El Avro Canada TR.4 Chinook fue el primer motor turborreactor de Canadá , diseñado por Turbo Research y fabricado por AV Roe Canada Ltd. Llamado así por el cálido viento Chinook que sopla en las Montañas Rocosas , solo se construyeron tres Chinook y ninguno se usó operativamente. Sin embargo, el Chinook fue un diseño extremadamente exitoso en términos de introducción de nuevos conceptos y materiales, y después de ser ampliado de 2.600 lbf (12 kN) a 6.500 lbf (29 kN), se convertiría en el Orenda .
TR.4 Chinook | |
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Tipo | Turborreactor |
origen nacional | Canadá |
Fabricante | Turbo Research / Avro Canadá |
Primer intento | 17 de marzo de 1948 |
Número construido | 3 |
Desarrollado en | Avro Canada Orenda |
Desarrollo
A finales de 1942, el Consejo Nacional de Investigación de Canadá (NRC) envió al Dr. JJ Greene y Malcolm Kuhring a Inglaterra para informar sobre los diversos proyectos de investigación avanzada y para ver si Canadá podía desempeñar un papel en ellos. Uno de los muchos temas del equipo en el informe resultante fue una introducción al trabajo en motores a reacción que está llevando a cabo Frank Whittle en Power Jets . El Departamento de Municiones y Suministros (DMS) pensó que esta era una oportunidad maravillosa para entrar en la "planta baja" de un campo en desarrollo reciente, uno en el que el país podría ingresar con relativa facilidad y, por lo tanto, reducir su dependencia de proveedores extranjeros de motores de aeronaves. .
A principios de 1943, una nueva misión, que incluía al Dr. Ken Tupper y Paul Dilworth de la NRC y CA Banks del DMS, partió hacia Inglaterra específicamente para estudiar el motor a reacción e informar sobre las formas en que Canadá podría contribuir al esfuerzo del jet. El informe resultante, conocido hoy como Informe Bancario, sugirió dos líneas de investigación. Uno partió de la comprensión de que nadie en la industria naciente realmente entendía los efectos del clima del mundo real en las operaciones de los motores a reacción, especialmente en condiciones de hielo . El informe sugirió formar un centro de investigación específicamente para estudiar este problema. El informe continuó sugiriendo la formación de una empresa privada de motores a reacción.
Casi inmediatamente después de su regreso a Canadá, Dilworth comenzó a trabajar en lo que se convirtió en la Estación de Pruebas de Clima Frío en Winnipeg . Se les suministró un Whittle W.1 original y, más tarde, un Junkers Jumo 004 capturado . Su investigación demostró que la ingestión de agua redujo la energía en aproximadamente un 20%, no del todo inesperado, pero al mismo tiempo duplicó el uso de combustible, lo cual fue una sorpresa. El trabajo adicional sobre el problema condujo a una serie de elementos de diseño que se utilizarían en los futuros diseños de aviones canadienses.
Mientras se establecía el CWTS, el gobierno también trabajó en la segunda parte del Informe Bancario, y el 1 de julio de 1944 incorporó formalmente Turbo Research en Leaside, Toronto. Dilworth regresó de CWTS para dirigir una serie de estudios de diseño basados en el diseño del compresor centrífugo estilo Whittle , conocido como TR.1, TR.2 y TR.3. Sin embargo, estos diseños se abandonaron en favor de un nuevo diseño basado en compresor axial , el TR.4 , probablemente debido a su exposición al Jumo 004. [ cita requerida ] Durante el año siguiente, el equipo se fue formando a medida que más ingenieros se unían al equipo. esfuerzo, incluidos Winnett Boyd , Joe Purvis, Burt Avery y Harry Keast de Power Jets. El diseño detallado se completó a principios de 1947 y el motor funcionó por primera vez el 17 de marzo de 1948.
En el momento en que se diseñó el Chinook, Avro tenía poca capacidad de producción y no tenía experiencia en la fabricación de motores. Distribuyeron la fabricación de piezas para 1200 empresas diferentes, proporcionando de todo, desde engranajes y rodamientos de bolas, hasta el compresor y las palas de la turbina. Muchas de las técnicas de fabricación nunca antes se habían necesitado en Canadá y llevaron a una pequeña revolución industrial a medida que se desarrollaron para el proyecto. Entre los muchos avances aportados a la industria canadiense como parte del programa Chinook, Light Alloys Ltd. invirtió en su primera fundición de aluminio, mientras que Shawinigan Chemicals hizo lo mismo con los aceros inoxidables.
