El Avro Canada TR5 Orenda fue el primer motor a reacción de producción de la División de turbinas de gas de Avro Canada . Al igual que otros motores a reacción tempranos en diseño, como el Rolls-Royce Avon o el General Electric J47 , el Orenda superó a sus rivales en la mayoría de los aspectos, y los Canadair Sabres propulsados por Orenda estaban entre los más rápidos de todos los aviones de combate de primera generación. Durante la década de 1950 se entregaron más de 4000 Orendas de varias marcas, el mayor éxito de motores de Avro.
TR5 Orenda | |
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Turborreactor Avro Canada Orenda 10 en exhibición en el Rolls-Royce Heritage Trust, Derby | |
Tipo | Turborreactor |
origen nacional | Canadá |
Fabricante | Avro Canadá |
Primer intento | 1949 |
Principales aplicaciones | Avro CF-100 Canadair Sabre |
Número construido | 4000+ |
Desarrollado por | Avro Canada Chinook |
Desarrollo
El diseño de Orenda comenzó en el verano de 1946 cuando la Real Fuerza Aérea Canadiense (RCAF) hizo un pedido a Avro Canadá para un nuevo caza nocturno / para todo clima . Para impulsar el diseño, Avro decidió construir sus propios motores. Avro había comprado recientemente Turbo Research , una antigua corporación de la corona establecida en Leaside , Toronto , para desarrollar motores a reacción.
Turbo Research estaba en medio del diseño de su primer motor, el TR.4 Chinook de 13 kN (3000 lbf) , que podría ampliarse fácilmente para el nuevo diseño de caza. Se decidió seguir trabajando en el Chinook para ganar experiencia aunque no tenían intención de producirlo.
Mientras continuaba el trabajo en el Chinook, la recién bautizada División de Turbinas de Gas de Avro comenzó a trabajar en el diseño de empuje más grande de 6,000 lbf (27 kN) necesario para el contrato RCAF. Winnett Boyd comenzó el diseño detallado en otoño de 1946 y se recibió un contrato formal en abril de 1947. El único cambio importante fue la adición de una décima etapa de compresor de acero inoxidable y el cambio de la tercera etapa de aluminio a acero también. El trabajo de diseño se completó el 15 de enero de 1948, justo antes de la primera ejecución del Chinook el 17 de marzo de 1948. Durante el diseño, Joseph Lucas, del Reino Unido, fue contratado para ayudar con el diseño de combustión, lo que provocó un ligero retraso como recomendaron. utilizando una cámara de combustión más larga que la diseñada originalmente. El TR-5 resultante se llamó "Orenda", una palabra iroquesa que significa "alma tribal en el camino correcto".
Dada la experiencia del Chinook y el hecho de que los dos diseños eran similares en muchos aspectos, el progreso en el Orenda fue rápido. Las piezas empezaron a llegar en 1948, y el primer motor se completó y puso en funcionamiento por primera vez el 8 de febrero de 1949. Avro estaba tan seguro del diseño que invitó a altos funcionarios de la RCAF y del gobierno canadiense a presenciar esta primera prueba. que se disparó sin problemas después de solucionar un problema eléctrico menor. En dos meses, el motor ya había superado las 100 horas de funcionamiento y el 10 de mayo había alcanzado su empuje de diseño de 6.000 lbf (27 kN). En ese momento, era el motor a reacción más potente del mundo, aunque mantuvo este récord solo brevemente hasta que se presentó el Rolls Royce Avon RA.3 al año siguiente.
Para el 1 de julio, había pasado 500 horas y había funcionado para 477 de ellas antes de requerir una reconstrucción. En septiembre, iba camino de las 1.000 horas cuando el motor aspiró la bata de laboratorio de un técnico, con un juego de hojas de afeitar en el bolsillo. A partir de entonces se realizaron pruebas con un juego de aros metálicos en la entrada para evitar la ingestión de objetos extraños. Después de reparar el daño, el motor volvió a probarse, ahora junto con dos ejemplos más del Orenda 1 . Juntos pasaron un total de 2.000 horas hasta el 10 de febrero de 1950. En este punto se había hecho evidente un problema con las grietas por fatiga en la séptima y octava etapas, lo que obligó a rediseñarlos y hacerlos mucho más gruesos. Esto resolvió el problema y en julio habían pasado 3.000 horas.
