Pratt y Whitney TF30


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El Pratt & Whitney TF30 (designación de la compañía JTF10A [1] ) es un motor turbofan militar de bajo bypass diseñado originalmente por Pratt & Whitney para el caza de defensa de flota subsónico F6D Missileer , pero este proyecto fue cancelado. Más tarde se adaptó con un dispositivo de poscombustión para diseños supersónicos, y de esta forma fue el primer turboventilador de poscombustión de producción del mundo, que pasó a alimentar el F-111 y el F-14A Tomcat , además de ser utilizado en las primeras versiones del A -7 Corsair II sin postquemador. El primer vuelo del TF30 fue en 1964 y la producción continuó hasta 1986.

Diseño y desarrollo

En 1958, Douglas Aircraft Company propuso un avión a reacción de cuatro motores de corto alcance para llenar el vacío debajo de su nuevo DC-8 intercontinental, conocido internamente como el Modelo 2067 . Destinado a comercializarse como DC-9, no estaba directamente relacionado con el posterior Douglas DC-9 bimotor . [1] Pratt & Whitney (P&W) había ofrecido su turborreactor JT8A para el avión, pero Douglas prefirió ir con un motor turbofan, que tendría una mayor eficiencia de combustible que un turborreactor. Luego, P&W propuso el JT10A, una versión a media escala de su turbofan JT8D recientemente desarrollado . El desarrollo del nuevo diseño comenzó en abril de 1959, [1] utilizando el núcleo del JT8. [2]Douglas archivó el diseño del modelo 2067 en 1960, ya que las aerolíneas estadounidenses específicas preferían el Boeing 727 recientemente ofrecido . [3]

En 1960, la Armada de los Estados Unidos seleccionó el JT10A, designado TF30-P-1, para impulsar el misil Douglas F6D propuesto , pero el proyecto se canceló en abril de 1961. [4] Mientras tanto, el TF30 había sido elegido por General Dynamics para su participante en el concurso TFX para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y USN, que fue seleccionado para su producción como el F-111 . [5] La versión del TF30 para el F-111 incluía un postquemador.

Historia operativa

F-111

Un TF30-P-109 de un RAAF F-111 en el Defence Force Air Show RAAF Amberley, octubre de 2008

El F-111A, EF-111A y F-111E utilizaron el turboventilador TF30-P-3. [6] El F-111 tuvo problemas con la compatibilidad de las entradas, y muchos fallaron en la ubicación de las entradas detrás del aire perturbado del ala. Las variantes más nuevas del F-111 incorporaron diseños de admisión mejorados y la mayoría de las variantes presentaban versiones más potentes del motor TF30. El F-111E se actualizó para usar motores TF30-P-103, el F-111D incluyó el TF30-P-9/109, el FB-111A usó el TF-30-P-7/107 y el F-111F tenía el TF30-P-100. El TF30 demostró ser adecuado para los requisitos de un avión de ataque de baja altitud de alta velocidad con un rango operativo relativamente largo, y los F-111 en todas las formas continuarían usando TF30 hasta su retiro.

A-7

En 1964, el LTV A-7A Corsair II subsónico ganó la competencia VAL de la Marina de los EE. UU. Por un avión de ataque ligero para reemplazar al Douglas A-4 Skyhawk . [7] El A-7A utilizó una variante sin postcombustión del TF30, que también alimentaría a los A-7B y A-7C mejorados. En 1965, la USAF seleccionó el A-7D como reemplazo de sus cazabombarderos supersónicos F-100 y F-105 de jet rápido en el papel de apoyo aéreo cercano. Aunque la USAF había querido el TF30, Pratt & Whitney no pudo cumplir con el cronograma de producción porque sus instalaciones ya estaban comprometidas con la producción de otros motores. En lugar de producir el TF30 bajo licencia para P&W, Allison Engine Company ofreció a la Fuerza Aérea su TF41turbofan, una versión con licencia del RB.168-25R Spey . [8] La USAF seleccionó el TF41 más potente para el A-7D, al igual que la USN, para su A-7E similar. [7]

F-14

Se está preparando un TF30-P-412A para su instalación en un Tomcat F-14A a bordo de un portaaviones

