El Bristol Siddeley Orpheus era un turborreactor de un solo carrete desarrollado por Bristol Siddeley para varias aplicaciones de caza / entrenamiento ligero como el Folland Gnat y el Fiat G.91 . Más tarde, el Orpheus formó el núcleo del primer turboventilador de empuje vectorial Bristol Pegasus utilizado en la familia Harrier Jump Jet .
Orfeo | |
---|---|
Orfeo en exhibición en el Flugausstellung Hermeskeil | |
Tipo | Turborreactor |
origen nacional | Reino Unido |
Fabricante | Bristol Siddeley |
Primer intento | 1957 |
Principales aplicaciones | Fiat G.91 Folland Gnat Fuji T-1 HAL HF-24 Marut |
Desarrollado en | Rolls-Royce Pegasus |
Diseño y desarrollo
El motor tuvo su origen en una solicitud de 1952 de Teddy Petter de Folland para un motor en la clase de 5,000 libras (22 kN ) para impulsar un nuevo entrenador y un cazabombardero liviano que estaban desarrollando. [1] Stanley Hooker , relativamente nuevo en la compañía después de una carrera anterior en Rolls-Royce , tomó el proyecto bajo su protección. Entregó un motor relativamente simple y fácil de mantener, que se puso en uso en el Folland Gnat , que volaba en 1955.
El Orpheus incorporó la característica novedosa de un eje de gran diámetro para su carrete único que luego solo necesitaba dos cojinetes. El ahorro de peso al eliminar un rodamiento y las partes asociadas enumeradas a continuación dio como resultado un motor con un empuje de 5,000 lbf pero que pesaba solo 800 lb. [2] [i] Eliminar el rodamiento de soporte central habitual para el eje que une el compresor y la turbina significó el eje giraría, asumiendo una forma arqueada, y dañaría el motor. El torbellino se evitó utilizando un tubo de gran diámetro en lugar del eje habitual de pequeño diámetro. El tubo de pared delgada de gran diámetro, más de 8 pulgadas de diámetro, era lo suficientemente rígido como para elevar la velocidad de giro más allá del rango de funcionamiento del motor utilizando solo dos cojinetes en lugar de los tres habituales. [4] Dos cojinetes dieron una ventaja adicional: los motores anteriores también habían necesitado un acoplamiento en el eje para permitir cualquier desalineación entre las partes estáticas de los tres cojinetes. Con dos cojinetes, el eje simplemente siguió la línea recta entre ellos. Entonces, la introducción del tubo de gran diámetro permitió la remoción de un rodamiento, un acoplamiento, la estructura de soporte del motor para ese rodamiento junto con su sistema de lubricación y suministro de aire de enfriamiento. [4]
Se utilizó una cámara de combustión canular con siete tubos de llama. [5] Este fue un desarrollo reciente en los motores a reacción y el Orpheus también incluyó la innovación de incorporar el conducto de entrada de la turbina y sus álabes del estator en la salida del tubo de llama, cada tubo de llama proporciona una séptima parte del conducto total. [5] Esto tenía dos ventajas, simplificaba la fabricación de un componente complicado y poco confiable, además el diseño segmentado permitía una tolerancia más fácil para la expansión térmica. [5]
Con un empuje estático a nivel del mar de 4.520 lbf (20,1 kN ), el Orpheus 701 tenía un compresor axial de 7 etapas impulsado por una turbina de una sola etapa.
En 1957, la OTAN organizó un concurso para el diseño de un caza ligero. Los tres finalistas eligieron el Bristol Orpheus y, como resultado, el Programa de Desarrollo de Armas Mutuas proporcionó una contribución sustancial al costo del desarrollo inicial del motor . [3] El ganador de la competencia, el Fiat G.91 R y G.91T, utilizó versiones del motor fabricadas por Fiat. Pronto siguieron otros usuarios, en su mayoría entrenadores, incluidos el Fuji T-1 , HAL HF-24 Marut , HA-300 y el Hunting H.126 y Short SB5 experimentales .
