Rolls -Royce RB.80 Conway был первым турбовентиляторным реактивным двигателем, поступившим в эксплуатацию. Разработка началась в Rolls-Royce в 1940-х годах, но конструкция использовалась лишь недолгое время, в конце 1950-х и начале 1960-х годов, прежде чем ее заменили другие турбовентиляторные конструкции. Двигатель Conway использовался в 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 традиции Роллса использовать названия 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 работать свои осевые реактивные двигатели в Королевском авиационном учреждении . Однако во время Второй мировой войны приоритет отдавался более простым конструкциям турбореактивных двигателей для использования в военных целях. Приоритеты резко изменились в конце войны, и в 1946 году Rolls-Royce согласилась, что существующие двигатели, такие как Rolls-Royce Avon, были достаточно продвинутыми, чтобы начать работу над более продвинутыми концепциями, такими как двухконтурные.
Гриффит, который к тому времени стал главным инженером в Rolls-Royce , предложил построить чисто экспериментальную конструкцию байпаса, используя части Avon и другого экспериментального реактивного двигателя, AJ.25 Tweed. В апреле 1947 года была предложена конструкция с тягой 5000 фунтов (22 000 Н), но в течение следующих нескольких месяцев она была изменена, чтобы превратиться в более крупную конструкцию с тягой 9250 фунтов (41 100 Н) в ответ на потребность в новом двигателе для низколетящей версии бомбардировщика Vickers Valiant Mk.2 . Добро на начало строительства этой более крупной конструкции было дано в октябре под названием RB.80 .
В ходе разработки было решено дополнительно усовершенствовать базовую конструкцию, добавив еще одну функцию, которая затем стала общепринятой, — «двухкатушечную» компоновку компрессора. Ранние двигатели обычно состояли из ряда ступеней компрессора, соединенных через вал с одной или несколькими ступенями турбины, с горелками между ними, расположенными вокруг вала. Хотя эта компоновка механически проста, ее недостатком является снижение эффективности компрессора. Ступени компрессора работают с максимальной эффективностью при вращении с определенной скоростью для любого заданного входного давления воздуха — в идеальном компрессоре каждая ступень работала бы на отдельной скорости. Многокатушечная конструкция, впервые использованная в турбореактивном двигателе Bristol Olympus [1] , является компромиссом, компрессор разделен на «катушки», предназначенные для работы ближе к наиболее эффективной скорости, приводимой в движение отдельными турбинами через концентрические валы. Двух- и трехкатушечные конструкции являются обычным явлением; за пределами этого механическая сложность слишком велика.
Новая версия имела четырехступенчатый компрессор низкого давления, приводимый в действие двухступенчатой турбиной, и восьмиступенчатый компрессор высокого давления, приводимый в действие другой двухступенчатой турбиной. Теперь известный по обозначению Министерства снабжения как RCo.2 , проектные работы были завершены в январе 1950 года, и первый образец впервые запустился в июле 1952 года с тягой 10 000 фунтов силы (44 000 Н). К этому времени низкоуровневый Valiant Pathfinder был заброшен, и поэтому первый образец также был обречен стать последним. Тем не менее, он доказал надежность базовой концепции и «отработал идеально в течение всех своих 133 часов жизни». [2]
Работа над RCo.2 вскоре нашла хорошее применение. В октябре 1952 года Королевские военно-воздушные силы заключили контракт на Vickers V-1000 , большой реактивный стратегический транспортный самолет, который должен был обеспечить поддержку бомбардировочной авиации V в полевых условиях только посредством поставок с воздуха. Vickers также планировал разработать пассажирскую версию той же базовой конструкции, что и VC-7. Конструкция V-1000 выглядела как увеличенный de Havilland Comet , но от Valiant она взяла компоновку крыла и добавила сложную стреловидность (проходящая мода в британском дизайне). Он также отличался встроенными в крыло двигателями Comet, что требовало двигателя с небольшим поперечным сечением, что ограничивало объем двухконтурного потока, который мог использовать двигатель. Тем не менее, требовалась более высокая мощность для поддержки веса брутто в 230 000 фунтов (100 000 кг), поэтому Rolls ответил более крупным RCo.5 .
Новый двигатель был похож на RCo.2 во многих отношениях, отличаясь в деталях. Компрессор низкого давления теперь имел шесть ступеней, а компрессор высокого давления — девять, приводимых в действие двух- и одноступенчатыми турбинами соответственно. Первый RCo.5 был запущен в июле 1953 года и прошел официальную типовую оценку в августе 1955 года при 13 000 фунт-сил (58 000 Н). Строительство прототипа V-1000 было в самом разгаре на заводе Vickers Armstrong в Уисли летом 1955 года, когда весь проект был отменен. Переосмыслив концепцию базирования бомбардировщиков V-1000 вдали от Великобритании, необходимость в V-1000 стала сомнительной, и было легко решить 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 Rolls-Royce разработал еще большую модель, RCo.8 с тягой 14 500 фунтов силы (64 000 Н), которая впервые была запущена в январе 1956 года. Однако RCo.8 был пропущен после получения запроса от Trans-Canada Airlines (TCA) на исследование Boeing 707 или Douglas DC-8 с двигателем Conway , заинтересовав обе компании этой идеей. Rolls-Royce ответил разработкой еще большей модели Conway, 16 500 фунтов силы (73 000 Н) RCo.10 и предложил аналогичный военный RCo.11 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 самолет был потерян в катастрофе в следующем году . RCo.11 поднялся в воздух на Victor 20 февраля 1959 года.