Las pruebas de vuelo comenzaron con un Avro Lancaster convertido , FM209 , uno de los muchos Mk.10 construidos en las plantas de Victory Aircraft (ahora Avro) durante la guerra. Los dos motores Merlin fuera de borda fueron reemplazados por los Orendas, y el nuevo avión despegó el 10 de julio. Los pilotos de prueba de Avro se divirtieron mucho volando la aeronave a través del lago Ontario hasta el área de Buffalo, Nueva York , donde pudieron superar fácilmente a los P-47 Thunderbolts de la Guardia Nacional Aérea que fueron enviados para investigar. [1] En un incidente en un espectáculo aéreo, los cuatro motores se apagaron por error, pero el rápido inicio del Orenda les permitió salvar el día. [1] La aeronave funcionó hasta 500 horas en julio de 1954, cuando terminó esta parte de las pruebas de vuelo; fue destruido en el incendio de un hangar el 24 de julio de 1956.
Producción
El Orenda 2 fue el primer modelo de producción, pasando sus pruebas de calificación en febrero de 1952. Esta versión mostró grietas adicionales en la novena etapa y tuvo que ser reforzada como el modelo anterior. Incluso antes de ser calificado, el motor había sido instalado en el Avro CF-100 y volado el 20 de junio de 1952, con un escuadrón de aviones Mk.2 de preproducción que ingresaron en servicio RCAF el 17 de octubre. El Orenda 3 era similar, pero tenía una serie de modificaciones para permitir que se montara en el Sabre en lugar del J47. Se produjo un ejemplo y se envió a North American Aviation .
El primer modelo de producción real fue el Orenda 8 , que fue el motor del CF-100 Mk.3. Este modelo voló por primera vez en septiembre de 1952 y entró en servicio en 1953. A esto pronto le siguió el Mk.4 propulsado por Orenda 9 que voló el 11 de octubre de 1952, y luego por el Mk.4A armado con cohetes con el 7,400 lbf (33 kN ) Orenda 11 . El Orenda 11 exigía un mayor flujo de aire a través del motor y contaba con una segunda etapa de turbina para alimentar el compresor más potente. El 11 sería la versión de producción primaria para el CF-100, impulsando el Mk.4A y todas las versiones futuras, con más de 1,000 motores producidos.
Mientras continuaba el trabajo en el CF-100, la RCAF también comenzó a buscar un nuevo luchador de día , y finalmente seleccionó el Sabre. Se construyó un solo Sabre 3 con el motor Orenda 4 , con un rendimiento similar al de los modelos estadounidenses. La producción luego se dirigió al Sabre 5 con el Orenda 10 , y luego al Sabre 6 con el Orenda 14 derivado de 7.275 lbf (32.360 N) de empuje Orenda 14 . El Sabre resultante era más ligero y más poderoso que sus homólogos impulsados por J47, y llegó a establecer varios récords de velocidad aérea. El más notable entre ellos fue el vuelo supersónico de Jacqueline Cochran en el único Sabre 3, que Canadair le prestó para el esfuerzo. Canadair construyó 1.815 Sabres en total, 937 de ellos equipados con Orendas. Varios ejemplos, en particular uno en Boeing , en servicio en la década de 1970.
El motor tuvo tanto éxito que la División de Turbinas de Gas pasó a llamarse Orenda Engines cuando Hawker Siddeley reorganizó sus operaciones canadienses en 1955.
Para 1953, se planeó que el Orenda se uniera a un motor en el rango de empuje de 10,000 lbf (44 kN), el Waconda . [2]
Diseño
El Orenda tenía un diseño bastante convencional, construido en tres partes principales; compresor, área de combustión y turbina / escape.
En la parte delantera estaba la sección del compresor, que contenía el compresor de diez etapas alojado en una carcasa de aleación de magnesio que se estrechaba. El caparazón se mecanizó con ranuras que sostenían los estatores. En la parte delantera del compresor había un carenado de admisión con un prominente "cono de nariz" que contenía el cojinete principal delantero. Cuatro paletas de guía mantenían el cono en su lugar, con dos ejes de toma de fuerza corriendo dentro de dos de ellos para alimentar la sección de accesorios montada en la parte superior e inferior (bombas de combustible, bombas de aceite). El cono de nariz también sostenía el motor de arranque eléctrico, que actuaba como generador una vez que el motor estaba en funcionamiento. Los motores utilizados en el CF-100 también contenían un invento exclusivamente canadiense, dos aletas prominentes en la parte delantera que rociaban alcohol en la entrada como sistema de descongelación. Las versiones CF-100 también montaron la jaula de escombros, mencionada anteriormente.
