Эллисон Т40

Т40
	Т40-А-10 в Национальном музее ВВС США.
Тип	Турбовинтовой
Национальное происхождение	Соединенные Штаты
Производитель	Эллисон Двигательная компания
Основные приложения	A2D Скайакула ; Convair R3Y Пассат ; Convair XFY Пого
Разработано на основе	Эллисон Т38

Allison T40 , фирменное обозначение Allison Model 500 , был одним из первых американских турбовинтовых двигателей, состоящих из двух Allison T38, силовых секций приводящих в движение винт встречного вращения через общую коробку передач. ^{[ 1 ]}

Проектирование и разработка

Концепция T40 возникла в компании Allison в 1944 году, когда проводились проектные исследования турбовинтового двигателя мощностью 4000 л.с. (2983 кВт). Воспользовавшись этими усилиями, ВМС США заключили с Эллисон контракт на проектирование и разработку турбовинтового двигателя мощностью 4100 л.с. (3057 кВт). В результате T40 объединил две силовые секции Allison T38-A-1 , расположенные рядом, с общим редуктором, приводящим в движение гребные винты встречного вращения . По компоновке схожий с Armstrong Siddeley Double Mamba , T40 отличался тем, что каждый двигатель приводил в движение как передний, так и задний гребной винт, в отличие от Double Mamba, где каждая силовая секция Mamba приводила в движение либо передний, либо задний гребной винт отдельно. ^{[ 1 ]}

Силовые секции Т38-А-1 содержали по 17 ступеней компрессоров с соотношением давлений 6,3:1, восемь камер сгорания и четырехступенчатые турбины. Комбинированный редуктор приводился в движение через удлинительные валы от силовых секций. Каждый вал трансмиссии имел сцепление, позволяющее силовым секциям работать независимо. ^{[ 1 ]}

Вспомогательное оборудование включало главный блок управления, установленный над компрессорами, и стартер с пневматическим приводом на коробке передач. Составной редуктор имел общее передаточное число 15,75:1 и включал тормоз воздушного винта для предотвращения раскачивания двигателя при остановке двигателя. Противообледенение воздухозаборников осуществлялось за счет воздуха, отбираемого от компрессора. Пропеллер противоположного вращения состоял из двух трехлопастных винтов Aeroproducts длиной 14 футов (4,3 м), установленных на концентрических валах. ^{[ 1 ]}

Испытания XT40 начались 4 июня 1948 года. В редукторе возникла проблема с вибрацией из-за совпадения частот зацепления зубьев, что потребовало перепроектирования. Система развязки, предназначенная для отключения силовой части в случае аварии, сработала успешно. Во время работы в испытательной камере в одной силовой секции произошла крупная утечка масла, и попытка остановить ее не удалась, поскольку двигатель продолжал работать на вытекшем масле. После многих попыток отключить его, неисправную силовую часть удалось отключить только путем разрушения компрессора с выбросом обломков во впускное отверстие, что доказывает наличие системы развязки. ^{[ 1 ]}

Первые летные испытания T40 прошли на летающей лодке Convair XP5Y 18 апреля 1950 года, оснащенной четырьмя T40-A-4 мощностью 5250 л.с. (3915 кВт). Эксплуатация Т40 выявила проблемы с целостностью гребных винтов и редукторов, при этом по крайней мере в одном случае каждый гребной винт вырвался и отделился редуктор. Одна необычная проблема была обнаружена во время наземной эксплуатации Republic XF-84H Thunderscreech турбовинтового истребителя ; специальный трансзвуковой трехлопастный одиночный винт создавал гармоники, которые оказались вредными для человека на определенном расстоянии от самолета. ^{[ 1 ]}

К основным проблемам Т40 относились отказы коробки передач и системы управления воздушным винтом (все агрегаты двигателя питались от вакуумной системы, в которой использовалось 25 шлангов), а двигатель был далеко не надежным. Поскольку отдельные силовые установки были соединены с коробкой передач, в большинстве случаев предполагалось, что самолет сможет летать на одной половине двигателя и включать вторую силовую часть только в случае необходимости. На практике система работала не очень хорошо. Неспособность осознать, что один из T38 вышел из строя, а его компрессор поглощал мощность, вырабатываемую другой секцией, привела к потере первого прототипа Douglas XA2D-1 и его пилота 14 декабря 1950 года. ^{[ 1 ]}

Операционная история

Первым самолетом, летавшим на Т40, стал прототип патрульного самолета Convair XP5Y-1 . Поскольку патрульные летающие лодки стали ненужными, ВМС США изменили роль самолетов с противолодочных на транспортные. Модификации XP5Y-1 (такие как установка кондиционирования воздуха и наддува) привели к созданию Convair R3Y Tradewind , который должен был стать единственным самолетом, использующим T40, который фактически поступил на вооружение. Эти большие четырехмоторные летающие лодки служили в основном между NAS Alameda и Гавайями в середине 1950-х годов (заменив летающие лодки Martin Mars ). С Т40 было множество проблем. Один из них чуть не привел к катастрофе в 1956 году, когда R3Y сумел приземлиться с вышедшим из строя двигателем, что привело к столкновению с дамбой. Это событие дало ВМС США еще один повод остановить R3Y, что они и сделали вскоре после этого. ^{[ 1 ]}

