Дженерал Электрик J79
Дженерал Электрик J79 | |
---|---|
![]() | |
J79 на выставке в Национальном музее ВВС США. | |
Тип | Форсажный турбореактивный двигатель |
Национальное происхождение | Соединенные Штаты |
Производитель | Авиационные двигатели Дженерал Электрик |
Первый запуск | 20 мая 1955 г. (первый полет) |
Основные приложения | Конвэйр Б-58 Хастлер ИАИ Кфир Локхид F-104 Звездный истребитель Макдоннелл Дуглас F-4 Фантом II Североамериканский А-5 Линчеватель |
Количество построенных | >17 000 [ 1 ] |
Разработано на основе | Дженерал Электрик J73 |
Развитый в | Дженерал Электрик CJ805 |
General Electric J79 — это двигатель с осевым потоком, турбореактивный созданный для использования в различных истребителях и бомбардировщиках, а также в сверхзвуковых крылатых ракетах . J79 производился компанией General Electric Aircraft Engines в США и по лицензии несколькими другими компаниями по всему миру. Среди его основных применений были Lockheed F-104 Starfighter , Convair B-58 Hustler , McDonnell Douglas F-4 Phantom II , North American A-5 Vigilante и IAI Kfir .
Коммерческая версия, получившая обозначение CJ805 , устанавливалась на Convair 880 , а версия с хвостовым турбовентиляторным двигателем, CJ805-23, устанавливалась на авиалайнеры Convair 990 и одиночный Sud Aviation Caravelle, предназначенный для демонстрации на рынке США преимуществ двухконтурного двигателя над существующий турбореактивный двигатель Rolls-Royce Avon .
В 1959 году газогенератор J79 был разработан как стационарный турбовальный двигатель со свободной турбиной мощностью 10 МВт (13 000 л.с.) для военно-морской энергетики, производства электроэнергии и промышленного использования, получивший название LM1500 . [ 2 ] [ 3 ] Его первое применение было в исследовательском судне на подводных крыльях USS Plainview .
Разработка
[ редактировать ]Эволюция компрессора с регулируемым статором
[ редактировать ]К концу 1940-х годов разработка реактивных двигателей достигла такой степени, что дальнейший прогресс был ограничен характеристиками компрессора, в частности, необходимо было увеличить степень сжатия компрессора, чтобы снизить расход топлива двигателем. Однако полезный рабочий диапазон компрессора в то время был ограничен и основывался на его расчетном состоянии, то есть на высокой скорости компрессора при взлете или крейсерском режиме. Если он был спроектирован для обеспечения высокой эффективности на высоких скоростях, он был очень неэффективен и склонен к остановке на низких скоростях.
В 1944 году Национальный консультативный комитет по аэронавтике проверил теорию «Расширения полезного рабочего диапазона осевых компрессоров за счет использования регулируемых лопаток статора», запустив восьмиступенчатый осевой компрессор с соотношением давлений 3,42: 1 и регулируемым углом наклона лопаток. [ 4 ] Значительное повышение эффективности было достигнуто при скоростях компрессора, значительно ниже расчетных. [ 5 ]
Отклонения скорости от расчетного наиболее заметны на первых ступенях при низких оборотах и усиливаются по мере увеличения расчетной степени сжатия, что приводит к срыву лопаток и помпажу компрессора, как это произошло с компрессором Rolls-Royce Avon с расчетной степенью сжатия 6,3:1 в 1949 году. В 1947 году Джефф Уайлд , разработчик компрессоров компании Rolls-Royce, подал заявку на патент «Регулирование компрессора с осевым потоком», «чтобы обеспечить компрессор с широким диапазоном скоростей. операции». [ 6 ] Был построен экспериментальный 12-ступенчатый компрессор с регулируемыми входными направляющими лопатками и первыми четырьмя рядами лопаток статора для уменьшения углов падения воздуха при работе на низкой скорости. Это было очень эффективно при преодолении сваливания и помпажа. Однако уже было показано, что более простое решение механической конструкции (регулируемые впускные направляющие лопатки и выпуск воздуха) работает с требуемой расчетной степенью сжатия, поэтому регулируемые статоры не использовались в двигателях Rolls-Royce до 1980-х годов ( IAE V2500 ). [ 7 ]
К 1950 году компания General Electric сосредоточила свое внимание на сверхзвуковых двигателях с регулируемыми статорами в результате проектных исследований, которые сравнивали их с типами с двумя роторами. Основываясь на своем прошлом опыте того времени и оценке усилий по разработке, необходимых для проверки новых технологий, регулируемые статоры обещали лучший способ проектирования компрессора для высокого требуемого соотношения давлений 12:1. Такое соотношение давлений было необходимо для достижения сверхзвуковых характеристик, дозвуковых крейсерских характеристик и малого веса, необходимых для будущих сверхзвуковых самолетов.
