Flader J55

Flader J55
Тип	Смятение
Национальное происхождение	Соединенные Штаты
Производитель	Fredric Flader Inc.
Первый забег	1948

Flader J55 , также известный как 124 внутри компании, был небольшим турбоейтным двигателем, примечательным для использования сверхзвукового компрессора осевого потока . Разработка началась в Fredric Flader Inc. в 1947 году, причем первые примеры были доставлены в 1949 году. Однако они обеспечили гораздо более низкую мощность, чем прогнозировали. Улучшенные модели последовали в начале 1952 года, которые соответствовали требованиям производительности, но продемонстрировали очень плохую надежность. Когда небольшие двигатели от других компаний стали доступны, проект J55 был отменен в 1952 году.

История

Суперзвуковые компрессоры

Осевой компрессор состоит из серии пропеллеров , похожих на диски, известные как «стадии», каждый из которых сжимает входящий воздух по очереди. Когда воздух сжимается, его объем уменьшается, поэтому каждая стадия имеет меньший диаметр, чем перед ним.

В обычном турбояже скорости вращения компрессоров ограничены, так что внешние кончики лезвий оставались дозвуковыми. Если все этапы включены от общего вала, это означает, что ограничивающая скорость вращения будет определяться первой стадией, которая является самой большой. Дальнейшие этапы будут работать с скоростями наконечников, которые намного ниже, что работает против общего принципа, что более высокие скорости вращения более эффективны. Большие двигатели, как и на современных авиалайнерах, обычно включают две или три «катушки», участки двигателя, работающего на разных скоростях вращения, что позволяет каждому участку компрессора достигать максимально возможного оборота, оставаясь дозвуковой.

Кроме того, для того, чтобы самолеты работали на сверхзвуковой воздушной скорости, самолеты обычно используют серию пандусов или конусов для создания ударных волн , которые постепенно замедляют воздух до дозвуковых скоростей, прежде чем он достигнет компрессора. Эти потребления создают сопротивление, которое должно быть преодолено двигателями.

Таким образом, компрессор, который работает на сверхзвуковых скоростях, будет повысить производительность, по крайней мере, в теории. Это позволило бы ему работать с более высокими скоростями вращения, а также снижает или устраняет необходимость в сложных впускных отверстиях. В первые дни разработки двигателя сверхзвуковая аэродинамика не была совсем понятна, и не было ясно, будет ли такой двигатель более или менее эффективным, чем обычный дизайн.

Чтобы узнать, между 1946 и 1948 годами инженеры в исследовательском центре NACA Lewis провели раннюю исследовательскую программу на стадиях Supersonic Compressor. Они продемонстрировали очень обнадеживающие результаты; Мало того, что такая дизайн работала, но коэффициент сжатия на одной стадии был намного выше, чем в дозвуковом дизайне, в течение двух раз. ^{[ 1 ]} двигатель с данным общим коэффициентом давления Это позволило бы построить с меньшим количеством этапов, что делает его меньшим, легче и менее сложным.

Поверхности предложение

Fredric Flader Inc. была сформирована в 1944 году для разработки малых турбинных двигателей, первоначально основанных на контракте с ВВС армии США на турбовинтовое соединение 5900 SHP (4400 кВт), T33-FF-1. Flader открыл новый завод в Тонаванде, штат Нью -Йорк, для разработки двигателя, но вскоре армия отменила проект. ^{[ 2 ]} Компания была сохранена с помощью контракта ВМС США на турбину диаметра 8 дюймов (200 мм) для чрезвычайной власти на небольших кораблях, но этот контракт позже был выигран солнечными турбинами и работа в Flader закончилась.

В 1946 году армия начала разрабатывать требования для серии из трех беспилотных самолетов, одним из которых был высокоскоростный радиоуправляемый целевой беспилотник, XQ-2. Райан Аэронаутичный выиграл контракт со своим дизайном Firebee , а 7 февраля 1947 года лаборатория электростанции в Центре развития воздуха Райта выпустила тендер для небольшого двигателя для питания планера Райана. ^{[ 2 ]} Предложение Flader, с 26 апреля 1947 года, предложено с использованием сверхзвукового компрессора, чтобы построить небольшой двигатель, подходящий для проектирования. Они предсказали, что компрессор будет иметь коэффициент давления около 2,75, что примерно в два раза больше, чем у обычных конструкций. только одного центробежного потока . Этого было достаточно, чтобы для завершения цикла сжатия двигателя потребовалось ^{[ 3 ]}

Несмотря на связанные с этим риски, предложение Flader выиграло тендер, и развитие началось два месяца спустя.

Раннее тестирование

Фладер работал на близком концерте с инженерами в Льюисе. Они отправили им раннюю версию компрессора для тестирования в июне 1948 года, которая продемонстрировала производительность намного ниже прогнозируемого значения. Хуже того, вопреки ожиданиям, производительность снизилась с увеличением скорости вращения, противоположна тому, что предположило более раннее исследование Льюиса, что было одной из главных причин использования дизайна. Позже это было связано с толстым пограничным слоем на лезвиях. Кроме того, после примерно 35 часов времени работы были обнаружены ведущие края лопастей компрессора, по -видимому, из -за чрезвычайно высоких аэродинамических нагрузок. ^{[ 4 ]}

В середине 1949 года Flader доставил два распределенных двигателя, XJ55-FF-1, в ВВС для тестирования. Они доставляли только 450 фунтов (2000 н) тяги, намного ниже того, что было необходимо для питания пожарной. ^{[ 4 ]} Тем не менее, Flader продолжил работать над дизайном, и к концу 1951 года он значительно улучшился. В январе 1952 года они предоставили одну из этих улучшенных моделей, а 24 января она проходила в 700 фунтов (3100 н), отвечая требованиям. Тем не менее, во время второго теста 31 января двигатель вышел из строя вскоре после работы в течение одной минуты в 700 фунтов (3100 Н). ^{[ 5 ]}

