Rolls -Royce RB.80 Conway был первым турбовентиляторным реактивным двигателем, поступившим на вооружение. Разработка началась в компании Rolls-Royce в 1940-х годах, но эта конструкция использовалась лишь недолго, в конце 1950-х - начале 1960-х годов, прежде чем ее заменили другие конструкции турбовентиляторных двигателей. Двигатель Conway использовался на версиях Handley Page Victor , Vickers VC10 , Boeing 707-420 и Douglas DC-8-40 .
Название «Конвей» — это английское написание реки Конви в Уэльсе , что соответствует использованию Роллсом названий рек для газотурбинных двигателей.
Алан Арнольд Гриффит предложил ряд различных конструкций двухконтурных или турбовентиляторных двигателей еще в 1930-х годах, когда он и Хейн Констант пытались заставить свои реактивные двигатели с осевым потоком работать в Королевском авиастроительном заводе . Однако во время Второй мировой войны приоритет отдавался более простым конструкциям турбореактивных двигателей для их использования в военных целях. Приоритеты резко изменились в конце войны, и в 1946 году компания Rolls-Royce согласилась с тем, что существующие двигатели, такие как Rolls-Royce Avon, достаточно совершенны, чтобы можно было начать работу над более продвинутыми концепциями, такими как байпас.
Гриффит, который к тому времени стал главным инженером компании Rolls-Royce , предложил построить чисто экспериментальную конструкцию двухконтурного двигателя с использованием частей Avon и другого экспериментального реактивного двигателя, AJ.25 Tweed. В апреле 1947 года была предложена конструкция с усилием 5000 фунтов силы (22 000 Н), но в течение следующих нескольких месяцев она была модифицирована и превратилась в более крупную конструкцию с усилием 9250 фунтов силы (41 100 Н) в ответ на потребность в новой конструкции. Двигатель для низкоуровневой версии бомбардировщика Vickers Valiant Mk.2 . Разрешение на начало строительства этой более крупной конструкции было дано в октябре под названием RB.80 .
В ходе разработки было решено дополнительно улучшить базовую конструкцию, добавив еще одну особенность, ставшую тогда общепринятой, - «двухзолотниковый» компрессор. Более ранние двигатели обычно состояли из ряда ступеней компрессора, соединенных через вал с одной или несколькими ступенями турбины, а горелки между ними располагались вокруг вала. Хотя эта конструкция механически проста, ее недостатком является снижение эффективности компрессора. Ступени компрессора работают с максимальной эффективностью при вращении с определенной скоростью при любом заданном давлении входного воздуха — в идеальном компрессоре каждая ступень будет работать на отдельной скорости. Многокатушечная конструкция, впервые использованная на турбореактивном двигателе Bristol Olympus , [1] представляет собой компромисс: компрессор разделен на «золотники», предназначенные для работы на скорости, близкой к наиболее эффективной, и приводятся в движение отдельными турбинами через концентрические валы. Распространены конструкции с двумя и тремя катушками; кроме того, механическая сложность слишком велика.
Новая версия имела четырехступенчатый компрессор низкого давления с приводом от двухступенчатой турбины и восьмиступенчатый компрессор высокого давления с приводом от другой двухступенчатой турбины. Теперь известный под обозначением Министерства снабжения как RCo.2 , проектные работы были завершены в январе 1950 года, а первый образец впервые заработал в июле 1952 года с тягой 10 000 фунтов силы (44 000 Н). К этому времени от низкоуровневого Valiant Pathfinder уже отказались, и поэтому первому экземпляру суждено было стать последним. Тем не менее, он подтвердил надежность базовой концепции и «отлично проработал на протяжении всех 133 часов жизни». [2]
Работа над RCo.2 вскоре нашла хорошее применение. В октябре 1952 года Королевские ВВС заключили контракт на Vickers V-1000 , большой стратегический транспортный самолет с реактивным двигателем, который был предназначен для поддержки сил бомбардировщиков V в полевых условиях только за счет снабжения с воздуха. Виккерс также планировал разработать пассажирскую версию той же базовой конструкции, что и VC-7. Конструкция V-1000 напоминала увеличенную de Havilland Comet , но от Valiant взяла компоновку крыла и добавила сложную стреловидность (преходящая мода в британском дизайне). Он также имел двигатели Comet, встроенные в крыло, что требовало двигателя с небольшим поперечным сечением, что ограничивало количество обходных каналов, которые мог использовать двигатель. Тем не менее, для поддержания полной массы в 230 000 фунтов (100 000 кг) требовалась более высокая мощность, поэтому Rolls ответил более крупным RCo.5 .
