General Electric J79 — это осевой турбореактивный двигатель, предназначенный 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, обозначенная CJ805 , устанавливалась на Convair 880 , в то время как модификация с турбовентиляторным двигателем в кормовой части, CJ805-23, устанавливалась на авиалайнеры Convair 990 и на один самолет Sud Aviation Caravelle, предназначенный для демонстрации рынку США преимуществ двухконтурного двигателя по сравнению с существующим турбореактивным двигателем 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, выработки электроэнергии и промышленного использования, названный LM1500 . [ 2] [3] Его первое применение состоялось на исследовательском судне на подводных крыльях USS Plainview .
К концу 1940-х годов конструкция реактивного двигателя достигла точки, когда дальнейший прогресс был ограничен производительностью его компрессора, в частности, степень сжатия компрессора должна была быть увеличена, чтобы снизить расход топлива двигателем. Однако полезный рабочий диапазон компрессора был ограничен в то время и был сосредоточен вокруг его проектного состояния, которое находится на высокой скорости компрессора для взлета или крейсерского полета. Если он был разработан для высокой эффективности на высоких скоростях, он был очень неэффективен и склонен к сваливанию на низких скоростях.
В 1944 году Национальный консультативный комитет по аэронавтике проверил теорию «Расширения полезного рабочего диапазона осевых компрессоров путем использования регулируемых лопаток статора» путем запуска восьмиступенчатого осевого компрессора со степенью сжатия 3,42:1 и регулируемыми углами лопаток. [4] Значительное улучшение эффективности было получено при скоростях компрессора, значительно ниже проектной скорости. [5]
Отклонения скорости от проектного состояния наиболее заметны на первых ступенях при низких оборотах и становятся более заметными по мере увеличения проектного коэффициента давления, что приводит к срыву лопаток и помпажу компрессора, как это произошло с компрессором Rolls-Royce Avon с проектным коэффициентом давления 6,3:1 в 1949 году. В 1947 году Джефф Уайлд , конструктор компрессоров Rolls-Royce, подал заявку на патент «Регулирование осевого компрессора» «для обеспечения компрессора широким диапазоном скоростей работы». [6] Был построен экспериментальный 12-ступенчатый компрессор с входными направляющими лопатками и первыми четырьмя рядами статорных лопаток, регулируемыми для снижения углов падения воздуха при работе на низкой скорости. Он был очень эффективен в преодолении срыва и помпажа. Однако более простое решение механической конструкции (регулируемые направляющие лопатки входного направляющего аппарата и отбор воздуха) уже продемонстрировало свою работоспособность при требуемом расчетном коэффициенте давления, поэтому регулируемые статоры не применялись 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, сравнивавших их с двухроторными типами. Основываясь на своем прошлом опыте того времени и оценке усилий по разработке, необходимых для проверки новых технологий, регулируемые статоры обещали наилучший способ проектирования компрессора для высокой требуемой степени сжатия 12:1. Такая степень сжатия была необходима для достижения сверхзвуковой производительности, дозвуковой крейсерской производительности и малого веса, необходимых для будущих сверхзвуковых самолетов.