El Grumman F-14 Tomcat con el TF30-P-414A tenía poca potencia, porque la Marina tenía la intención de adquirir un caza a reacción con una relación de empuje a peso (en configuración limpia) de 1 o mejor (la Fuerza Aérea de EE. UU. los mismos objetivos para el F-15 Eagle y el F-16 Fighting Falcon ). Sin embargo, debido a la intención de incorporar la mayor cantidad de sistemas de la versión fallida de la Armada del F-111, el F-111B , en el proyecto, se consideró que la producción inicial de los F-14 utiliza los F-111B. planta de energía. La relación empuje-peso del F-14A era similar a la del F-4 Phantom II; sin embargo, el nuevo diseño de fuselaje y ala proporcionó una mayor sustentación y un mejor perfil de ascenso que el F-4. Se descubrió que el TF30 estaba mal adaptado a las demandas del combate aéreo y era propenso a que el compresor se atascara en un ángulo de ataque alto (AOA), si el piloto movía los aceleradores de manera agresiva. Debido a las góndolas del motor ampliamente espaciadas del Tomcat, las paradas del compresor en AOA alto eran especialmente peligrosas porque tendían a producir un empuje asimétrico que podía enviar al Tomcat a un giro vertical o invertido, de lo cual la recuperación era muy difícil.

Los problemas del F-14 no afectaron a los motores TF30 en los F-111 de la USAF y RAAF casi en la misma medida. El F-111, aunque técnicamente designado como "caza", en realidad se utilizó como avión de ataque terrestre y bombardero táctico. Una misión típica de ataque terrestre se caracteriza por cambios menos bruscos en el acelerador, el ángulo de ataque y la altitud que una misión de combate aire-aire. Si bien todavía puede involucrar maniobras duras y violentas para evitar los misiles y aviones enemigos, estas maniobras generalmente no son tan duras y violentas como las requeridas en el combate aire-aire, y el F-111 es más grande y menos maniobrable. aeronave. Aunque el F-14A entró en servicio con la Marinapropulsado por el Pratt & Whitney TF30, a finales de la década, luego de numerosos problemas con el motor original, el Departamento de Defensa comenzó a adquirir motores F110-GE-400 y los instaló en el F-14A Plus (luego redesignado como F- 14B en 1991), que entró en servicio con la flota en 1988. Estos motores resolvieron los problemas de confiabilidad y proporcionaron casi un 30% más de empuje, logrando una relación de empuje a peso seco de 1: 1 con una carga de combustible baja. El siguiente F-14D, una combinación de F-14A remanufacturados / mejorados y F-14D de nueva fabricación, también utilizó motores F110-GE-400.

Variantes

Pratt y Whitney / SNECMA TF106
Pratt y Whitney / SNECMA TF306

Fuente: [9]