В 1951 году группа General Electric под руководством Герхарда Неймана , отвечавшего в то время за испытания разработки двигателей, получила финансирование на создание испытательного компрессора с регулируемыми статорами. Кроме того, руководитель отдела авиационных газовых турбин CW «Джим» Лапьер сформировал две группы для проведения проектных исследований двигателя, который мог бы работать в течение длительного времени со скоростью 2,0 Маха, сохраняя при этом хорошую экономию топлива при крейсерской скорости 0,9 Маха. Нойманн возглавил группу, использующую статор переменной конфигурации, а Чепмен Уокер руководил параллельной работой, используя две катушки. После многолетних исследований был выбран двигатель с регулируемыми статорами, поскольку он легче, проще и имеет меньший диаметр. [ 8 ] Был построен демонстрационный двигатель с регулируемыми статорами ГОЛ-1590, предшественник J79. В то же время для сверхзвукового самолета был разработан и выбран для ВВС новый двигатель Х-24А. Разработка нового двигателя поддерживалась запуском двигателя-демонстратора ГОЛ-1590. [ 9 ]
Общий
[ редактировать ]Компания GE выиграла контракт ВВС на поставку нового двигателя с тягой около 14 000 фунтов с форсажным режимом для нового сверхзвукового бомбардировщика, которым стал Convair B-58 Hustler . Два других двигателя, предложенные GE, усовершенствованная версия существующего J73 и гораздо более крупная конструкция, известная как J77, были отменены. Первый прототип серийной версии XJ-79 стартовал 8 июня 1954 года. [ 10 ]
Первый полет двигателя состоялся 20 мая 1955 года. Двигатель был установлен на General Electric J47 с двигателем североамериканском B-45C Tornado ( серийный номер 48-009 ) . В полете J79 был опущен из бомбоотсека в воздушный поток для испытаний. [ 11 ] Первый полет после 50-часовых квалификационных испытаний, необходимых для нового двигателя, который является единственным источником тяги для летающего испытательного стенда, состоялся 8 декабря 1955 года. На нем был установлен второй предсерийный Douglas F4D Skyray с J79 вместо J79. свой оригинальный двигатель Westinghouse J40 в рамках программы развития и квалификации General Electric. с модернизированным двигателем YF-104 был следующим самолетом, летавшим с J79, за ним последовал Grumman F11F Tiger в рамках спонсируемой ВМФ программы по приобретению опыта работы с двигателем перед первым полетом F4H (F-4).
J79 использовался на истребителях F-104 Starfighter, B-58 Hustler, F-4 Phantom II, A-5 Vigilante, самолетах IAI Kfir и сверхзвуковой крылатой ракете SSM-N-9 Regulus II . Выпускался более 30 лет. Более 17 000 J79 были построены в США и по лицензии в Бельгии, Канаде, Германии, Израиле, Италии и Японии. Пониженная версия General Dynamics F-16 Fighting Falcon с J79 была предложена в качестве недорогого истребителя на экспорт, и, хотя прототип самолета был запущен, он не нашел покупателей.