Boeing подсчитал, что Conway с байпасом всего в 30% увеличит дальность полета предлагаемого 707-420 на 8% по сравнению с в остальном идентичным 707-320 с турбореактивными двигателями Pratt & Whitney JT4A (J75). Эта оценка оказалась оптимистичной; фактическое увеличение дальности составило максимум 2%. [3] В мае 1956 года TCA заказала DC-8-40 с двигателями Conway, за которыми последовали дополнительные заказы от Alitalia и Canadian Pacific Air Lines , в то время как 707-420 с двигателями Conway заказали BOAC , Lufthansa , Varig , El Al и Air India . [4] Разработка RCo.10 была настолько гладкой, что после поставки небольшого количества для испытаний производственные поставки переключились на RCo.12 с усилием 17 500 фунтов (78 000 Н) , который был спроектирован, построен и испытан до того, как закончились испытания планеров. Самолет Boeing 707-420 отличался характерным зубчатым выхлопным соплом (на фото выше), включающим шумоподавление и механическое и аэродинамическое реверсирование тяги до 50%, которое было разработано и поставлено компанией Rolls-Royce. [5] Компания Douglas разработала реверсивно-подавляющее сопло DC-8 для работы в сочетании с регулируемым эжектором, что обеспечивало необходимое дополнительное шумоподавление. [6]
Несмотря на успех в этой роли, только 37 707 и 32 DC-8 были оснащены Conway, в основном из-за поставки Pratt & Whitney JT3D : это был первый двухконтурный двигатель, построенный в США, и имел значительно большую степень двухконтурности, чем Conway. Тем не менее, Conway оказался успешным на этих самолетах и стал первым коммерческим авиадвигателем, получившим срок эксплуатации до 10 000 часов между капитальными ремонтами. [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 высокую эффективность и чрезвычайно высокую температуру выхлопных газов 1247 °F (675 °C). [9]
Окончательная разработка Conway сначала включала RCo.42 , разработанный специально для Vickers VC10 . Поскольку потребность во встроенных в крыло двигателях к этому моменту давно отпала, Rolls-Royce резко увеличил диаметр нулевой ступени, чтобы увеличить перепускной канал 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 тяга составляла 20 370 фунтов-силы (90 600 Н). Для Super VC10 последней моделью была RCo.43 , рассчитанная на 21 800 фунтов-силы (97 000 Н). [10]
RCo.12 Conway был осевым турбовентиляторным двигателем с низким двухконтурием около 30% или степенью двухконтурности 0,3:1. Он имел семиступенчатый компрессор низкого давления, первые шесть ступеней из алюминия и последняя из титана. За ним находился девятиступенчатый компрессор высокого давления, первые семь ступеней из титана и последние две из стали. Канал корпуса байпаса также был изготовлен из титана. Канал байпаса начинался после седьмой ступени. [11] Зона сгорания состояла из десяти трубчатых пламенных банок . Компрессор высокого давления приводился в действие одноступенчатой турбиной с использованием полых охлаждаемых воздухом лопаток, за которой следовала двухступенчатая турбина, приводившая в действие компрессор низкого давления. [12] Вспомогательные устройства были расположены вокруг передней части двигателя, чтобы минимизировать общий диаметр.
Самолет RCo.12 развивал тягу 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 на типичном крейсерском режиме.
В 1968 году на самолетах Conways VC10, эксплуатируемых авиакомпанией BOAC , были установлены лопасти вентилятора из углеродного волокна Hyfil . [13]
В ноябре 1966 года входное отверстие двигателя Conway, вместе с входными отверстиями для коммерческих установок Avon и Spey, стало предметом иска о нарушении патентных прав против Rolls-Royce от Рато, французского производителя паровых турбин и автомобильных нагнетателей . Société pour l'exploitation des appareils Rateau из Ла-Курнёва , который утверждал, что входные отверстия нарушают два из их истекших патентов 1939 года. [14] [15] [16] В патенте говорилось, что впускное отверстие, благодаря своей рассеивающей внутренней форме, определяет скорость воздуха, поступающего в компрессор двигателя. Поскольку Conway в Boeing 707 и другие двигатели Rolls-Royce имели рассеивающие впускные отверстия, Рато ожидал компенсации за каждый изготовленный двигатель, а также остановки всего будущего производства. Хотя иск Рато был только против Rolls-Royce, его понимание цели впускного отверстия применялось к любой установке реактивного двигателя. Свидетели со стороны Rolls-Royce, включая Фрэнка Уиттла, убедили судью, что воздухозаборник не производит заявленного эффекта [17] [18] и что заявление было «спекулятивным», поскольку к 1939 году не было построено ни одного осевого реактивного двигателя для самолетов [19] и что более ранние патенты Фрэнка Уиттла и других уже рассматривали конструкцию воздухозаборников.
.jpg/1280px-Conway_RCo_17_(26856340848).jpg)
Данные из Jane's All The World's Aircraft 1969-70 [24]
Сравнимые двигатели
Связанные списки