XTF30-P-1
8,250 lbf (36,70 kN) de empuje. [10]
YTF30-P-1
TF30-P-1
8.500 lbf (37,81 kN) de empuje, 18.500 lbf (82,29 kN) con postquemador. [11]
TF30-P-1A
Similar a -1 con un filtro-calentador de combustible en lugar de un filtro de combustible, inicialmente impulsó los dos primeros prototipos F-111B. [11]
TF30-P-2
10,200 lbf (45,37 kN) de empuje, destinado a impulsar el misil F6D.
TF30-P-3
8.500 lbf (37,81 kN) de empuje, 18.500 lbf (82,29 kN) con postquemador.
TF30-P-5
TF30-P-6
11,350 lbf (50,49 kN) de empuje, impulsó el A-7A. [12]
TF30-P-6A
TF30-P-6C
TF30-P-6E
TF30-P-7
12,350 lbf (54,94 kN) de empuje, 20,350 lbf (90,52 kN) con postquemador. [13]
TF30-P-8
12.200 lbf (54,27 kN) de empuje, inicialmente impulsó el A-7B / C. [14]
TF30-P-9
12.000 lbf (53,38 kN) de empuje, 19.600 lbf (87,19 kN) con postquemador.
TF30-P-12
10,750 lbf (47,82 kN) de empuje, 20,250 lbf (90,08 kN) con postquemador, impulsaron los dos F-111B de preproducción. [15]
TF30-P-12A
Similar al -12 con un filtro de combustible en lugar de un filtro-calentador de combustible y función de desactivación de onda, el FB-111A de producción inicial alimentado. [15]
TF30-P-14
TF30-P-16
TF30-P-18
YTF30-P-100
TF30-P-100
Motor rediseñado, 14,560 lbf (64,77 kN) de empuje, 25,100 lbf (111,65 kN) con postquemador, impulsó el F-111F.
TF30-P-103
Rediseñado -3 actualizado con -100 componentes bajo el programa Pacer 30, 9,800 lbf (43,59 kN) de empuje, 18,500 lbf (82,29 kN) con postquemador. [dieciséis]
TF30-P-107
Rediseñado -7 actualizado con -100 componentes bajo el programa Pacer 30, 10,800 lbf (48,04 kN) de empuje, 20,350 lbf (90,52 kN) con postquemador. [dieciséis]
TF30-P-108
Híbrido de sección de popa -107 y sección de proa -109. [17]
TF30-P-108RA
Rediseñado -108 cuando estaba en servicio RAAF, impulsó el F-111G. [17]
TF30-P-109
Rediseñado -9 actualizado con -100 componentes bajo el programa Pacer 30, 20,840 lbf (92,70 kN) de empuje con postquemador. [17]
TF30-P-109RA
Rediseñado -109 cuando estaba en servicio RAAF, impulsó el F-111C. [17]
TF30-P-408
Similar a -8, 13,390 lbf (59.56 kN) de empuje, impulsó el A-7B / C.
TF30-P-412
Similar a -12
TF30-P-412A
Similar a -12A, 10,800 lbf (48,04 kN) de empuje, 20,900 lbf (92,97 kN) con postquemador, F-14A de producción inicial con motor.
TF30-P-414A
Similar al -412A, F-14A de producción posterior con motor.
JTF10A
Designación de la empresa para la familia de motores TF30
JTF10A-1
(XTF30-P-1) Diseñado para alimentar el modelo Douglas 2067 . [10]
JTF10A-6
Diseñado para impulsar el modelo Douglas 2086. [10]
JTF10A-7
(TF30-P-2)
JTF10A-8
(TF30-P-6)
JTF10A-9
(TF30-P-8)
JTF10A-10
JTF10A-15
(TF30-P-18)
JTF10A-16
(TF30-P-408)
JTF10A-20
(TF30-P-1)
JTF10A-21
(TF30-P-3)
JTF10A-27A
(TF30-P-12)
JTF10A-27B
(TF30-P-12A)
JTF10A-27D
(TF30-P-7)
JTF10A-27F
(TF30-P-412)
JTF10A-32C
(TF30-P-100)
JTF10A-36
(TF30-P-9)
Pratt y Whitney / SNECMA TF104
Derivado subsónico TF30 modificado por SNECMA, instalado en Mirage IIIT y Mirage IIIV-01 . [18]
Pratt y Whitney / SNECMA TF106
Un derivado del TF30 para impulsar el caza Dassault Mirage IIIV VTOL. [19]
Pratt y Whitney / SNECMA TF306C
Un derivado del TF30 probado en el Dassault Mirage F2 . [20]
Pratt y Whitney / SNECMA TF306E

Galería

  • Cámara de combustión y turbina.

  • Compresor de alta presión.

  • Compresor.

  • Compresor y ventilador de baja presión.

  • Recorte de un TF30-P-6

Aplicaciones

Fuente: [9]

TF30
  • Misil Douglas F6D (planeado)
  • Dinámica general F-111
  • Dinámica general F-111C
  • General Dynamics – Grumman EF-111A Cuervo
  • Dinámica general – Grumman F-111B
  • General Dynamics F-111K
  • Grumman F-14A Tomcat
  • LTV A-7A / B / C Corsair II
TF104 / TF106
  • Dassault Mirage IIIV
TF306
  • Dassault Mirage F2
  • Dassault Mirage G2

Especificaciones (TF30-P-100)

Datos de The Engines of Pratt & Whitney: A Technical History. [9]