Единственным самолетом, произведенным в любом количестве и оснащенным двигателем T40, был Douglas A2D-1 Skyshark . Из шестнадцати построенных экземпляров двенадцать, использованных для оценки, столкнулись с теми же проблемами, что и R3Y. Среди наиболее распространенных проблем были проблемы с управлением гребным винтом и отказы коробки передач. ^{[ 1 ]}

T40 также был установлен на North American A2J-1 Super Savage, но плохие характеристики самолета и продолжающиеся проблемы с двигателями вынудили отказаться от проекта в пользу Douglas A3D Skywarrior . ^{[ 1 ]}

Наиболее заметные успехи T40 были достигнуты в области самолетов вертикального взлета: он использовался для установки на три различных типа: Convair XFY-1 Pogo , Lockheed XFV-1 и исследовательский самолет Hiller X-18 с наклоняемым крылом. Оснащенный более мощным двигателем YT40-A-6 мощностью 7100 л.с., XFY-1 совершил первый полный полет самолета с неподвижным крылом от вертикального взлета к горизонтальному полету и обратно к вертикальному полету для посадки в ноябре 1954 года. Продолжающиеся опасения по поводу гребные винты, а также низкая полезная нагрузка и характеристики препятствовали дальнейшему развитию. ^{[ 1 ]}

Некоторые полеты выполнялись на Hiller X-18, но большая часть исследований проводилась с самолетом, прочно прикрепленным к платформе для измерения силы, которую можно было поднимать гидравлически для сбора данных о влиянии подушки на землю. ^{[ 1 ]}

Ограниченные полеты выполнялись двумя турбовинтовыми истребителями Republic XF-84H Thunderscreech , но продолжающиеся трудности с двигателем Т40, сверхзвуковым винтом, не говоря уже о характеристиках, полностью затмеваемых современными конкурентами, привели к отмене производственных планов. ^{[ 1 ]}

Приложения

Данные из: ^{[ 1 ]}

Варианты

Модель 500: Обозначение компании для T40
Модель 501: Обозначение компании для Т38 (половина Т40, для разработки Т40) ^{[ 2 ]}
Модель 501-Д: Обозначение компании для T56
Модель 503: Обозначение компании для Т44
ХТ40-А-1
ХТ40-А-2
Т40-А-4
ХТ40-А-5
ХТ40-А-6
ХТ40-А-10
YT40-A-14
Т40-А-20
Т40-А-22
Т44: (модель 503), с тремя силовыми секциями; ни один не был построен, и проект был отменен. ^{[ 3 ]}
Т54-А-2: Модернизированный T40 с эквивалентной мощностью 7500 л.с. (5600 кВт). После первоначального ограниченного успеха T40 ВМС США спонсировали разработку нового турбовинтового двигателя, который примерно на 28% больше, чем T40, но вскоре эту работу уступил Allison T56 / Allison 501-D, и разработка была отменена. ^{[ 1 ]}^{[ 4 ]}
Т56: (Модель 501-D) Успешная разработка Т40/Т38 с одной силовой секцией.

Технические характеристики (Т40-А-6)

Данные авиационных двигателей мира 1953 г. ^{[ 4 ]} История и развитие турбореактивных двигателей 1930–1960, том 2 ^{[ 1 ]}

Общие характеристики

Тип: Турбовинтовой
Длина: 167 дюймов (4200 мм) с коробкой передач; 84 дюйма (2100 мм) (силовая часть)
Диаметр: 23,5 дюйма (600 мм) (коробка передач)
Ширина: 39 дюймов (990 мм) (силовая часть)
Высота: 25 дюймов (640 мм) (силовая часть)
Сухой вес: 2500 фунтов (1100 кг) (силовая часть)

Компоненты

Компрессор: 17-ступенчатый осевой поток (2 шт.)
Камеры сгорания : 8 баночных на силовую часть.
Турбина : 4-ступенчатая с осевым потоком (2 шт.)
Тип топлива: бензин 100/130 или топливо для реактивных двигателей на основе керосина.
Масляная система: сухой картер, распыление под давлением 65 фунтов на квадратный дюйм (450 кПа), продувка

Производительность

Максимальная выходная мощность: 5100 л.с. (3800 кВт) + 830 фунтов силы (3,7 кН) при взлете при 14300 об/мин на уровне моря; эквивалент 5500 л.с. (4100 кВт)
Общий коэффициент давления : 6,3:1
Удельный расход топлива : 0,63 фунта/(л.с.⋅ч) (0,38 кг/кВтч) (эквивалент л.с.)
Отношение мощности к весу : 2,222 л.с./фунт (3,653 кВт/кг)</li.
Коробка передач: комбинированная коробка передач для привода винтов встречного вращения со скоростью 0,0635:1 (908 об/мин на взлете).