Новый двигатель во многом был похож на RCo.2, но отличался в деталях. Компрессор низкого давления теперь имел шесть ступеней, а компрессор высокого давления - девять, приводимый в движение двух- и одноступенчатыми турбинами соответственно. Первый RCo.5 был запущен в июле 1953 года и в августе 1955 года прошел официальный типовой рейтинг с усилием 13 000 фунтов-сил (58 000 Н). Строительство прототипа V-1000 шло полным ходом на заводе Vickers Armstrong в Уисли летом 1955 года, когда весь проект был отменен. Подумав о концепции базирования V-бомбардировщиков за пределами Великобритании, необходимость в V-1000 стала сомнительной, и было легко принять решение отказаться от проекта.
_used_in_Boeing_707-420_at_Flugausstellung_Hermeskeil,_pic1.JPG/1280px-Rolls_Royce_Conway_Mk508_(1959)_used_in_Boeing_707-420_at_Flugausstellung_Hermeskeil,_pic1.JPG)
Conway был спасен еще раз, когда он был выбран для установки на вариант Handley Page Victor B.2, заменив Armstrong Siddeley Sapphire, использовавшийся в более ранних моделях. Для этой роли компания Rolls-Royce разработала еще более крупную модель RCo.8 с усилием 14 500 фунтов силы (64 000 Н), которая впервые заработала в январе 1956 года. Однако RCo.8 был пропущен после получения запроса от Trans-Canada Airlines (TCA) изучит возможность создания Boeing 707 или Douglas DC-8 с двигателем Conway , заинтересовав обе компании этой идеей. В ответ компания Rolls-Royce разработала еще более крупную модель Conway, RCo.10 с усилием 16 500 фунтов силы (73 000 Н) , и предложила аналогичный RCo.11 с военным рейтингом для Victor. Новый двигатель отличался от RCo.8 наличием новой «нулевой ступени» в передней части компрессора низкого давления, что еще больше увеличивало поток холодного воздуха вокруг двигателя. RCo.10 впервые поднялся в воздух на модифицированном прототипе Avro Vulcan VX770 9 августа 1957 года, но в следующем году самолет погиб в результате крушения . RCo.11 совершил полет на самолете Victor 20 февраля 1959 года.
Боинг подсчитал, что Conway с байпасом всего 30% увеличит дальность предлагаемого 707-420 на 8% по сравнению с идентичным в остальном 707-320 с турбореактивными двигателями Pratt & Whitney JT4A (J75). Эта оценка оказалась оптимистичной; фактическое улучшение дальности составило максимум 2%. [3] В мае 1956 года TCA заказала самолеты DC-8-40 с двигателями Conway, за которыми последовали дополнительные заказы от Alitalia и Canadian Pacific Air Lines , а самолет 707-420 с двигателем Conway был заказан BOAC , Lufthansa , Varig , El Al и Эйр Индия . [4] Разработка RCo.10 прошла настолько гладко, что после поставки небольшого количества самолетов для испытаний производственные поставки переключились на RCo.12 с усилием 17 500 фунтов силы (78 000 Н) , который был спроектирован, построен и испытан до того, как планеры завершили испытания. Боинг 707-420 отличался характерным выхлопным соплом с фестончатой формой (на фото выше), обеспечивающим подавление шума, а также механическое и аэродинамическое реверсирование тяги до 50%, которое было разработано и поставлено компанией Rolls-Royce. [5] Дуглас разработал сопло реверсора-глушителя DC-8 для работы в сочетании с регулируемым эжектором, что обеспечивало необходимое дополнительное подавление шума. [6]