El compresor tenía diez etapas axiales de construcción mixta de acero y aluminio. En los Orenda 8, 9 y 10 originales, esto operaba a una relación de compresión de 5.5: 1 , en comparación con aproximadamente 3.5 para los diseños de tiempos de guerra. El buje constaba de tres discos de aluminio que transportaban las primeras nueve etapas y un disco de acero atornillado al extremo que transportaba la décima. La carcasa central sostenía el eje de potencia y estaba hecha de aleación de magnesio. A su alrededor estaban las seis latas de llama . La turbina estaba hecha de palas sólidas de Inconel unidas a un eje de acero austenítico. Las palas se enfriaron por aire purgando el aire comprimido de la quinta etapa del compresor y conectándolo a la cara de la turbina, los seis tubos que se encuentran entre las latas de llama. La sección de escape constaba de láminas de acero soldadas.
Variantes
Datos de: Motores de avión del mundo 1959/60, [3] Motores de avión del mundo 1953 [4]
- Orenda 1
- modelos prototipo originales, 6000 lbf (27 kN)
- Orenda 2
- primer modelo de producción
- Orenda 3
- Un Orenda 1 modificado para su instalación en un F-86A Sabre norteamericano , convirtiéndose en el primer Orenda en volar por sus propios medios. [5]
- Orenda 8
- confiabilidad mejorada, 6000 lbf (27 kN)
- Orenda 9
- empuje mejorado, 6.500 lbf (29 kN), requirió algunos cambios en las góndolas
- Orenda 10
- Orenda 9 adaptado para el Sabre
- Orenda 11
- versión de producción principal para el CF-100, 7,400 lbf (33 kN)
- Orenda 11R
- con postquemador
- Orenda 14
- similar al 11, 7,275 lbf (32,36 kN), utilizado tanto en el CF-100 como en el Sabre
- Orenda 17
- combinó el compresor del 9 con la turbina del 11, junto con un postquemador de 8,490 lbf (37,8 kN) húmedo
Especificaciones (Orenda 14)
Datos de motores de avión del mundo 1959/60 [3]
Características generales
- Tipo: Turborreactor
- Longitud: 121,51 pulgadas (308,6 cm)
- Diámetro: 42 pulgadas (110 cm)
- Peso en seco: 2.430 lb (1.100 kg) en seco
Componentes
- Compresor: flujo axial de 10 etapas
- Combustores : puede escribir, 6
- Turbina : flujo axial de dos etapas
- Tipo de combustible: JP-1 o JP-4
- Sistema de aceite: pulverizador de presión de sumidero seco a 18 psi (1,2 bar), una bomba de presión con cuatro bombas de barrido, con bomba de barrido auxiliar para cojinetes centrales y traseros
Actuación
- Empuje máximo : 7,500 lbf (33 kN) a 7,800 rpm para despegue
- Relación de presión total : 6.1: 1
- Flujo másico de aire: 125 lb / s (57 kg / s)
- Temperatura de entrada de la turbina:
- Temperatura de entrada de la turbina (TIT): 1,682 ° F (917 ° C; 1,190 K) a 7,800 rpm
- Temperatura de la tubería de chorro (JPT): 1319 ° F (715 ° C; 988 K) a 7,800 rpm
- Consumo específico de combustible : 0.9 lb / lbf / h (92 kg / kN / h)
- Relación empuje-peso : 3,09
Ver también
Motores comparables
- General Electric J47
- Rolls-Royce Avon
Listas relacionadas
- Lista de motores de aviones
Referencias
- ↑ a b Milberry, Larry, The Avro Canada CF-100 , McGraw Hill Ryerson, Toronto, 1981 ISBN 0-9690703-0-6 pp.46
- ^ http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1953/1953%20-%201175.html
- ^ a b Wilkinson, Paul H. (1959). Motores de avión del mundo 1959/60 (15ª ed.). Londres: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd. págs. 180–183.
- ^ Wilkinson, Paul H. (1953). Motores de avión del mundo 1953 (11a ed.). Londres: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd. págs. 180–181.
- ^ Bridgman, Leonard (1955). Jane's all the World's Aircraft 1955-56 . Londres: Jane's all the World's Aircraft Publishing Co.Ltd.
Otras lecturas
- Kay, Anthony L. (2007). Turborreactor: Historia y desarrollo 1930-1960 . Ramsbury, Wilts: Crowood Press. págs. 215–216. ISBN 978-1-86126-939-3.
enlaces externos
- Orenda , Avroland
- Lancaster FM-209 , imágenes de las instalaciones de Orenda
- Orenda-8
- "Avro Orenda" un artículo de vuelo de 1949
- El Avro CF-100 Canuck , Greg Goebel
- Los canadienses construyeron Avro Lancasters, FM209