El Allison T56 es un turbohélice militar estadounidense de diseño modular de un solo eje con un compresor de flujo axial de 14 etapas impulsado por una turbina de cuatro etapas. Fue desarrollado originalmente por Allison Engine Company para el transporte Lockheed C-130 Hercules [3] que entró en producción en 1954. Ha sido un producto de Rolls-Royce desde 1995 cuando Allison fue adquirida por Rolls-Royce. La versión comercial se designa como 501-D . Se han producido más de 18.000 motores desde 1954, lo que ha supuesto más de 200 millones de horas de vuelo. [4]
T56 / Modelo 501 | |
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Tipo | Turbohélice |
origen nacional | Estados Unidos |
Fabricante | Allison Engine Company Rolls-Royce plc |
Principales aplicaciones | Convair 580 Grumman C-2 Greyhound Lockheed C-130 Hercules Lockheed L-188 Electra Lockheed P-3 Orion Northrop Grumman E-2 Hawkeye Lockheed CP-140 Aurora [1] |
Número construido | > 18.000 [2] |
Desarrollado por | Allison T38 |
Desarrollado en | Rolls-Royce T406 |
Diseño y desarrollo
El turbohélice T56, evolucionado de la anterior serie T38 de Allison , [3] se voló por primera vez en la nariz de un avión de banco de pruebas B-17 en 1954. [3] Uno de los primeros motores YT-56 con autorización de vuelo se instaló en un Góndola C-130 en el avión de prueba Super Constellation de Lockheed a principios de 1954. [5] Originalmente instalado en el avión de transporte militar Lockheed C-130 Hercules , el T56 también se instaló en el avión de patrulla marítima (MPA) Lockheed P-3 Orion , Grumman Aviones E-2 Hawkeye de alerta temprana aerotransportada (AEW) y aviones Grumman C-2 Greyhound carrier de entrega a bordo (COD), así como aviones civiles como el Lockheed Electra y el Convair 580 . [3]
El T56-A-1 entregado a Lockheed en mayo de 1953, produjo solo 3.000 shp (2.237 kW), en comparación con los 3.750 shp requeridos (2.796 kW) para el YC-130A. La evolución del T56 se ha logrado mediante aumentos en la relación de presión y la temperatura de la turbina. El T56-A-14 instalado en el P-3 Orion tiene una clasificación de 4.591 shp (3.424 kW) con una relación de presión de 9.25: 1, mientras que el T56-A-427 instalado en el E-2 Hawkeye tiene un valor de 5.250 shp (3.915 kW) y una relación de presión de 12: 1. Además, el T56 produce aproximadamente 750 lbf (3.336,17 N) de empuje residual de su escape. [6]
A lo largo de los años, ha habido una serie de versiones de desarrollo de motores, que se agrupan por números de serie. La colección de derivados de la Serie I salió en 1954, produciendo una potencia estática al nivel del mar de 3.460 shp de hélice (2.580 kW) a una temperatura ambiente de 59 ° F (15 ° C; 519 ° R; 288 K). Los sucesivos seguimientos del motor incluyeron la Serie II, que se introdujo en 1958 y tenía una potencia nominal aumentada de 3.755 prop shp (2.800 kW), y la Serie III, que salió en 1964 y tuvo otro aumento de potencia a 4.591 prop shp (3.424 kW). [7] Los derivados de la Serie IV se desarrollaron en la década de 1980 después de haber sido aprobados para un programa de derivados del modelo de motor de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (EMDP) en el presupuesto del año fiscal de 1979. Los motores de la Serie IV incluyen el demostrador Air Force EMDP T56-A-100, modelo T56-A-101 para el avión C-130 del Air Force, T56-A-427 para los aviones E-2C y C-2A de NAVAIR , 501- D39 para el avión Lockheed L-100 y el turboeje marino 501-K34 para NAVSEA . El T56-A-427 era capaz de 5,912 prop shp (4,409 kW), pero tenía un par de torsión limitado a 5,250 prop shp (3,910 kW). [8]
El Lockheed Martin C-130J Super Hercules, que voló por primera vez en 1996, tiene el T56 reemplazado por el Rolls-Royce AE 2100 , que utiliza FADEC duales (Full Authority Digital Engine Control) para controlar los motores y las hélices. [9] Impulsa hélices de cimitarra de seis palas de Dowty Rotol . [10]
El T56 Serie 3.5, un programa de mejora del motor para reducir el consumo de combustible y disminuir las temperaturas, fue aprobado en 2013 para la aeronave WP-3D "Hurricane Hunter" de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). [11] Después de ocho años de esfuerzos de desarrollo y marketing por parte de Rolls-Royce, el T56 Serie 3.5 también fue aprobado en 2015 para reacondicionamiento de motores en el antiguo avión C-130 de la Fuerza Aérea de EE. UU. Que actualmente estaba en servicio con motores T56 Serie 3. [12] Se han aplicado mejoras de hélice a hélices NP2000 de ocho palas de UTC Aerospace Systems al avión E-2 Hawkeye, C-2 Greyhound y al modelo anterior C-130 Hércules, [13] y se adoptará en el P -3 Orión. [14]
