stringtranslate.com

Эллисон Т56

Allison T56 — американский одновальный модульный турбовинтовой двигатель военного назначения с 14-ступенчатым осевым компрессором, приводимым в действие четырехступенчатой ​​турбиной. Первоначально он был разработан компанией Allison Engine Company для транспортного самолета Lockheed C-130 Hercules [3], производство которого началось в 1954 году. С 1995 года, когда Allison была приобретена компанией Rolls-Royce, он стал продуктом Rolls-Royce . Коммерческая версия имеет обозначение 501-D . С 1954 года было произведено более 18 000 двигателей, налетавших более 200 миллионов часов. [4]

Проектирование и разработка

Разрез турбовинтового двигателя Allison T56-A1 в Смитсоновском национальном музее авиации и космонавтики

Турбовинтовой двигатель T56, созданный на основе предыдущей серии T38 компании Allison , [3] впервые поднялся в воздух в носовой части испытательного самолета B-17 в 1954 году. [3] Один из первых допущенных к полетам двигателей YT-56 был установлен в гондоле C-130 на испытательном самолете Lockheed Super Constellation в начале 1954 года. [5] Первоначально установленный на военно-транспортном самолете Lockheed C-130 Hercules , двигатель T56 также устанавливался на патрульный самолет морской авиации Lockheed P-3 Orion (MPA), самолет дальнего радиолокационного обнаружения (AEW) Grumman E-2 Hawkeye и самолет доставки на борт авианосца (COD) Grumman C-2 Greyhound , а также на гражданские авиалайнеры, такие как Lockheed Electra и Convair 580. [3 ]

T56-A-1, поставленный Lockheed в мае 1953 года, выдавал всего 3000 л. с. (2237 кВт) по сравнению с требуемыми 3750 л. с. (2796 кВт) для YC-130A. Развитие T56 было достигнуто за счет увеличения степени повышения давления и температуры турбины. T56-A-14, установленный на P-3 Orion, имеет номинальную мощность 4591 л. с. (3424 кВт) при степени повышения давления 9,25:1, в то время как T56-A-427, установленный на E-2 Hawkeye, имеет номинальную мощность 5250 л. с. (3915 кВт) и степень повышения давления 12:1. Кроме того, T56 выдает приблизительно 750 фунтов силы (3336,17 Н) остаточной тяги от своего выхлопа. [6]

На протяжении многих лет существовало несколько версий разработки двигателей, которые сгруппированы по номерам серий. Коллекция производных Series I вышла в 1954 году, выдавая статическую мощность на уровне моря 3460 винтовых л. с. (2580 кВт) при температуре окружающей среды 59 °F (15 °C; 519 °R; 288 K). Последующие модификации двигателей включали Series II, представленную в 1958 году и имевшую увеличенную мощность 3755 винтовых л. с. (2800 кВт), и Series III, выпущенную в 1964 году и имевшую еще одно увеличение мощности до 4591 винтовых л. с. (3424 кВт). Производные Series II и III были разработаны в рамках программ улучшения военных компонентов (CIP). [7] К 1965 году Эллисон предложил разработку производных двигателей серии IV, [8] но в 1968 году Конгресс США ограничил работу CIP улучшениями надежности и ремонтопригодности вместо улучшений производительности. [7] Производные двигателей серии IV были окончательно разработаны в 1980-х годах после одобрения для программы производных двигателей ВВС США (EMDP) в бюджете на 1979 финансовый год. Двигатели серии IV включают демонстратор ВВС EMDP T56-A-100, модель T56-A-101 для самолета ВВС C-130, T56-A-427 для самолетов NAVAIR E-2C и C-2A, 501-D39 для самолета Lockheed L-100 и морской турбовальный двигатель 501-K34 для NAVSEA . Двигатель T56-A-427 мог развивать мощность 5912 л.с. (4409 кВт), но его крутящий момент был ограничен 5250 л.с. (3910 кВт). [9]