В конце 1960-х годов в новых конструкциях истребителей J79 был заменен турбовентиляторными двигателями с дожиганием , такими как Pratt & Whitney TF30, используемыми в F-111 и F-14 , и турбовентиляторными двигателями нового поколения с Pratt & Whitney F100 , используемыми в F-15 Eagle. которые обеспечивают лучшую топливную экономичность в крейсерском режиме , минуя воздух вокруг ядра двигателя.
За участие в разработке J79 Герхард Нейман и Нил Берджесс из General Electric Aircraft Engines были совместно награждены Collier Trophy в 1958 году, а также разделили эту награду с Кларенсом Джонсоном (Lockheed F-104) и ВВС США (Flight Records). [ 12 ]
Дизайн
[ редактировать ]
Лопатки и лопатки компрессора изготовлены из нержавеющей стали 403 , за исключением вариантов -3B и -7A, которые имеют лопатки A286 на ступенях с 7 по 17. Ротор компрессора изготовлен из Lapelloy, B5F5 и титана. [ 13 ] J79 издает особый воющий звук при определенных настройках газа. Эта странная особенность привела к тому, что управляемый НАСА истребитель F-104B Starfighter N819NA получил название Howling Howland . [ 14 ] Ранние двигатели также производили заметное количество дыма, особенно на средних оборотах / крейсерском режиме, что является недостатком боевых самолетов, делающим их уязвимыми для визуального обнаружения. Более поздние модели были переработаны и стали «бездымными».
Турбовальным . аналогом J79 является General Electric LM1500, используемый для наземных и морских применений Многие двигатели на базе J79 нашли применение в качестве газотурбинных генераторов в отдаленных местах, например, в питании трубопроводов.
У J79 есть две коммерческие модификации: CJ805-3 (двигатель без дожигания, оснащенный реверсором тяги и шумоглушителем) и CJ805-23 (с свободно вращающимся кормовым вентилятором и реверсором тяги), установленный на Convair CV-880. и Convair CV-990 соответственно.
Двигатели J79 можно запускать с помощью сжатого воздуха непосредственно на лопатках турбины двигателя. [ 15 ] или с помощью турбостартера, прикрепленного к коробке передач вспомогательных агрегатов. Газ, используемый в этом стартере, представляет собой сжатый воздух или твердотопливный картридж. [ 16 ]
Варианты
[ редактировать ]
- XJ79-GE-1
- Прототип. Первый наземный статический испытательный запуск 8 июня 1954 года показал силу 14 350 фунтов силы (63,83 кН) с форсажной камерой. [ 17 ]
- YJ79-GE-1
- Двигатели для летных испытаний получили обозначение YJ79-GE-1 .
- J79-GE-2
- Оснащен McDonnell F4H-1 Phantom (F-4A), тяга на форсаже 16 100 фунтов силы (71,62 кН).
- J79-GE-2A
- по сути похож на -2
- J79-GE-3
- Используется в YF-104A, F-104A и Grumman F11F-1F Super Tiger.
- J79-GE-3A
- YF-104A, F-104A и F-104B.
- J79-GE-3B
- F-104A и F-104B.
- J79-GE-5A
- Convair B-58 Hustler 15 600 фунтов силы (69,39 кН) с форсажной камерой.
- J79-GE-5B
- Convair B-58 Hustler 15 600 фунтов силы (69,39 кН) с форсажной камерой.
- J79-GE-5C

- J79-GE-7
- F-104C, F-104D и F-104F.
- J79-GE-7A
- F-104C, F-104D и F-104F.
- J79-ОЕЛ-7
- Лицензионное производство GE-7 производства Orenda Engines для установки на самолет Canadair CF-104 .