Несмотря на успех в этой роли, только 37 самолетов 707 и 32 DC-8 были оснащены Conway, во многом благодаря поставке Pratt & Whitney JT3D : это был первый двухконтурный двигатель американского производства, имевший значительно более высокую степень двухконтурности, чем Conway. . Тем не менее, Conway добился успеха на этих самолетах и стал первым коммерческим авиационным двигателем, срок службы которого между капитальными ремонтами составлял до 10 000 часов. [7] Из-за Conway взлеты B707-420 были самыми громкими среди реактивных лайнеров в аэропортах и над населенными пунктами, пока Concorde не поступил в эксплуатацию. [8] Однако Conway был революционным, будучи первым турбовентиляторным двигателем и первым коммерческим двигателем, оснащенным лопатками турбины с внутренним воздушным охлаждением, что частично объясняло его высокий КПД и чрезвычайно высокую температуру выхлопных газов 1247 ° F (675 °). С). [9]
В окончательной разработке Conway сначала использовался RCo.42 , разработанный специально для Vickers VC10 . Поскольку к этому моменту необходимость в двигателях, встроенных в крыло, уже давно отпала, Rolls-Royce резко увеличил диаметр нулевой ступени, чтобы увеличить обход примерно с 30% до 60%. Были внесены и другие важные изменения, в первую очередь в компрессор низкого давления. Первый запуск состоялся в марте 1961 года. Взлетная сила составляла 20 370 фунтов-сил (90 600 Н). Последней моделью Super VC10 была RCo.43 с усилием 21 800 фунтов силы (97 000 Н). [10]
RCo.12 Conway представлял собой турбовентиляторный двигатель с осевым потоком и малой степенью двухконтурности около 30% или степенью двухконтурности 0,3:1. Он имел семиступенчатый компрессор низкого давления, первые шесть ступеней были изготовлены из алюминия, а последняя — из титана. За ним находился девятиступенчатый компрессор высокого давления, первые семь ступеней были из титана, а последние две — из стали. Обводной канал корпуса также был изготовлен из титана. Обводной воздуховод запустился после седьмого этапа. [11] Зона горения состояла из десяти канюленых факелов пламени . Компрессор высокого давления приводился в движение одноступенчатой турбиной с полыми лопатками воздушного охлаждения, за которой следовала двухступенчатая турбина, приводившая в действие компрессор низкого давления. [12] Аксессуары были расположены вокруг передней части двигателя, чтобы минимизировать общий диаметр.
RCo.12 производил 17 500 фунтов силы (78 000 Н) на взлете, весил 4 544 фунта (2 061 кг) в сухом состоянии и имел удельный расход топлива 0,725 на взлете и 0,874 в обычном крейсерском режиме.
В 1968 году лопасти вентилятора Hyfil из углеродного волокна были установлены на Conways VC10, эксплуатируемых BOAC . [13]
В ноябре 1966 года впуск двигателя Conway, а также впускные отверстия для коммерческих установок Avon и Spey, стали предметом нарушения патентных прав компании Rolls-Royce со стороны Рато, французского производителя паровых турбин и автомобильных нагнетателей . Société pour l'exploitation des appareils Рато из Ла-Курнева . В патенте говорится, что воздухозаборник благодаря своей диффузионной внутренней форме определяет скорость воздуха, поступающего в компрессор двигателя. Поскольку Conway в Боинге 707 и других двигателях Rolls-Royce имел диффузионные воздухозаборники, Рато ожидал, что получит компенсацию за каждый изготовленный двигатель, а также остановку всего будущего производства. Хотя иск Рато был предъявлен только компании Rolls-Royce, ее понимание цели воздухозаборника применимо к любой установке реактивного двигателя. Свидетели со стороны Rolls-Royce, в том числе Фрэнк Уиттл, убедили судью, что воздухозаборник не дал заявленного эффекта [14] [15] и что это утверждение было «спекулятивным», поскольку к 1939 году не было ни одного авиационного реактивного двигателя с осевым потоком воздуха. построен [16] и что в более ранних патентах Фрэнка Уиттла и других уже рассматривалась конструкция воздухозаборников.
.jpg/1280px-Conway_RCo_17_(26856340848).jpg)
Данные Jane's All The World's Aircraft, 1969-70 гг. [21]
Сопоставимые двигатели
Связанные списки