Lockheed Martin C-130J Super Hercules , который впервые поднялся в воздух в 1996 году, имеет T56, замененный на Rolls-Royce AE 2100 , который использует двойную систему FADEC (полное цифровое управление двигателем) для управления двигателями и пропеллерами. [10] Он приводит в действие шестилопастные сабля-пропеллеры от Dowty Rotol . [11]

T56 Series 3.5, программа усовершенствования двигателя для снижения расхода топлива и снижения температуры, была одобрена в 2013 году для самолета WP-3D «Hurricane Hunter» Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). [12] После восьми лет разработки и маркетинговых усилий компании Rolls-Royce, T56 Series 3.5 также был одобрен в 2015 году для модернизации двигателей на устаревших самолетах ВВС США C-130, которые в настоящее время эксплуатируются с двигателями T56 Series III. [13] В рамках модернизации T56 Series 3.5 детали из двигателя T56 Series IV (такие как уплотнения компрессора) и неохлаждаемые лопатки турбины из турбовального AE 1107C будут модернизированы в существующие установки корпуса T56 Series III. [14] Модернизация винтов до восьмилопастных винтов NP2000 от UTC Aerospace Systems была применена на самолетах E-2 Hawkeye, C-2 Greyhound и более старой модели C-130 Hercules [15] и будет принята на P-3 Orion. [16]

Ожидается, что производство двигателя T56 продолжится как минимум до 2026 года, а в 2019 году Командование авиационных систем ВМС США (NAVAIR) разместит заказ на 24 дополнительных самолета E-2D Advanced Hawkeyes (AHE), оснащенных двигателем T56-A-427A. [17]

Экспериментальное и нетурбовинтовое применение

Двигатель T56/Model 501 использовался в ряде экспериментальных работ и как нечто иное, чем турбовинтовая силовая установка. В начале 1960 года два экспериментальных газотурбинных двигателя Allison YT56-A-6 без пропеллеров были добавлены рядом с существующими маршевыми двигателями на летных испытаниях самолета Lockheed NC-130B 58-0712. YT56-A-6 производил сжатый воздух для обдува поверхностей управления, чтобы продемонстрировать управление пограничным слоем (BLC), что помогло обеспечить характеристики короткого взлета и посадки (STOL). [18] : 42–44  В 1963 году Lockheed и Allison разработали еще один демонстратор STOL, на этот раз для нужд армии США . Внутреннее обозначение Lockheed GL298-7 включало самолет C-130E Hercules, который был переоборудован в турбовинтовые двигатели 501-M7B мощностью 4591 л. с. (3424 кВт). Двигатель 501-M7B вырабатывал больше мощности, чем обычно устанавливаемые двигатели T56-A-7 мощностью 3755 л. с. (2800 кВт) примерно на 20 % (хотя мощность двигателя 501-M7B была ограничена 4200 л. с. (3100 кВт), чтобы избежать дополнительных конструктивных изменений), поскольку введение воздушного охлаждения в лопатках первой ступени турбины и лопатках первой и второй ступеней позволило увеличить температуру на входе в турбину. [19]

В 1963 году была представлена ​​линейка промышленных газовых турбин на основе T56 под названием 501-K. [20] 501-K предлагается в одновальной версии для приложений с постоянной скоростью и в двухвальной версии для приложений с переменной скоростью и высоким крутящим моментом. [21] Стандартные турбины серии II включают 501-K5 на природном газе и 501-K14 на жидком топливе. Турбины серии III с воздушным охлаждением включают 501-K13 на природном газе и 501-K15 на жидком топливе. [22] Морская турбовальная версия 501-K используется для выработки электроэнергии на борту всех крейсеров ВМС США ( класс Ticonderoga ) и почти всех его эсминцев ( класс Arleigh Burke ).