Se espera que la producción del motor T56 continúe al menos hasta 2026, con el pedido de US Naval Air Systems Command (NAVAIR) en 2019 de 24 E-2D Advanced Hawkeyes (AHE) adicionales impulsados por la variante de motor T56-A-427A. [15]
Usos experimentales y no turbohélice
El motor T56 / Modelo 501 se ha utilizado en una serie de esfuerzos experimentales y como algo más que un motor turbohélice. A principios de 1960, se agregaron dos motores de turbina experimentales Allison YT56-A-6 sin hélices junto a los motores de propulsión existentes en las pruebas de vuelo de un avión Lockheed NC-130B 58-0712. El YT56-A-6 produjo aire presurizado para soplar sobre las superficies de control para demostrar el control de la capa límite (BLC), lo que ayudó a permitir un despegue y aterrizaje cortos (STOL). [16] : 42–44 En 1963, Lockheed y Allison diseñaron otro demostrador STOL, esta vez para un requisito del ejército de EE. UU . La designación interna GL298-7 de Lockheed involucró un Hércules C-130E que fue rediseñado con turbohélice 501-M7B de 4.591 shp (3.424 kW). El 501-M7B produjo más potencia que los motores T56-A-7 normalmente instalados, de 3.755 shp (2.800 kW) en aproximadamente un 20% (aunque el 501-M7B se limitó a 4.200 shp (3.100 kW) para evitar cambios estructurales adicionales), porque la introducción de refrigeración por aire en la pala de la primera etapa de la turbina y las paletas de la primera y segunda etapa permitió un aumento en la temperatura de entrada de la turbina. [17]
En 1963, se introdujo una línea aeroderivada de turbinas de gas industriales basadas en el T56 bajo el nombre 501-K. [18] El 501-K se ofrece como una versión de un solo eje para aplicaciones de velocidad constante y como una versión de dos ejes para aplicaciones de alta torsión y velocidad variable. [19] Las turbinas estándar de la Serie II incluían la 501-K5 alimentada con gas natural y la 501-K14 alimentada con combustible líquido. Las turbinas de la Serie III enfriadas por aire incluían la 501-K13 de gas natural y la 501-K15 de combustible líquido. [20] Una versión marinizado turboeje de la 501-K se utiliza para generar energía eléctrica a bordo de todos los cruceros de la Armada de EE.UU. ( Ticonderoga clase ) y casi todas sus destructores ( Arleigh Burke clase ).
A fines de la década de 1960, la Marina de los EE. UU. Financió el desarrollo del motor T56-A-18, que introdujo una nueva caja de cambios en comparación con la primera caja de cambios del T56-A-7. [21] La prueba preliminar de habilitación de vuelo (PFRT) de 50 horas se completó para el T56-A-18 en 1968. [22] A principios de la década de 1970, Boeing Vertol seleccionó a Allison (en ese momento conocida como Detroit Diesel Allison Division ( DDAD) de General Motors ) para impulsar un banco de pruebas de sistema dinámico (DSTR) que respalda el desarrollo de su programa de helicópteros de carga pesada (HLH) XCH-62 para el Ejército de los EE. UU., Utilizando el motor de turboeje Allison 501-M62B. [23] El 501-M62B tenía un compresor de 13 etapas basado en el motor demostrador 501-M24, que era un motor fijo de un solo eje con una relación de presión general aumentada y un compresor de geometría variable, y tenía una cámara de combustión anular basada sobre la T56-A-18 y otros programas de desarrollo. La turbina se derivó del T56 fijo de eje único, que tenía una sección de cuatro etapas en la que las dos primeras etapas proporcionaban suficiente potencia para impulsar el compresor, y las otras dos etapas ofrecían suficiente potencia para impulsar el eje de la hélice. Para el motor 501-62B de doble eje, se dividió en una turbina de dos etapas que impulsaba el compresor, donde las etapas de la turbina tenían álabes y álabes enfriados por aire, y una turbina de potencia libre de dos etapas que impulsaba la hélice a través de una caja de cambios. El 501-62B también incorporó mejoras probadas por el programa de demostración GMA 300 de Allison, que permitió un flujo de aire de 42 lb / s (1,100 kg / min). [24] Después de la prueba DSTR fue exitosa, el motor 501-62B fue desarrollado más en el XT701 -AD-700 del motor para su uso en la HLH. El XT701 de 8.079 shp (6.025 kW) pasó las pruebas requeridas para ingresar a las pruebas de vuelo y en tierra en el HLH, [25] pero la financiación del programa HLH se canceló en agosto de 1975, cuando el prototipo de helicóptero de rotor tándem de triple turbina había alcanzado 95% de finalización. [26] : 3