Características generales

  • Tipo: Turbofan
  • Longitud: 241,7 pulg. (6,139 m)
  • Diámetro: 48,9 pulg. (1,24 m)
  • Peso seco: 3.985 libras (1807 kg)

Componentes

  • Compresor: 2 carretes axiales: 3 ventiladores y 6 etapas de baja presión, 7 etapas de alta presión
  • Combustores : cananular
  • Turbina : turbina de alta presión de 1 etapa, turbina de baja presión de 3 etapas

Rendimiento

  • Empuje máximo : 14,560 lbf (64,766 kN), 25,100 lbf (111,65 kN) con postcombustión
  • Relación de presión total : 19,8
  • Relación de derivación : 0,878: 1
  • Temperatura de entrada de la turbina: 2150F (1176C) [21]
  • Relación empuje-peso : 6.0

Ver también

Motores comparables

  • Klimov RD-33
  • Saturno AL-31
  • Shenyang WS-10

Listas relacionadas

  • Lista de motores de aviones

Referencias

  1. ↑ a b c Connors, 2010, p. 341
  2. ^ http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1968/1968%20-%200018.html TURBOFANS: una encuesta de las centrales eléctricas de las aerolíneas actuales
  3. ^ Donald 1999, p. 609
  4. ^ MOTORES AERO 1962
  5. ^ Connors 2010, p. 346
  6. ^ F-111 . Federación de Científicos Americanos .
  7. ↑ a b Connors, 2010, p. 347
  8. ^ http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1975/1975%20-%200025.html
  9. ↑ a b c Connors, 2010, p. 344–345
  10. ^ a b c "Aero Engines 1962 ..." (PDF) . Vuelo global . VUELO Internacional. 28 de junio de 1962 . Consultado el 20 de octubre de 2019 .
  11. ^ a b "Resumen de características del motor de avión: TF30-P-1, P-1A" (PDF) . NAVAIR. Agosto de 1968 . Consultado el 19 de octubre de 2019 .
  12. ^ "Características de la aeronave estándar: A-7A" (PDF) . NAVAIR. 1 de julio de 1967 . Consultado el 19 de octubre de 2019 .
  13. ^ "Resumen de características: FB-111A" (PDF) . Consultado el 20 de octubre de 2019 .
  14. ^ "Características de la aeronave estándar: A-7A" (PDF) . NAVAIR. 1 de julio de 1967 . Consultado el 19 de octubre de 2019 .
  15. ^ a b "Resumen de características del motor de avión: TF30-P-12, P-12A" (PDF) . NAVAIR. Agosto de 1968 . Consultado el 19 de octubre de 2019 .
  16. ↑ a b Lax 2010, p. 245
  17. ↑ a b c d Lax, 2010, p. 226-227
  18. ^ Wilkinson, Paul H. (1964). Motores de avión del mundo 1964/65 (20ª ed.). Londres: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd. p. 159.
  19. ^ Wilkinson, Paul H. (1964). Motores de avión del mundo 1964/65 (20ª ed.). Londres: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd. p. 158.
  20. ^ Wilkinson, Paul H. (1970). Motores de avión del mundo 1970 (21ª ed.). Washington DC: Paul H. Wilkinson. pag. 176.
  21. ^ "COMPARACIÓN TÉCNICA DE ACTUALIZACIÓN DEL MOTOR F-14 TF30-P-414 A F110-GE-400" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 15 de junio de 2010.
  • Connors, Jack (2010). Los motores de Pratt & Whitney: una historia técnica . Descansa en. Virginia: Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica . ISBN 978-1-60086-711-8.
  • Donald, David, ed. (1999). La enciclopedia de aeronaves civiles . San Diego, CA: Thunder Bay Press. ISBN 1-57145-183-8.
  • Laxo, Mark (2010). De la controversia a la vanguardia: una historia del F-111 en el servicio australiano (PDF) . Canberra, Australia: Centro de desarrollo de energía aérea. ISBN 9781920800543.

enlaces externos

  • Página histórica de Pratt & Whitney TF30
  • "Motor de fallos de la Marina en el accidente de una piloto femenina", NY Times 1 de marzo de 1995
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