В конце 1960-х годов ВМС США финансировали разработку двигателя T56-A-18, который имел новую коробку передач по сравнению с ранней коробкой передач на T56-A-7. [23] 50-часовые предварительные летные испытания (PFRT) были завершены для T56-A-18 в 1968 году. [24] В начале 1970-х годов Boeing Vertol выбрала Allison (в то время известную как Detroit Diesel Allison Division (DDAD) компании General Motors ) для установки на испытательный стенд динамических систем (DSTR), поддерживающий разработку программы тяжелого вертолета XCH-62 (HLH) для армии США, используя турбовальный двигатель Allison 501-M62B. [25] 501-M62B имел 13-ступенчатый компрессор на основе демонстрационного двигателя 501-M24, который был фиксированным одновальным двигателем с увеличенным общим коэффициентом давления и компрессором с изменяемой геометрией, и имел кольцевую камеру сгорания на основе T56-A-18 и других программ разработки. Турбина была получена из фиксированного одновального T56, который имел четырехступенчатую секцию, в которой первые две ступени обеспечивали достаточную мощность для привода компрессора, а другие две ступени обеспечивали достаточную мощность для привода вала винта. Для двухвального двигателя 501-M62B он был разделен на двухступенчатую турбину, приводящую в движение компрессор, где ступени турбины имели охлаждаемые воздухом лопатки и лопасти, и двухступенчатую свободную силовую турбину, приводящую в движение винт через коробку передач. 501-M62B также включал усовершенствования, проверенные демонстрационной программой GMA 300 компании Allison, что позволило достичь расхода воздуха 42 фунта/с (1100 кг/мин). [26] После успешного испытания DSTR двигатель 501-M62B был доработан до двигателя XT701 -AD-700 для использования на HLH. Двигатель XT701 мощностью 8079 л. с. (6025 кВт) прошел испытания, необходимые для наземных и летных испытаний на HLH, [27] но финансирование программы HLH было отменено в августе 1975 года, когда прототип вертолета с тремя турбинами и тандемными роторами достиг 95% готовности. [28] : 3 

После отмены программы HLH в начале 1976 года компания Allison решила применить технологию двигателя XT701 в новом промышленном газотурбинном продукте 570-K. Промышленный двигатель, который поступил в производство в конце 1970-х годов, был снижен до 7170 л. с. (5350 кВт) и адаптирован для морских, газовых компрессоров и вариантов выработки электроэнергии. [27] Единственными серьезными изменениями, внесенными в 570-K, были устранение отбора воздуха из компрессора и замена титанового корпуса компрессора XT701 на стальной корпус. Затем 570-K был адаптирован к демонстрационному двигателю 501-M78B мощностью 6000 л. с. (4500 кВт), который Lockheed испытала на Grumman Gulfstream II в рамках Программы оценки испытаний винтовых двигателей NASA в конце 1980-х годов. 501-M78B имел тот же 13-ступенчатый компрессор, камеру сгорания, 2-ступенчатую газогенераторную турбину и 2-ступенчатую свободную силовую турбину, которые использовались на XT701 и 570-K, но он был соединен через редуктор с передаточным отношением 6,797 с винтовентилятором Hamilton Standard одинарного вращения диаметром 9 футов (2,7 м) , содержащим лопасти, которые были отогнуты назад на 45 градусов на концах. [29]

Варианты

Модель T56 подверглась значительной доработке на протяжении всего периода производства; производитель относит многочисленные модификации к четырем основным группам серий.

Первоначальные гражданские варианты (серия I) были разработаны и произведены компанией Allison Engine Company как 501-D и устанавливались на Lockheed C-130 Hercules . Более поздние варианты (серии II, III и IV) и комплект усовершенствования двигателя серии 3.5 давали повышенную производительность за счет усовершенствований конструкции.

Дальнейшие модификации 501-D/T56 производились в качестве турбовальных двигателей для вертолетов , включая вариант под обозначением T701, который был разработан для отмененного проекта Boeing Vertol XCH-62 .

