962). Jane's All the World's Aircraft 1962-63 . Лондон: Sampson, Low, Marston & Co Ltd.
  • Коннорс, Джек (2010). Двигатели Пратта и Уитни: техническая история . Рестон. Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики . ISBN  978-1-60086-711-8 .
  • Франсильон, Рене Дж. МакДоннелл Дуглас Самолеты с 1920 года . Лондон: Патнэм, 1979. ISBN   0-370-00050-1 .
  • Ганстон, Билл (2006). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей, 5-е издание . Phoenix Mill, Глостершир, Англия, Великобритания: Sutton Publishing Limited. ISBN  0-7509-4479-Х .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1620a1a1504cb87340f33cfb4cc354c2__1723432920
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/16/c2/1620a1a1504cb87340f33cfb4cc354c2.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Pratt & Whitney J57 - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)