Rolls -Royce RB.41 Nene — британский турбореактивный двигатель с центробежным компрессором 1940-х годов . Nene был полностью переработанным, а не увеличенным Rolls-Royce Derwent [ 1] с проектной целью 5000 фунтов силы (22 кН), что делало его самым мощным двигателем своей эпохи. Впервые запущенный в 1944 году, это был третий реактивный двигатель Rolls-Royce , поступивший в производство, и первый запуск состоялся менее чем через 6 месяцев с начала проектирования. Он был назван в честь реки Нин в соответствии с традицией компании называть свои реактивные двигатели в честь рек.
Конструкция сравнительно мало использовалась в британских самолетах, поскольку ее обошли в пользу осевого Avon , который последовал за ней. Его единственное широкое применение в Великобритании было в Hawker Sea Hawk и Supermarine Attacker . В США он был построен по лицензии как Pratt & Whitney J42 и устанавливался на Grumman F9F Panther . Его наиболее широкое применение было в форме двигателя Климов ВК-1 , реверсивно спроектированной , модифицированной и увеличенной версии, которая производила около 6000 фунтов силы (27 кН) тяги и устанавливалась на российский истребитель Микоян-Гуревич МиГ-15 , весьма успешный истребитель, который производился в огромных количествах.
Модернизированная версия Nene выпускалась под названием Rolls-Royce Tay .
Nene был разработан в результате визита Стэнли Хукера в США в июне 1944 года . Он обнаружил, что у General Electric уже есть два типа работающих двигателей, осевой и центробежный, с тягой 4000 фунтов силы (18 кН). Он был полон решимости создать двигатель с большей тягой и впоследствии получил контракт Министерства авиационной промышленности на двигатель с тягой 4200 фунтов силы (19 кН) с пониманием того, что целевым показателем будет 5000 фунтов силы (22 кН). Хукер, Адриан Ломбард , Пирсон и Морли спроектировали новый двигатель, B.41, позже названный Nene, вместо того, чтобы масштабировать Derwent. [1]
Двустороннее рабочее колесо имело диаметр 28,8 дюйма (73 см) по сравнению с 20,68 дюйма (52,5 см) у Derwent I, что обеспечивало воздушный поток 80 фунтов/с (36 кг/с), в то время как общий диаметр двигателя составлял 49,5 дюйма (126 см). Увеличенный Derwent с такой же тягой имел бы диаметр 60 дюймов (150 см). Корпус компрессора был основан на корпусе компрессора Whittle's Type 16 W.2/500, который был более аэродинамически эффективен, чем у Derwent, но также исключал растрескивание. Другие усовершенствования конструкции включали девять новых камер сгорания с низким перепадом давления и высокой эффективностью, разработанных Lucas , и небольшое рабочее колесо для охлаждения заднего подшипника и диска турбины. [2] Первая попытка запуска двигателя была предпринята 27 октября 1944 года. Ряд препятствий задержал запуск почти до полуночи, когда под наблюдением почти всего персонала дневной и ночной смены была предпринята попытка запустить двигатель. К разочарованию всех, кто был заинтересован в его запуске, двигатель отказался завестись — в то время позиционирование воспламенителя было делом проб и ошибок. При последующей попытке Денис Дрю, который пришел из Лукаса, специалисты по сгоранию, и проявлял широкий интерес к проблемам разработки двигателей, снял один из воспламенителей и вместо этого использовал пламя от кислородно-ацетиленовой горелки для воспламенения топлива в камере сгорания.
Воспламенитель должен был располагаться достаточно близко к распылителю топлива, чтобы воспламенять его при запуске, но не перегреваться при воздействии постоянной температуры пламени во время работы двигателя. Больший диаметр камер сгорания Nene обнаружил, что это проблема, и первый запуск требовал воспламенения пламенем, а не искровой энергией, которая считалась достаточной в то время. Впоследствии Nene был оснащен двумя факельными или пламенными воспламенителями, которые имели распылитель топлива рядом с воспламенителем. [3] Пламя должно было выступать в распылитель топлива основной камеры сгорания. Факельные воспламенители были заменены свечами зажигания с поверхностным разрядом со значительно большей скоростью высвобождения энергии, чем пламя. [4]
Двигатель был запущен до чуть более 4000 фунтов силы (18 кН), и вокруг собравшегося персонала раздались радостные возгласы. Однако двигатель работал горячее, чем ожидалось, и не достигал 5000 фунтов, как было построено, без перегрева турбины. Пирсон, инженер по производительности, настоял на том, чтобы больше не запускать двигатель без установки направляющих лопаток, которые были доступны для впуска рабочего колеса. По прибытии Хукера на следующее утро и информировании о том, что входные лопатки были установлены ночью, Хукер был вне себя от радости, увидев, что стрелка указателя тяги показывала 5000 фунтов силы (22 кН) при той же температуре, которая дала всего 4000 фунтов предыдущей ночью, что сделало B.41 самым тяговитым реактивным двигателем в мире. Вес был около 1600 фунтов (730 кг). [5]
Входные направляющие лопатки использовались в двигателях Whittle некоторое время. Они значительно улучшают общую производительность двигателя, «помогая воздуху проходить угол». [6] Однако они были сделаны из тонкого листового металла и часто ломались, повреждая двигатель. Для Хукера они были беспокоящей механической проблемой, которую он не хотел, поэтому их не установили, когда Derwent поступил в эксплуатацию, хотя турбина должна была работать на 90 градусов по Цельсию горячее, чтобы обеспечить взлетную тягу в 2000 фунтов. Он все еще был обеспокоен долговечностью лопаток, поэтому первый Nene изначально был построен без них. [7]
Nene был основан на «прямоточной» версии базовой компоновки Whittle -style, с потоком, проходящим непосредственно через двигатель спереди назад, в отличие от типа «обратного потока», [8] который меняет направление потока воздуха через секцию сгорания, так что ступень турбины может быть установлена внутри секции сгорания; это позволяет сделать двигатель более компактным, но увеличивает потери давления в камере сгорания, что отрицательно сказывается на производительности двигателя. [9] Меньше тяги создается при том же расходе топлива. Именно во время проектирования Nene Rolls решила дать своим двигателям номера, а также названия, при этом Welland и Derwent сохранили свои оригинальные модели Rover , B/23 и B/26 . Позднее было решено, что эти обозначения моделей слишком похожи на обозначения бомбардировщиков Королевских ВВС (например, « English Electric Canberra B.Mk 2 » часто сокращалось до « Canberra B.2 »), и спереди была добавлена буква «R», при этом «R» означало «Rolls», а оригинальный Rover «B» обозначал Barnoldswick . [10] Эта схема обозначения RB продолжалась до конца 20-го века с конструкциями турбовентиляторных двигателей , такими как RB.199 , RB.203 и RB.211 ; самое последнее семейство турбовентиляторных двигателей Rolls-Royce (развитие RB.211) идет под простым обозначением « Rolls-Royce Trent », причем вариантам присваивался собственный номер обозначения или буквенная серия (например, Trent 500 , Trent 900 , Trent 1000 , Trent XWB и т. д.).