В 1951 году группа General Electric во главе с Герхардом Нойманном , в то время отвечавшим за испытания двигателей, получила финансирование на создание испытательного компрессора с регулируемыми статорами. Кроме того, руководитель подразделения Aircraft Gas Turbine Division, CW 'Jim' LaPierre, сформировал две группы для проведения проектных исследований для двигателя, который мог бы работать в течение длительного времени на скорости 2,0 Маха, обеспечивая при этом хорошую экономию топлива при полете на скорости 0,9 Маха. Нойманн возглавлял группу, использовавшую конфигурацию регулируемого статора, в то время как Чепмен Уокер руководил параллельными усилиями, используя двухкатушечные двигатели. После года исследований был выбран двигатель с регулируемыми статорами, поскольку он был легче, проще и имел меньший диаметр. [8] Был построен демонстрационный двигатель с регулируемыми статорами, GOL-1590, предшественник J79. В то же время новый двигатель, X-24A, был разработан для сверхзвукового самолета и выбран ВВС. Разработка нового двигателя была поддержана запуском демонстрационного двигателя GOL-1590. [9]
GE выиграла контракт ВВС на новый двигатель с тягой около 14 000 фунтов, с форсажем, для нового сверхзвукового бомбардировщика, который стал Convair B-58 Hustler . Два других двигателя, предложенных GE, усовершенствованная версия существующего J73 и гораздо более крупная конструкция, известная как J77, были отменены. Первый прототип серийной версии, XJ-79, был запущен 8 июня 1954 года. [10]
Первый полет двигателя состоялся 20 мая 1955 года, когда двигатель был установлен на North American B-45C Tornado с двигателем General Electric J47 ( серийный номер 48-009 ) . В полете J79 был опущен из бомбового отсека в воздушный поток для испытаний. [11] Первый полет после 50-часового квалификационного испытания, необходимого для нового двигателя, который является единственным источником тяги для летающего испытательного стенда, состоялся 8 декабря 1955 года, на втором предсерийном Douglas F4D Skyray , с J79 вместо оригинального двигателя Westinghouse J40 в рамках программы разработки и квалификации General Electric. Следующим самолетом, летавшим с J79, стал YF-104, за которым последовал переоборудованный Grumman F11F Tiger в спонсируемой ВМС программе, направленной на получение опыта работы с двигателем перед первым полетом F4H (F-4).
J79 использовался на самолетах F-104 Starfighter, B-58 Hustler, F-4 Phantom II, A-5 Vigilante, IAI Kfir и сверхзвуковой крылатой ракете SSM-N-9 Regulus II . Он производился более 30 лет. Более 17 000 J79 были построены в США, а также по лицензии в Бельгии, Канаде, Германии, Израиле, Италии и Японии. Упрощенная версия General Dynamics F-16 Fighting Falcon с J79 была предложена в качестве недорогого истребителя для экспорта, и хотя прототип самолета был облетан, он не нашел покупателей.
В конце 1960-х годов в новых конструкциях истребителей J79 был заменен турбовентиляторными двигателями с форсажной камерой , такими как Pratt & Whitney TF30, используемые в F-111 и F-14 , а также турбовентиляторными двигателями нового поколения , такими как Pratt & Whitney F100, используемые в F-15 Eagle , которые обеспечивают лучшую топливную экономичность на крейсерском режиме за счет перепуска воздуха вокруг ядра двигателя.
За участие в проектировании J79 Герхард Нойман и Нил Берджесс из General Electric Aircraft Engines были совместно награждены премией Collier Trophy в 1958 году, также разделив эту награду 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 сплава Лапеллоя, B5F5 и титана. [13] J79 издает особый воющий звук при определенных настройках дроссельной заслонки. Эта странная особенность привела к тому, что эксплуатируемый NASA истребитель F-104B Starfighter, N819NA , получил название Howling Howland . [14] Ранние двигатели также производили заметное количество дыма, особенно при средних настройках дроссельной заслонки/крейсерском режиме, что было недостатком в боевых самолетах, делавшим их уязвимыми для визуального обнаружения. Более поздние модели были перепроектированы, чтобы стать «бездымными».
Турбовальный аналог J79 — General Electric LM1500, используемый для наземных и морских применений. Многие двигатели, полученные на основе J79, нашли применение в качестве газотурбинных генераторов энергии в удаленных местах, в таких приложениях, как питание трубопроводов .
У J79 есть две коммерческие модификации: CJ805 -3 (двигатель без форсажной камеры, оснащенный реверсом тяги и глушителем шума) и CJ805 -23 (с хвостовым вентилятором свободного хода и реверсом тяги), устанавливаемые на Convair CV-880 и Convair CV-990 соответственно.
Двигатели J79 могут запускаться с помощью сжатого воздуха непосредственно на лопатках турбины двигателя [15] или с помощью турбостартера, прикрепленного к коробке передач. Газ, используемый в этом стартере, представляет собой либо сжатый воздух, либо из твердотопливного картриджа. [16]
Данные из Jane's All The World's Aircraft, [19] J79 - Турбинные двигатели: более пристальный взгляд [20]
Сопутствующее развитие
Сравнимые двигатели
Связанные списки
