Теледин CAE J402
| J402 | |
|---|---|
| |
| Теледин CAE J402-CA-400 | |
| Тип | Турбореактивный двигатель |
| Национальное происхождение | Соединенные Штаты |
| Производитель | Теледайн CAE |
| Первый запуск | Август 1974 г. (первая квалификация) [ 1 ] |
| Основные приложения | Гарпун АГМ-158А |
| Разработано на основе | Теледин CAE J69 [ 2 ] |
Teledyne CAE J402 — небольшой турбореактивный двигатель. Было разработано несколько вариантов привода в действие беспилотных летательных аппаратов, таких как ракеты и дроны-мишени. Разработанный в 1970-х годах для противокорабельной ракеты «Гарпун» , J402 был первым реактивным двигателем, спроектированным как « деревянный снаряд », а это означало, что двигатель должен был иметь возможность работать в течение длительного времени без обслуживания или проверки и сразу же работать. . [ 3 ]
Разработка и дизайн
[ редактировать ]Двигатель J402 изначально разрабатывался для ракеты «Гарпун». Ее размер и вес были продиктованы уже запланированной ракетой (диаметр чуть более 12 дюймов (30 см), вес около 100 фунтов (45 кг)). Двигатель также должен был быть недорогим; военные хотели производить и хранить большие количества ракет. Чтобы удовлетворить эти требования, Teledyne увеличила аэродинамическую производительность своего турбореактивного двигателя J69-T-406 до 32% производительности по воздуху. Это позволило снизить тягу и размер до желаемого уровня. [ 4 ]
J402-CA-400, первоначальный вариант Harpoon, прошел квалификацию в 1974 году и оказался чрезвычайно надежным, выйдя из строя только дважды в 131 полете до середины 1980 года. Harpoon с двигателем J402 имел отличный послужной список, в том числе потопил два ливийских военных корабля во время Инцидент в заливе Сидра в 1986 году . К 1988 году самому старому двигателю J402, запущенному в Гарпуне, было более одиннадцати лет, что превысило первоначальный пятилетний срок использования «деревянных патронов». [ 1 ]
J402-CA-400 представлял собой одновальный двигатель с одной ступенью осевого компрессора и одной центробежного компрессора ступенью . Сжатый воздух сжигался в кольцевой камере сгорания , а затем проходил через одну ступень турбины высокого давления перед выпуском. Поскольку двигатель был рассчитан на одноразовую ракету, срок его службы составлял всего один час. Основная задача требования «деревянного раунда» заключалась в том, чтобы спроектировать двигатель как можно более надежным. С этой целью были предприняты значительные усилия по уменьшению количества отдельных деталей в двигателе. Например, роторная система J402 состояла из 16 деталей, а у J69 (родительского двигателя) — 149 деталей той же системы. Еще одной мерой по упрощению стал отказ от стандартной коробки передач. Все аксессуары двигателя, такие как топливный насос и электрический генератор переменного тока, вращались непосредственно от вала ротора. Запуск двигателя был еще одной критически важной для надежности функцией двигателя, и для выполнения этого требования в J402 используется пиротехническая система. картриджи для запуска двигателя. Наконец, этот двигатель был одним из первых, оснащенных полностью электронным аналоговым топливным контроллером. [ 5 ]
Вскоре после начала разработки варианта -400 для Harpoon компания Teledyne начала работу над новым вариантом J402-CA-700 для нового MQM-107 Streaker дрона воздушной цели . Эти дроны-мишени не были «одноразовыми» аппаратами, как ракеты «Гарпун», поэтому срок службы двигателя пришлось увеличить с одного часа до 15 часов. Для этого была снижена температура турбины, а также частота вращения. Была включена новая система стартера, обеспечивающая возможность перезапуска двигателя. В результате получился двигатель, который был немного менее мощным - 640 фунтов силы (2,8 кН) по сравнению с 660 фунтами силы (2,9 кН) у -400, но имел необходимый срок службы. [ 6 ]