- J79-GE-8
- Североамериканский A-5 Vigilante и F4H-1 (F-4B) с форсажной тягой 16 950 фунтов силы (75,4 кН)
- J79-GE-8A
- Подвариант -8
- J79-GE-8B
- Подвариант -8
- J79-GE-10
- F-4J, форсажная тяга 17 900 фунтов силы (79,379 кН).
- J79-GE-11
- J79-GE-11A
- Немецкие F-104G и TF-104G. Пакистанские Griffin F-104A и F-104B. [ 18 ] 15 600 фунтов силы (69 кН) с форсажной камерой. Многие двигатели -11 производились по лицензии в Европе в рамках крупной консорциума производственной программы Alfa Romeo , Fiat и Fabrique Nationale F-104, основными поставщиками для проекта были .
- J79-ИХИ-11А
- Лицензионное производство GE-11A, построенное в Японии компанией Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd для оснащения построенных по аналогичной лицензии истребителей F-104J и F-104DJ Starfighters.
- J79-MAN-J1K
- Лицензионная и улучшенная версия GE-11A производства MTU Aero Engines в Германии .
- J79-GE-15
- Ф-4С, РФ-4С, Ф-4Д; с тягой на форсаже 17 000 фунтов силы (75,6 кН).
- J79-GE-17
- Ф-4Е, РФ-4Е, Ф-4ЭД, Ф-4Ф, Ф-4Г; с тягой на форсаже 17 900 фунтов силы (80 кН).
- J79-GE-19
- Аэриталия F-104S ; также модернизирован на F-104A 319-го полка FIS .
- J79-GE-J1E
- Изготовлен по лицензии в Израиле компанией Beit Shemesh Engines Ltd. (BSEL). [ нужна ссылка ] с тягой на форсаже 18 750 фунтов силы (83,40 кН) для IAI Kfir .
- J79-GE-119
- Ф-16/79
Приложения
[ редактировать ]
- Самолет
- Конвэйр Б-58 Хастлер
- Дженерал Дайнемикс F-16/79
- Грумман F11F-1F Супер Тигр
- ИАИ Кфир
- Локхид F-104 Звездный истребитель
- Макдоннелл Дуглас F-4 Фантом II
- Североамериканский А-5 Линчеватель
- Нортроп X-21
- ССМ-Н-9/РГМ-15 Регулус II
- Автомобили-рекордсмены наземной скорости
Технические характеристики (J79-GE-17)
[ редактировать ]
Данные Jane's All The World's Aircraft, [ 19 ] J79 — Турбинные двигатели: взгляд поближе [ 20 ]
Общие характеристики
- Тип: с дожиганием Турбореактивный двигатель
- Длина: 208,69 дюйма (5,301 м)
- Диаметр: 39,06 дюйма (0,992 м)
- Сухой вес: 3835 фунтов (1740 кг)
Компоненты
- Компрессор: однокатушечный, 17-ступенчатый осевой компрессор , с одним рядом регулируемых входных направляющих лопаток (VIGV), за которым следуют 6 рядов регулируемых статорных лопаток.
- Камеры сгорания : канюлевые
- Турбина : 3-ступенчатая
- Тип топлива: JP-4, JP-5
Производительность
- Максимальная тяга : 11 870 фунтов силы (52,8 кН) в сухом состоянии; 17 900 фунтов силы (80 кН) с форсажной камерой
- Общий коэффициент давления : 13,5:1
- Массовый расход воздуха: 170 фунтов/с (77 кг/с)
- Температура на входе в турбину: 1710 ° F (930 ° C; 1210 К)
- Удельный расход топлива : 1,965 фунт/(фунт-сила-ч) или 55,7 г/(кН⋅с) с форсажной камерой, 0,84 фунта/(фунт-сила-час) или 24 г/(кН⋅с) при военной тяге
- Тяговооруженность : 3,1 на сухом газе/4,7 на форсаже.