Хотя оказалось, что базовый дизайн смог обеспечить свою обещанную производительность, в этот момент он был далеко не полный дизайн. Вес и расход топлива были выше оценки конструкции, различные системы поддержки, такие как топливные и нефтяные насосы, не были автономными, и он оставался подверженным взрыву компрессора. Фладер подсчитал, что эти проблемы потребуют еще трех лет разработки. ^{[ 5 ]}

Отмена

В этот момент на рынке вышли два новых небольших двигателя с примерно требуемой мощностью, Fairchild J44 и Continental J69 , лицензированная версия французской турбомеки Марборе . Военно -воздушные силы решили использовать J69 в Firebee и вскоре отменили разработку J55. ^{[ 5 ]}

Flader сделал несколько других одноразовых дизайнов, но не нашел длительной работы на местах и в конечном итоге подталкивает свои растения для производства Eaton в 1955 году. Итон пошел дальше, и Фладер был замолчал 2 сентября 1957 года. ^{[ 6 ]}

Описание

J55 выглядел как обычный осевой двигатель в целом, но секция оборудования была расположена перед двигателем в негабаритной зоне прядильщика. За спиннером находилась зона впуска и сверхзвуковая стадия компрессора. За этим была единственная центробежная стадия, в отдельной цилиндрической секции. За этим последовала зона конгресса, а затем одну турбинную стадию. ^{[ 7 ]}

Технические характеристики (J55-FF-1 лейтенант 124)

Данные из авиационных двигателей мира 1949 г. ^{[ 8 ]} Jane's All мировой самолет 1949-50, ^{[ 9 ]} Полет 11 мая 1951 г. ^{[ 7 ]}

Общие характеристики

Тип: Турбового двигателя осевого потока
Длина: 79 дюймов (2 007 мм)
Диаметр: 15,7 дюйма (399 мм)
Сухой вес: 300 фунтов (136 кг)

Компоненты

Компрессор: многоэтапный осевой сверхзвуковой компрессор потока
Сгоновики : камера кольцевого сгорания нержавеющей стали с 16 топливными форсунками
Турбина : 1 стадическая осевая турбина потока
Тип топлива: керосин ( JP-1 )
Масляная система: Система давления, питаемое модифицированным масляным насосом с турбонежника

Производительность

Максимальная тяга : 770 фунтов (3425,13 н) при 28 600 об / мин для взлета

700 фунтов (3113,76 N) при 26 800 об / мин при максимальном непрерывном / круизе уровня моря

350 фунтов (1556,88 N) при 19 800 об / мин.

Общее соотношение давления : 2,85: 1
Поток воздуха: 15 фунтов/с (408,2 кг/мин)
Температура на входе турбины: 1250 ° F (677 ° C)
Удельный расход топлива : 1,65 фунта/фунт/ч (0,047 кг/н/кс).
Отношение тяги к весу : 2,56 фунта/фунт (25,1 Н/кг)

Ссылки

^ Leyes and Fleming 1999, pg. 48
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Leyes and Fleming 1999, pg. 46
^ Leyes and Fleming 1999, pg. 47
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Leyes and Fleming 1999, pg. 49
^ Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Leyes and Fleming 1999, pg. 50
^ Leyes and Fleming 1999, pg. 51
^ Jump up to: ^а ^{беременный} Прогресс 1951, стр. 570
^ Уилкинсон, Пол Х. (1949). Авиационные двигатели мира 1949 (7 -е изд.). Лондон: сэр Исаак Pitman & Sons Ltd. с. 56–57.
^ Бриджман, Леонард, изд. (1949). Джейн все мировые самолеты 1949-50 . Лондон: Сэмпсон Лоу, Марстон и Ко. С. 28d - 29d.

Библиография

Лейс, Ричард А. II; Флеминг, В. (1999). История североамериканских самолетов с небольшими газовыми турбинами . AIAA. ISBN 9781563473326 .
«Специальный прогресс за границей» . Полетный и самолет инженер . Lix (2207): стр. 566–567, 570. 11 мая 1951 года.
Кей, Энтони Л. (2007). История и развитие турбоев 1930-1960 . Тол. 2 (1 -е изд.). Рамсбери: Пресса Кроуд. ISBN 978-1861269393 .

[lf48-1] Leyes and Fleming 1999, pg. 48

[lf46-2] Jump up to: ^а ^{беременный} Leyes and Fleming 1999, pg. 46

[lf47-3] Leyes and Fleming 1999, pg. 47

[lf49-4] Jump up to: ^а ^{беременный} Leyes and Fleming 1999, pg. 49

[lf50-5] Jump up to: ^а ^{беременный} ^в Leyes and Fleming 1999, pg. 50

[lf51-6] Leyes and Fleming 1999, pg. 51

[Flight-7] Jump up to: ^а ^{беременный} Прогресс 1951, стр. 570

[AEotW49-8] Уилкинсон, Пол Х. (1949). Авиационные двигатели мира 1949 (7 -е изд.). Лондон: сэр Исаак Pitman & Sons Ltd. с. 56–57.

[JAWA49-50-9] Бриджман, Леонард, изд. (1949). Джейн все мировые самолеты 1949-50 . Лондон: Сэмпсон Лоу, Марстон и Ко. С. 28d - 29d.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

v Т и США двигателей двигателей военных турбин Система обозначения
Турбоязы	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
Турбовинтовые / Турбоссафты	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 ( варианты ) T57 T58 T60 T61 T62 T63 T64 T65 T66 T67 T66 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
Турбовины	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
Адаптивные циктные двигатели	XA100 X101 XA102 XA103