General Electric J79 — это турбореактивный двигатель с осевым потоком , 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 .
К концу 1940-х годов конструкция реактивного двигателя продвинулась до такой степени, что дальнейший прогресс был ограничен характеристиками его компрессора, в частности, степень сжатия компрессора должна была быть увеличена, 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» путем запуска восьмиступенчатого осевого компрессора 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 Rolls-Royce, подал заявку на патент «Регулирование компрессора с осевым потоком», «чтобы обеспечить компрессору широкий диапазон скоростей». [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 General Electric сосредоточилась на сверхзвуковых двигателях с регулируемыми статорами в результате проектных исследований, в которых их сравнивали 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 высокой требуемой степени сжатия 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 периода 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]
Компания GE выиграла контракт ВВС на поставку нового двигателя с тягой примерно 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 североамериканском B-45C Tornado с двигателем General Electric J47 ( 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 втором предсерийном самолете Douglas F4D Skyray с самолетом J79. вместо оригинального двигателя Westinghouse J40 в рамках программы развития и квалификации General Electric. YF-104 был следующим самолетом, летавшим с J79, за ним последовал Grumman F11F Tiger с модернизированным двигателем 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 , а также 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, разделив эту награду также с Кларенсом Джонсоном (Lockheed F-104) и ВВС США (Flight Records). [12]
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 агрегатов. Газ, используемый в этом стартере, представляет собой сжатый воздух или твердотопливный картридж. [16]
Данные Jane's All The World's Aircraft, [19] J79 - Турбинные двигатели: более пристальный взгляд [20]
Связанные разработки
Сопоставимые двигатели
Связанные списки