См. также
[ редактировать ]Связанные разработки
Сопоставимые двигатели
Связанные списки
Ссылки
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ «Дженерал Электрик — История авиации» . Архивировано из оригинала 24 августа 2011 г. Проверено 7 апреля 2008 г.
- ^ Стоекли, Э.Э. (1 апреля 1966 г.). «Развитие газовой турбины General Electric LM 1500 в качестве морской электростанции». Журнал техники газовых турбин и энергетики . 88 (2): 144–152. дои : 10.1115/1.3678497 .
- ^ «Вернемся к 1959 году, когда турбореактивный двигатель J79 был переконфигурирован в LM1500» . tumblr.com . Дженерал Электрик . 1959.
- ^ «Расширение полезного рабочего диапазона осевых компрессоров за счет использования регулируемых лопаток статора» . 29 декабря 1944 года.
- ^ https://archive.org/details/sim_journal-of-the-aerospace-sciences_1947-05_14_5 , стр.269.
- ^ «US 2 613 029 A — Регулирование компрессора с осевым потоком | RPX Insight» .
- ^ Rolls-Royce Aero Engines, Билл Ганстон, 1989, ISBN 1 85260 037 3 , стр. 132/219
- ^ «Начиная с чего-то большого» Роберт В. Гарвин, AIAA Inc., 1998, ISBN 1-56347289-9 , стр.13
- ^ «семь десятилетий прогресса» General Electric, Aero Publishers Inc., 1979, ISBN 0-8168-8355-6 , стр.89
- ^ «семь десятилетий прогресса» General Electric, Aero Publishers Inc., 1979, ISBN 0-8168-8355-6 , стр.89
- ^ Пейс 1992 с. 67.
- ↑ Обладатели Collier Trophy, 1950–1959. Архивировано 11 декабря 2008 г. в Wayback Machine , Национальная ассоциация аэронавтики. Проверено: 7 апреля 2008 г.
- ^ Тейлор, Джон (1975). Самолеты всего мира Джейн, 1974–1975 гг . п. 747.
- ^ Башоу 1986, с. 16.
- ^ Руководство по летной эксплуатации самолета RF-4B НАТОPS, NAVWEPS 01-245FDC-1, стр. 1-64
- ^ Руководство по летной эксплуатации самолетов ВВС США серии F-4E, TO 1F-4F-1, стр. 1-5.
- ^ Пейс 1992, с. 69.
- ^ Коммодор авиации Мухаммед Али (20 февраля 2021 г.). «Форсаж: История о звездном истребителе – спидстере ВВС» . Непревзойденный PAF . Архивировано из оригинала 28 августа 2022 года . Проверено 13 октября 2022 г.
- ^ Тейлор, Джон (1975). Самолеты всего мира Джейн, 1974–1975 гг . стр. 747–748.
- ^ АгентДжейЗ (2010). «J79 — Турбинные двигатели: взгляд поближе» . Ютуб . Проверено 25 августа 2020 г.
Библиография
[ редактировать ]- Нойманн, Герхард (июнь 1984 г.). Герман Немец . Уильям Морроу и компания . п. 269. ИСБН 978-0-688-01682-1 .
- Пейс, Стив. Локхид F-104 Старфайтер . Оцеола, Висконсин: Motorbooks International, 1992. ISBN 0-87938-608-8 .
- Башоу, Дэвид Л. Starfighter: любящая ретроспектива эпохи CF-104 в канадской истребительной авиации, 1961–1986 гг . Стоуни-Крик, Онтарио: Fortress Publications Inc., 1990. ISBN 0-919195-12-1 .
- Ганстон, Билл. Бойцы пятидесятых годов . Кембридж, Англия. Патрик Стивенс Лимитед, 1981 год. ISBN 0-85059-463-4 .
- Уильямс, Ник и Стив Гинтер «Дуглас F4D Skyray». Сими-Вэлли, Калифорния: Гинтер, 1986. ISBN 0-942612-13-2 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]