Para aplicaciones civiles posteriores, el Orpheus fue elegido, después de usar dos de cada uno en los prototipos, como una opción en el Lockheed JetStar , dijo el vicepresidente de Lockheed y director de la famosa Skunk Works , Clarence "Kelly" Johnson ; "Estos motores Orpheus ... han sido los mejores motores que el escritor haya usado en un prototipo de avión. Eran y son tan buenos que se decidió en una fecha temprana hacer que todos los Jetstars desde el número de serie dos en adelante fueran capaces de usar dos Orpheus motores (como alternativa a cuatro unidades estadounidenses). La versión Orpheus ... es totalmente competitiva en rendimiento (excepto con un motor fuera) y se ofrecerá a aquellos que quieran su menor costo, simplicidad y, al menos por algún tiempo - fiabilidad". [6]
Muchas empresas en la década de 1950 estaban buscando formas de producir un avión de despegue y aterrizaje vertical. Michel Wibault tuvo la idea de utilizar un motor turboeje para impulsar cuatro grandes ventiladores centrífugos que se podían girar para impulsar el empuje. Los ingenieros de Hooker decidieron usar el generador de gas Orpheus para impulsar un solo ventilador grande que suministraría aire a un par de boquillas giratorias, mientras que el flujo de escape del Orpheus se dividió en dos y suministraría otro par de boquillas en la parte trasera del motor. . Este sistema experimental se convirtió en el Pegasus.
Las licencias para producir el Orpheus fueron obtenidas por Fiat SpA , SNECMA y, como TJ37, Curtiss-Wright . [7]
Variantes
Datos de Jane's All the World's Aircraft 1962-63 ., [8] Motores de avión del mundo 1957 [9]
- BOr.1
- Primera ejecución el 17 de diciembre de 1954, con una potencia nominal de 3285 lbf (14,61 kN) en la primavera de 1955, con 4050 lbf (18,0 kN) para despegar más tarde; impulsó el prototipo Folland Gnat .
- BOr.2
- 4.520 lbf (20,1 kN) para despegue
- BOr.3
- 4.850 lbf (21,6 kN) para despegue
- BOr.4
- 4.230 lbf (18,8 kN) para despegue (reducido)
- BOr.6
- BOr.11
- El compresor de flujo ascendente permitió al BOr.11 desarrollar 5.760 lbf (25,62 kN)
- BOr.12
- Con un sistema de recalentamiento simplificado, el BOr.12 se clasificó en 6810 lbf (30,29 kN) en seco y 8.170 lbf (36,34 kN) con postcombustión.
- Mk.100
- Reducido a 4230 lbf (18,82 kN)
- Mk.101
- Mk.701
- Con un valor nominal de 4.520 lbf (20,11 kN), el Mk.701 se utilizó en la producción Folland Gnat F Mk.1 para Finlandia e India .
- Mk.703
- Nominal a 4,850 lbf (21,57 kN); impulsó el Hindustan HF-24 Marut Mk.1 .
- Mk.703R
- El Mk.703 recalentado con una potencia de 5,720 lbf (25,44 kN) impulsó la versión de producción del Hindustan HF-24 Marut . Sistema de recalentamiento desarrollado por Hindustan Aeronautics Limited
- Mk.801
- Con una potencia nominal de 4.520 lbf (20,11 kN), alimentando G.91s. El Mk.801 era idéntico al motor BOr.2 excepto por los accesorios.
- Mk.803
- Con mejoras en el compresor, clasificado en 5,000 lbf (22.24 kN), se reemplazaron las marcas anteriores utilizadas en G.91s.
- Mk.805
- reducido a 4.000 lbf (17,79 kN), prototipo Fuji T1F1 y avión de producción T-1A propulsado , así como el avión de investigación Hunting H.126 jet-flap.
- FIAT 4023
- Motores Mk.803 Licencia construida por FIAT.
- FIAT 4023
- Motores Mk.803 Licencia construida por FIAT con sistema de detección de incendios agregado.