Дополнительный вариант J402-CA-702 был разработан внутри компании. В этом варианте добавлена дополнительная ступень осевого компрессора (в результате чего общее количество осевых ступеней увеличилось до двух), что увеличило длину двигателя всего на 4 дюйма (10 см), но увеличило тягу до 970 фунтов силы (4,3 кН). Позже двигатель был выбран для привода MQM-107D, улучшенной версии дрона-мишени. [ 7 ] Добавление дополнительной ступени компрессора увеличило степень сжатия и общий расход воздуха через двигатель, а также потребовало разработки новой секции турбины. Teledyne спроектировала и испытала новый двухступенчатый осевой компрессор в начале эксплуатации J402 (середина 1970-х годов), но работала над новой турбиной (а затем и вариантом двигателя -702) только почти десять лет спустя, в середине 1980-х годов. Получившийся двигатель имел на 45% больше мощности, чем варианты -400/-700, но при этом имел на 24% меньший удельный расход топлива (SFC). [ 8 ]
Самым последним вариантом J402 является J402-CA-100, разработанный для крылатой ракеты AGM-158 JASSM . Эта производная версия, как и -700, основана на исходном варианте -400. Основные изменения — это усовершенствованная аэродинамическая часть осевого компрессора и турбины, в результате чего двигатель стал более экономичным при тех же уровнях тяги, что и -400. [ 9 ]
Варианты
[ редактировать ]- J402-CA-100
- Вариант двигателя, использованного в AGM-158 JASSM .
- J402-CA-400
- Базовая модель. Предназначен для «Гарпун» противокорабельной ракеты . Также используется в ракетах AGM-84E Standoff Land Attack и AGM-84H/K SLAM-ER .
- J402-CA-700
- Первый вариант, разработанный для использования дронов-мишеней ( MQM-107 Streaker ). Немного снижена мощность версии варианта -400 для увеличения срока службы.
- J402-CA-702
- Более мощный вариант. Включите дополнительную ступень осевого компрессора. Используется в D варианте MQM-107 Streaker .
Приложения
[ редактировать ]Технические характеристики (J402-CA-400)
[ редактировать ]Общие характеристики
- Тип: Турбореактивный
- Длина: 29 дюймов (74 см)
- Диаметр: 12,5 дюймов (32 см)
- Сухой вес: 101,5 фунта (46 кг)
Компоненты
- Компрессор: Одноступенчатый осевой компрессор , одноступенчатый центробежный компрессор.
- Камеры сгорания : кольцевые
- Турбина : Одноступенчатая турбина высокого давления.
Производительность
- Максимальная тяга : 660 фунтов силы (2,9 кН)
- Общий коэффициент давления : 5,6:1
- Удельный расход топлива : 1,2 фунта/(фунт-сила⋅ч) или 34 г/(кН⋅с)
- Тяговооруженность : 6,5
См. также
[ редактировать ]Сопоставимые двигатели
Связанные списки
Ссылки
[ редактировать ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Лейес и Флеминг, стр. 111
- ^ Лейес и Флеминг, стр. 826
- ^ Лейес и Флеминг, стр. 106-7
- ^ Лейес и Флеминг, стр. 107
- ^ Лейес и Флемминг, стр. 108-10
- ^ Лейес и Флеминг, стр. 111-2
- ^ Лейес и Флеминг, стр. 112
- ^ Разинский, Э. (1998). J402-CA-702 — современный 1000-фунтовый. Тяговый двигатель ДПЛА. 24-я совместная конференция AIAA/ASME/SAE/ASEE по двигательной технике . 11–13 июля 1988 г., Бостон, Массачусетс. АИАА-88-3248
- ^ Победа Teledyne JASSM возрождает надежды Tomahawk . Рейс Интернешнл . 28 марта – 3 апреля 2000 г. с. 19. По состоянию на 21 января 2010 г.
- ^ Лейес и Флеминг, стр. 831
- ^ Технические характеристики газовой турбины. Справочник «Недели авиации и космических технологий, 2009 г.» . стр. 125.
Библиография
[ редактировать ]Лейес, Ричард А. II; Уильям А. Флеминг (1999). История североамериканских малых газотурбинных авиационных двигателей . Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. ISBN 1-56347-332-1 .