См. также

Связанные разработки

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Список авиационных двигателей

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п Кей, Энтони Л. (2007). История и развитие турбореактивных двигателей 1930–1960, том 2 (1-е изд.). Рамсбери: Crowood Press. ISBN 978-1-86126-939-3 .
^ Нолан, диджей (8 августа 1952 г.). «ТУРБО-ЛАЙНЕР: Разработка двигателя Allison T-38 для Convair 240» (pdf) . Полет . LXII (2272): 157–159 . Проверено 5 января 2019 г.
^ «Обозначения военных авиационных двигателей США – реактивных и турбинных двигателей, 1946–1968» . Андреас Парш . Проверено 21 ноября 2009 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б Уилкинсон, Пол Х. (1953). Авиационные двигатели мира 1953 (11-е изд.). Лондон: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd., стр. 68–69.

«Обозначения военных авиационных двигателей США – реактивных и турбинных двигателей, 1946–1968» . Андреас Парш . Проверено 21 ноября 2009 г.
Кей, Энтони Л. (2007). История и развитие турбореактивных двигателей 1930–1960, том 2 (1-е изд.). Рамсбери: Crowood Press. ISBN 978-1-86126-939-3 .

Дальнейшее чтение

Ганстон, Билл (2006). Разработка реактивных и турбинных авиационных двигателей, 4-е издание . Спаркфорд, Сомерсет, Англия, Великобритания: Патрик Стивенс, Haynes Publishing. ISBN 0-7509-4477-3 .
Лейес II, Ричард А.; Уильям А. Флеминг (1999). История североамериканских малых газотурбинных авиационных двигателей . Вашингтон, округ Колумбия: Смитсоновский институт. ISBN 1-56347-332-1 .

Внешние ссылки

Статья о рейсе 1950 года
Двойная турбина производит 5500 л.с. Ранняя статья с хорошей иллюстрацией, показывающей, как два двигателя подключаются к одной коробке передач
"Американские турбовинтовые двигатели", 1950 года. о полете статья
"Турбовинтовые двигатели Пассата", 1955 года. о полете статья

[KayTHaD-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л ^м ^н ^тот ^п Кей, Энтони Л. (2007). История и развитие турбореактивных двигателей 1930–1960, том 2 (1-е изд.). Рамсбери: Crowood Press. ISBN 978-1-86126-939-3 .

[Flight080852-2] Нолан, диджей (8 августа 1952 г.). «ТУРБО-ЛАЙНЕР: Разработка двигателя Allison T-38 для Convair 240» (pdf) . Полет . LXII (2272): 157–159 . Проверено 5 января 2019 г.

[Parsch-3] «Обозначения военных авиационных двигателей США – реактивных и турбинных двигателей, 1946–1968» . Андреас Парш . Проверено 21 ноября 2009 г.

[Wilkinson2-4] Перейти обратно: ^а ^б Уилкинсон, Пол Х. (1953). Авиационные двигатели мира 1953 (11-е изд.). Лондон: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd., стр. 68–69.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

v т и Allison Engine Company Авиационные двигатели
V engines	VG-1410 V-1710 V-3420
Turbojets	J33 J35 J71 J102
Turbofans	AE 3007 AR.168R† TF32 TF41
Turboprops/Turboshafts	250/T63 AE 2100 T38 T40 T54 T56 (variants) T61 T78 T406 T701 T800†
Propfan	578-DX†
† Joint development aeroengines

v т и США военных газотурбинных авиационных двигателей Система обозначения
Turbojets	J30 J31 J32 J33 J34 J35 J36 J37 XJ38 J39 J40 XJ41 J42 J43 J44 J45 J46 J47 J48 XJ49 J51 J52 J53 J54 J55 J56 J57 J58 J59 J60 J61 J63 J65 J67 J69 J71 J73 J75 J79 J81 J83 J85 J87 J89 J91 YJ93 J95 J97 J99 J100 YJ101 J102 J400 J401 J402 J403 J700
Turboprops/ Turboshafts	T30 T31 T33 T34 T35 T36 T37 T38 T39 T40 T41 T42 T43 T44 T45 T46 T47 T48 T49 T50 T51 T52 T53 T54 T55 T56 (variants) T57 T58 T60 T61 T62 T63 T64 T65 T66 T67 T68 T69 T70 T71 T72 T73 T74 T76 T78 T80 T100 T101 T400 T405 T406 T407 T408 T700 T701 T702 T703 T706 T708 LHTEC T800 APW T800 T900 T901
Turbofans	TF30 TF31 TF32 TF33 TF34 TF35 TF37 TF39 TF41 F100 F101 F102 F103 F104 F105 F106 F107 F108 F109 F110 F112 F113 F117 F118 F119 YF120 F121 F122 F124 F125 F126 F127 F128 F129 F130 F135 F136 F137 F138 F400 F401 F402 F404 F405 F408 F412 F414 F415
Adaptive cycle engines	XA100 XA101 XA102 XA103