Tras la cancelación del programa HLH, Allison decidió a principios de 1976 aplicar la tecnología del motor XT701 en un nuevo producto de turbina de gas industrial, el 570-K. El motor industrial, que entró en producción a fines de la década de 1970, se redujo a 7,170 shp (5,350 kW) y se adaptó para las variantes de generación de energía marina, de compresor de gas y eléctrica. [25] Los únicos cambios importantes realizados para el 570-K fueron la eliminación del aire de purga del compresor y el reemplazo de la caja del compresor de titanio del XT701 por una caja de acero. El 570-K se adaptó luego al motor de demostración 501-M78B de 6.000 shp (4.500 kW), que Lockheed voló en un Grumman Gulfstream II como parte del Programa de Evaluación de Pruebas Propfan de la NASA a fines de la década de 1980. El 501-M78B tenía el mismo compresor de 13 etapas, cámara de combustión, turbina de producción de gas de 2 etapas y turbina de potencia libre de 2 etapas que se usaba en el XT701 y 570-K, pero estaba conectado a través de una caja de engranajes con una relación de reducción de 6.797 a 9 ft de diámetro (2,7 m) Ventilador propulsor de rotación simple Hamilton Standard , que contiene aspas del ventilador propulsor que se inclinaron hacia atrás 45 grados en las puntas. [27]
Variantes
El T56 se ha desarrollado ampliamente a lo largo de su ciclo de producción; el fabricante describe las muchas variantes como pertenecientes a cuatro grupos de series principales.
Las variantes civiles iniciales (Serie I) fueron diseñadas y producidas por Allison Engine Company como el 501-D e impulsaron el Lockheed C-130 Hercules . Las variantes posteriores (Serie II, III, 3,5 y IV) dieron un mayor rendimiento a través de refinamientos de diseño.
Se produjeron otros derivados del 501-D / T56 como turboejes para helicópteros, incluida una variante denominada T701 que se desarrolló para el proyecto Boeing Vertol XCH-62 cancelado .
Aplicaciones
- Aero Spacelines Super Guppy
- Boeing Vertol XCH-62
- Boeing 929
- Convair 580 y Convair 5800
- Galgo Grumman C-2
- Lockheed C-130 Hércules
- Lockheed CP-140 Aurora
- Lockheed L-100 Hércules
- Lockheed L-188 Electra
- Lockheed P-3 Orion
- Northrop Grumman E-2 Hawkeye
- Transportador Piasecki YH-16B
Especificaciones (T56 Serie IV)
Datos de Rolls-Royce. [28]
Características generales
- Tipo: motor turbohélice
- Longitud: 146,1 en (3710 mm )
- Diámetro: 27 en (690 mm)
- Peso en seco: 1,940 lb (880 kg )
Componentes
- Compresor: flujo axial de 14 etapas
- Combustores : 6 pasantes cilíndricos
- Turbina : carga compartida de 4 etapas
- Tipo de combustible: queroseno , combustible para aviones (Jet A, Jet A-1, JP-4, JP-5 o JP-8) o gasolina de aviación (grado 115/145 o inferior) [29]
Actuación
- Salida de potencia máxima: SLS, 59 ° F (15 ° C), potencia máxima : 5,912 shp (4,409 kW) ( torque limitado a 5,250 shp (3,910 kW)); 25.000 pies de altitud (7.600 m), Mach 0,5, potencia continua máxima : 3.180 shp (2.370 kW) [8]
- Temperatura de entrada de la turbina: 860 ° C (1,580 ° F )
- Consumo de combustible: 2412 lb / h (1,094 kg / h)
- Consumo específico de combustible : SLS, 59 ° F (15 ° C), potencia máxima : 0.4690 lb / shp / h (0.2127 kg / shp / h; 0.2853 kg / kW / h); 25.000 pies de altitud (7.600 m), Mach 0,5, potencia continua máxima : 0,4200 lb / shp / h (0,1905 kg / shp / h; 0,2555 kg / kW / h) [8]
- Relación potencia-peso : 2,75 shp / lb (4,52 kW / kg )
Ver también
Desarrollo relacionado
- Allison T38
- Allison T40
Motores comparables
- Bristol Proteus
- Ivchenko AI-20
- Lycoming T55
- Napier Eland
- Rolls-Royce Tyne
Listas relacionadas
- Lista de motores de aviones
Referencias
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enlaces externos
- Página T56 en el sitio web de Rolls-Royce