Aplicaciones
- Aeronave
- Breguet Taon
- Fiat G.91
- Mosquito de Folland
- Fuji T-1
- HAL HF-24 Marut
- Helwan HA-300
- Caza H.126
- SB5 corto
- Otras aplicaciones
Los motores Orpheus, los números 709 (destruidos por FOD en las pruebas) y 711 (en funcionamiento) impulsaron el hidroavión Bluebird K7 en el que Donald Campbell murió mientras intentaba el récord de velocidad del agua en el lago Coniston en 1967. [10]
Un dragster impulsado por un Orpheus, el "Vampiro" , es el poseedor actual del récord británico de velocidad en tierra .
Motores en exhibición
Los motores Bristol Siddeley Orpheus conservados se exhiben en el Midland Air Museum , Coventry , y en Solent Sky , Southampton . También se conserva como una reliquia en el primer museo aeroespacial de la India en Hindustan Aerospace Heritage Centre, Bangalore .
Especificaciones (Orpheus BOr.3 / Mk.803)
Datos de Jane's All the World's Aircraft 1962-63. [8]
Características generales
- Tipo: Turborreactor: bobina simple
- Longitud: 75,45 pulg. (1916 mm) brida de admisión al cono de escape
- Diámetro: 32,4 pulgadas (823 mm)
- Peso seco: 835 lb (379 kg)
Componentes
- Compresor: Axial de 7 etapas
- Combustores : Can-anular con 7 tubos de llama
- Turbina : turbina de una etapa
- Tipo de combustible: queroseno de aviación
- Sistema de aceite: Pulverización a presión y alimentación medida a la caja de cambios y al cojinete trasero . El aceite del cojinete trasero se pierde por la borda hacia la salida del chorro.
Actuación
- Empuje máximo : 5,000 lbf (22 kN)
- Relación de presión total : 4,4: 1
- Flujo másico de aire: 84 lb / s (38,10 kg / s)
- Temperatura de entrada de la turbina: 1,184 ° F (640 ° C) máxima continua
- Consumo específico de combustible : 1.08 lb / (lbf h) (110.1 kg / (kN h))
- Relación empuje-peso : 5.988
Ver también
Desarrollo relacionado
- Rolls-Royce Pegasus
Motores comparables
- Armstrong Siddeley Zafiro
- Rolls-Royce Avon
Listas relacionadas
- Lista de motores de aviones
Notas
- ^ Esta fue una relación de empuje / peso de diseño de 6.25: 1, mientras que los motores anteriores como el Derwent y Avon dieron 3: 1 y el Armstrong Siddeley Viper contemporáneo y livianosolo podía ofrecer 4.9. [3]
Referencias
- ^ Hooker, Stanley (2002) [1985]. No es muy ingeniero. Una autobiografía . Shrewsbury: Airlife Publishing. pag. 161. ISBN 1-85310-285-7.
- ^ Hooker (1985) , págs. 162-163
- ↑ a b Hooker (1985) , pág. 164
- ↑ a b Hooker (1985) , pág. 162
- ↑ a b c Hooker (1985) , pág. 163
- ^ "Orpheus: un turborreactor versátil y ligero" . Vuelo . 13 de febrero de 1959. págs. 219–223.
- ^ "Bristol Orpheus" El corazón del mosquito " " . Vuelo . 22 de noviembre de 1957. págs. 809–812.
- ^ a b Taylor, John WR FRHistS. ARAeS (1962). Jane's All the World's Aircraft 1962-63 . Londres: Sampson, Low, Marston & Co.
- ^ Wilkinson, Paul H. (1957). Motores de avión del mundo 1957 (15ª ed.). Londres: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd. págs. 136-137.
- ^ Holter, Steve (2002). Salta a la leyenda . Sigma Press. pp. placas frente a 119, 135. ISBN 1-85058-794-9.CS1 maint: ref duplica el valor predeterminado ( enlace )
enlaces externos
- Archivo en línea de Flight Global - Descripción detallada del Orpheus, noviembre de 1957.
- "Orfeo" un artículo de vuelo de 1959