Aunque el equipo ya había recurrido al diseño del sucesor del Chinook, el Orenda, el trabajo en los motores continuó para ganar experiencia en construcción y operación. Frank Whittle vio personalmente el motor en 1948. Solo se fabricaron seis juegos de piezas del motor, de estos tres motores completos y se completaron una sección de compresor. En octubre de 1949, los motores habían funcionado más de 1.000 horas y habían mejorado a más de 1.360 kg de empuje.
Diseño
Diseñado sobre la base de un avión de combate teórico bimotor , aparentemente similar al Messerschmitt Me 262 , el diseño TR.4 era en muchos aspectos un análogo del Jumo 004. La principal diferencia en el diseño era el uso de seis latas de llama separadas. en lugar del singular combustor anular del Jumo. Comparado con el Jumo, el Chinook era más pequeño y ligero; tenía aproximadamente el mismo diámetro, 20 pulgadas más corto y más de 300 lb (140 kg) más ligero. A pesar de esto, produjo casi el doble de empuje, en gran parte debido a los materiales mejorados, especialmente en la turbina, que permitieron temperaturas de operación más altas.
El compresor del Chinook constaba de nueve etapas axiales. Las dos primeras estaban hechas de acero inoxidable para ayudar con los escombros, pero las siete etapas restantes estaban hechas de aleación de aluminio. Estos estaban unidos a bujes que también estaban hechos principalmente de aluminio, excepto el noveno disco, que era de acero. Detrás del compresor estaban las seis latas de llamas directas, que salían a una turbina de acero de una sola etapa. La temperatura final de los gases de escape fue de 650 grados Celsius. La refrigeración por aire para la turbina fue proporcionada por una serie de seis tubos que van desde el centro del compresor hasta la turbina, que se encuentran entre las latas de llama, que salían por delante de la cara de la turbina. Una sección de accesorios fue accionada por un eje en la parte delantera del motor en el cojinete principal. El cojinete principal delantero estaba ubicado debajo de un cono de morro prominente que se extendía bastante por delante del motor. Un tanque de aceite estaba "enrollado" alrededor del motor aproximadamente en la posición de las 4 en punto, como se ve desde el frente.
Especificaciones (TR.4-11)
Datos de motores de aeronaves del mundo 1950 [1]
Características generales
- Tipo: Turborreactor
- Longitud: 125,1 pulgadas (3178 mm)
- Diámetro: 32 pulgadas (813 mm)
- Peso seco: 1250 lb (567 kg)
Componentes
- Compresor: flujo axial de 9 etapas
- Combustores : 6 cámaras de combustión de latas interconectadas
- Turbina : turbina de flujo axial de 1 etapa
- Tipo de combustible: queroseno
- Sistema de aceite: pulverizador a presión de sumidero seco con barrido a 15 psi (1 bar)
Actuación
- Empuje máximo : 2600 lbf (11,565.38 N) para despegue a 10,100 rpm
- 2.100 lbf (9.341,27 N) normal a 9.800 rpm
- 1.900 lbf (8.451,62 N) crucero a 9.500 rpm
- Relación de presión total : 4.5: 1
- Flujo másico de aire: 42 lb / s (19 kg / s) a 10100 rpm
- Temperatura de entrada de la turbina: 1,292 ° F (700 ° C; 973 K) TIT
- 1.202 ° F (650 ° C; 923 K) TET
- Consumo específico de combustible : 1 lb / lbf / h (0.028 kg / N / ks)
- Relación potencia / peso : 2.083 lbf / lb (20.43 N / kg)
Referencias
- ^ Wilkinson, Paul H. (1950). Motores de avión del mundo 1950 (11ª ed.). Londres: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd. págs. 96–97.
Otras lecturas
- "El Chinook", un artículo sobre el vuelo de 1948
- Turborreactor: historia y desarrollo 1930-1960. Vol, 2 , Antony Kay, 2007, The Crowwood Press, ISBN 978-1-86126-939-3 , págs. 215–216
enlaces externos
- Orenda , Avroland
- Esta fuente de la Universidad de Trent afirma que el TR.3 también era un diseño de flujo axial, y Boyd decidió escindir el TR.4 como una versión más pequeña].