Ранние воздушные испытания Nene проводились на Avro Lancastrian, эксплуатируемом Rolls-Royce с аэродрома Хакнелл. Два подвесных двигателя Rolls-Royce Merlin были заменены реактивным двигателем. Однако первый полет Nene состоялся на модифицированном Lockheed XP-80 Shooting Star . [11]
Увидев Nene в действии, за бокалом вина после работы в отеле Swan & Royal в Клитеро , и услышав жалобы на отсутствие какой-либо официальной заявки на двигатель, кто-то — предположительно Уиттл — предложил уменьшить Nene, чтобы вместить гондолу Meteor . JP Herriot или Lombard сделали расчет на скатерти и объявили тягу в 3650 фунтов-сил (16,2 кН). В это время они пытались увеличить тягу Derwent с 2200 до 2450 фунтов-сил (9,8–10,9 кН), и эта идея казалась «слишком хорошей, чтобы быть правдой». Услышав это, Хукер сделал быстрый расчет и объявил: «У нас есть Meteor со скоростью 600 миль в час [970 км/ч]». [12]
Чертежи для масштаба 0,855 Nene, теперь известного как Derwent V, были начаты 1 января 1945 года, а 7 июня двигатель начал 100-часовые испытания при 2600 фунт-сил (12 кН), вскоре достигнув 3500 фунт-сил (16 кН). Вес был 1250 фунтов (570 кг). К 1946 году тяга была увеличена до 4200 фунт-сил (19 кН) с использованием лопаток турбины Nimonic 90. [12]
Развитие Nene было продолжено с этой уменьшенной версией, Derwent V не имел прямого отношения к более ранней серии Derwent. 7 ноября 1945 года первый официальный рекорд скорости полета реактивного самолета был установлен Meteor F.3 в 606 миль в час (975 км/ч) с двигателем уменьшенной версии Nene.
Nene удвоил тягу двигателей более раннего поколения, причем ранние версии обеспечивали около 5000 фунтов силы (22,2 кН), но в целом оставались схожими во многих отношениях. Это должно было означать, что он будет широко использоваться в различных конструкциях, но Gloster Meteor оказался настолько успешным с его Derwent , что Министерство авиации посчитало, что нет острой необходимости в его улучшении. Вместо этого была изучена серия гораздо более эффективных конструкций с использованием Rolls-Royce Avon , и Nene в целом зачах.
В общей сложности двадцать пять двигателей Nene были проданы Советскому Союзу в качестве жеста доброй воли — с оговоркой не использовать их в военных целях — с согласия Стаффорда Криппса . В сентябре 1946 года Rolls-Royce получила разрешение продать 10 двигателей Nene СССР, а в марте 1947 года — продать еще 15. Цена была зафиксирована в соответствии с коммерческим контрактом. В 1947 году Советам было продано в общей сложности 55 реактивных двигателей. [13] [14] Семнадцать советских инженеров прошли обучение на заводе Rolls-Royce в Дерби в 1947 году для обслуживания и ремонта двигателя. Советы нарушили обещание не использовать его в военных целях, [14] и провели обратную разработку Nene для разработки двигателя Климов РД-45 и его более крупной версии, Климов ВК-1 , который вскоре появился на различных советских истребителях, включая МиГ-15 Микояна-Гуревича .
Компания Pratt & Whitney приобрела лицензию на производство двигателя Nene под названием Pratt & Whitney J42 , и он был установлен на самолете Grumman F9F Panther , который впервые поднялся в воздух в ноябре 1947 года. [15]
Двигатель Nene использовался в качестве двигателя для первого гражданского реактивного самолета Nene Viking [16], модифицированного Vickers Viking , единственный экземпляр которого впервые поднялся в воздух 6 апреля 1948 года с аэродрома Уизли . [17] [ нужна страница ]
Его недолгое время производили по лицензии в Австралии для использования в истребителях RAAF de Havilland Vampire . Он также производился компанией Orenda в Канаде для использования в 656 самолетах Canadair CT-133 Silver Star с 1952 года.
Во Франции компания Hispano-Suiza выпускала Nene по лицензии под названием Hispano-Suiza Nene , а затем сосредоточилась на выпуске более крупной модели Rolls-Royce Tay/Hispano-Suiza Verdon .
Данные из [21]
Сопутствующее развитие
Связанные списки