Приложения

Технические характеристики (T56 Серия IV)

Данные Rolls-Royce. [30]

Общая характеристика

Компоненты

Производительность

Смотрите также

Сопутствующее развитие

Сравнимые двигатели

Связанные списки

Ссылки

  1. ^ Proc, Jerry. "CP-140 Aurora". Радиосвязь и сигналы: разведка в Королевском канадском флоте . Получено 25 августа 2020 г.
  2. ^ "Большой турбовинтовой самолет номер один в мире". Rolls-Royce plc . Получено 25 августа 2020 г.
  3. ^ abcd "Global Security T56". www.globalsecurity.org . Получено 1 ноября 2012 г. .
  4. ^ "T56: Power for the Hercules, Orion, Hawkeye and Greyhound" (PDF) . Rolls-Royce plc . Архивировано из оригинала (PDF) 7 февраля 2013 г. . Получено 25 августа 2020 г. .
  5. ^ "T56 test-bed: The Allison engine for C-130 installed to a Super Constellation". Flight . 30 апреля 1954 г. стр. 539. ISSN  0015-3710. Архивировано из оригинала 27 декабря 2014 г.
  6. ^ Маккиннон, Филлип (сентябрь 2004 г.). «Rolls-Royce Allison T56 — пятьдесят» (PDF) . New Zealand Aviation News. Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2014 г. Получено 2 ноября 2013 г.
  7. ^ ab Laughlin, TP; Toth, Joseph (18–21 марта 1985 г.). "Производный двигатель T56 в улучшенном E-2C" (PDF) . Том 1: Авиационный двигатель; Морской; Турбомашины; Микротурбины и малые турбомашины . Международная конференция и выставка по газовым турбинам ASME 1985. Хьюстон, Техас, США doi : 10.1115/85-GT-176 . ISBN 978-0-7918-7938-2. OCLC  7344649118.
  8. ^ Olbina, Milan C., ред. (15 января 1965 г.). «Dice видит годовщину как время смотреть вперед». AllisoNews . Том 24, № 15. стр. 1, 7. OCLC  42343144.
  9. ^ abc McIntire, WL (4–7 июня 1984 г.). «Турбовинтовой двигатель нового поколения T56» (PDF) . Том 2: Авиационный двигатель; Морской транспорт; Микротурбины и малая турбомашина . Turbo Expo: Энергия для земли, моря и воздуха. Том 2: Авиационный двигатель, морской транспорт, микротурбины и малая турбомашина. Амстердам, Нидерланды. doi : 10.1115/84-GT-210 . ISBN 978-0-7918-7947-4. OCLC  4434363138.
  10. ^ "AE 2100 turboprop: Power for the Hercules, Spartan, US-2 and SAAB 2000 AEW&C" (PDF) . Rolls-Royce plc . Архивировано из оригинала (PDF) 17 февраля 2013 года . Получено 2 ноября 2012 года .
  11. ^ Смитсоновский национальный музей авиации и космонавтики . "Винт, изменяемый шаг, 6-лопастной, Dowty R391" . Получено 4 августа 2020 г.
  12. ^ "NOAA 'Hurricane Hunters' первыми получили усовершенствование двигателя T56 серии 3.5". Aero News . 14 ноября 2013 г. Получено 1 декабря 2013 г.
  13. ^ Дрю, Джеймс (10 сентября 2015 г.). "USAF одобряет производство Rolls-Royce T56 Series 3.5 upgrade" . FlightGlobal . Получено 11 августа 2020 г. .
  14. ^ "США одобряют модернизацию двигателя Rolls-Royce T56 Series 3.5 для самолетов C-130H". Airforce Technology . 9 июля 2014 г. Получено 16 февраля 2023 г.
  15. ^ Тревитик, Джозеф (8 января 2018 г.). «ВВС США рассматривают новые пропеллеры и модернизированные двигатели, чтобы вдохнуть дополнительную жизнь в старые C-130H». Зона военных действий. Драйв . Получено 4 августа 2020 г.
  16. ^ Дональд, Дэвид (17 июля 2018 г.). «Новый облик старого воина». Авиасалон в Фарнборо. AINonline . Получено 4 августа 2020 г.
  17. ^ Дональд, Дэвид (11 апреля 2019 г.). «Advanced Hawkeye marches on». Defense. AINonline . Получено 9 сентября 2020 г.
  18. ^ Нортон, Билл (2002). Прародители STOL: Технологический путь к большому самолету STOL и C-17A. Американский институт аэронавтики и астронавтики (AIAA). стр. 42–43. doi :10.2514/4.868160. ISBN 978-1-56347-576-4. OCLC  50447726.
  19. ^ Андертон, Дэвид А. (7 января 1963 г.). «Планируется увеличение мощности для STOL C-130». Авиационная техника. Aviation Week and Space Technology . Мариетта, Джорджия, США, стр. 54–55, 57. ISSN  0005-2175.
  20. ^ Зигмунт 1997, стр. 127.
  21. ^ Промышленные газовые турбины Эллисон 1983.
  22. ^ Бикслер, Г. В.; Клиффорд, Х. Дж. (5–9 марта 1967 г.). «Газовая турбина для производства электроэнергии и пара в подразделении Allison компании General Motors» (PDF) . Конференция и выставка продукции ASME 1967 по газовым турбинам . Конференция и выставка продукции ASME 1967 по газовым турбинам. Хьюстон, Техас, США doi : 10.1115/67-GT-42 . ISBN 978-0-7918-7988-7. OCLC  8518878647.
  23. ^ Макинтайр, У. Л.; Вагнер, Д. А. (18–22 апреля 1982 г.). «Редукторы турбовинтовых двигателей следующего поколения» (PDF) . Том 2: Авиационный двигатель; Морской транспорт; Микротурбины и малая турбомашина . Turbo Expo: Энергия для земли, моря и воздуха. Том 2: Авиационный двигатель, морской транспорт, микротурбины и малая турбомашина. Лондон, Англия, Великобритания doi : 10.1115/82-GT-236 . ISBN 978-0-7918-7957-3. OCLC  8518954720.
  24. ^ Аэрокосмический ежегодник 1969 года (PDF) . Ассоциация аэрокосмической промышленности Америки (AIA). 1969. С. 52.
  25. ^ "HLH 1975 flight test projected: Component technology program meeting development goal". Army Research and Development . Vol. 15, no. 1. January–February 1974. pp. 10–11. hdl :2027/msu.31293012265199. ISSN  0004-2560.
  26. ^ Вудли, Дэвид Р.; Касл, Уильям С. (16–18 октября 1973 г.). Главные двигатели тяжелых вертолетов . Национальное совещание по аэрокосмической технике и производству. Технические документы SAE . Серия технических документов SAE. Том 1. Лос-Анджелес, Калифорния, США: Общество инженеров-автомобилестроителей (SAE) (опубликовано в феврале 1973 г.). doi :10.4271/730920. ISSN  0148-7191.
  27. ^ ab Stinger, DH; Redmond, WA (1978). "Усовершенствованная газовая турбина для морского двигателя модели 570-K". Серия технических документов SAE . Том 1. Общество инженеров-автомобилестроителей (SAE) (опубликовано в феврале 1978 г.). doi :10.4271/780702. ISSN  0148-7191. {{cite book}}: |journal=проигнорировано ( помощь )
  28. ^ Boeing Vertol Company (апрель 1980 г.). Тяжёлый вертолёт — Техническое описание прототипа (Отчёт). OCLC  227450087.альтернативный URL-адрес
  29. ^ Little, BH; Poland, DT; Bartel, HW; Withers, CC; Brown, PC (июль 1989 г.). Оценка испытаний винтовентилятора (PTA): Заключительный отчет по проекту. Том NASA-CR-185138. hdl : 2060/19900002423 . OCLC  891598373.альтернативный URL-адрес
  30. ↑ Учебное пособие: T56/501D Series III . Rolls-Royce plc . 2003. С. 8-1 по 8-24.
  31. ^ "Type Certificate Data Sheet E-282". Федеральное управление гражданской авиации (FAA) (30-е изд.). Министерство транспорта США (DOT). 25 июля 2013 г. Получено 11 августа 2020 г.

Библиография

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Allison T56 .