Pratt & Whitney J58
| J58 | |
|---|---|
 Proudový motor Pratt & Whitney J58 vystavený v Evergreen Aviation & Space Museum | |
| Typ | proudový motor |
| Výrobce | Pratt & Whitney |
| První rozběh | 1957 |
| Hlavní použití | Lockheed A-12 Lockheed SR-71 |
| Vyrobeno kusů | 150[1] |
Pratt & Whitney J58 (firemní označení JT11) byl americký proudový motor používaný na letounu Lockheed A-12 a následně na letounech YF-12 a SR-71. J58 byl jednohřídelový proudový motor vybavený přídavným spalováním určený pro činnost v extrémních podmínkách, rychlostech a letových hladinách.[2]
Vývoj a popis
Motor J58 byl původně vyvíjen pro letoun WS-110A, což byl předchůdce letounu XB-70 Valkyrie.[3] Na vývoji motoru se však podílela i mateřská firma a námořnictvo Spojených států (US Navy).[1] Od motorů se očekávalo udržení stabilní rychlosti Mach 2,5 a krátkodobé zvýšení rychlosti přes Mach 3.[1]
Motor J-58 poskytoval tah 144,6 kN. Byl prvním motorem, který byl schopen pracovat v režimu přídavného spalování dlouhou dobu a byl i prvním motorem, který byl montován na letoun USAF překonávající rychlost Mach 3. Motor měl pracovat v naprosto extrémních podmínkách, letových rychlostech a výškách (příklady teplot: obal zadní části motoru až 650 °C, teplota paliva až 370 °C, teplota vzduchu na vstupu do motoru 420 °C, teplota v komoře přídavného spalování 1 760 °C atd.)[1] a to vyžadovalo po konstruktérech vývoj nových materiálů, paliva i mazadel.
Během zkoušek došlo k mnoha úpravám motoru a bylo mimo jiné zjištěno, že kompresor není schopen při vysokých rychlostech zpracovat tak velké množství nasávaného vzduchu, což způsobovalo jeho nestabilitu, proto byla část vzduchu odváděna přemostěním pomocí šesti trubek přímo do komory přídavného spalování. Tento vzduch poskytoval chlazení částí motoru a jeho nespálený kyslík zvyšoval účinnost přídavného spalování.[1]
Kompresor motoru byl devítistupňový. Lopatky vstupního věnce kompresoru měly dvě polohy, přičemž k jejich překlopení docházelo při rychlosti Mach 1,9. Za čtvrtým stupněm kompresoru byly umístěny ventily, které umožňovaly přepouštění až 20% nasávaného vzduchu do obtokových vedení.[1]
Charakteristickým znakem namontovaného motoru J58 byl velký pohyblivý kuželový vstup vzduchu do motoru, montovaný před motor, který se pohyboval automaticky vpřed a vzad podle povelů počítače. Ten zajišťoval ideální přísun vzduchu do motoru při nízkých, ale i velmi vysokých rychlostech a v různých výškách. Tento kužel a celá motorová gondola měly zásadní vliv na funkci motoru. Gondolou proudily vlastně dva proudy vzduchu, jeden motorem a druhý kolem motoru, který byl dále ovládán a usměrňován soustavou klapek (viz obrázek dole). Až do výšky 30 000 stop byl kužel uzamčen v přední poloze a nad tuto výšku se začínal pohybovat. Pohyboval se směrem vzad, přičemž jeho pohyb začínal od rychlosti Mach 1,6. Nejvyšší zasunutí kuželu bylo 66 cm (jiné zdroje hovoří o 90 cm).[1]
Práce motoru ve velmi vysokých rychlostech a teplotách vyžadovala nové stabilní letecké palivo označené JP-7. Toto palivo se nevznítí ani za vysokých teplot po zahřátí nádrží (palivo má teplotu běžně přes 320 °C) a nevaří se ani při nízkých tlacích.[1] Aby byla překonána jeho neochota k vznícení, byl při startu motoru spolu s palivem do motoru vstřikován trietylboran (TEB) a to i při spouštění přídavného spalování. TEB se při teplotách nad -5 °C samovolně vznítí při styku se vzduchem. Každý motor proto nesl uzavřenou tlakovou nádobu tlakovanou dusíkem, která obsahovala 600 cm3 TEB. To umožňovalo alespoň 16 (jiné zdroje hovoří 8 nebo 12) startů a restartů motoru nebo zapálení přídavného spalování. Toto číslo bylo jedním z limitujících faktorů ve vytrvalosti letounů SR-71, protože po každém doplnění paliva ve vzduchu muselo být znovu zapáleno přídavné spalování.[4] Když pilot posunul plynovou páku do určité polohy, začalo do motorů proudit palivo a chvíli na to byla do spalovacích komor motorů vstříknuta dávka TEB. Ten se zde spontánně vznítil a zapálil palivo, přičemž plamen z motoru dostal na chvíli zelenou barvu. Doplňování TEB do nádrží byla nebezpečná práce, přičemž pracovníci údržby letounu museli nosit protipožární obleky.[5] Naopak tankování paliva JP-7 bylo velice bezpečné, takže během tankování mohly být prováděny i některé údržbářské práce. Chemické zapalování paliva bylo místo klasických zapalovačů vybráno pro svou spolehlivost, a aby byla omezena mechanická náročnost. Nádrže na TEB byly chlazeny proudem vzduchu a obsahovaly přetlakovou pojistku, která při protržení vypustila obsah do přídavného spalování.
Palivo proudící do motoru bylo používáno jako chladicí kapalina pro chlazení motoru, hydraulických okruhů, oleje, nádrže s TEB, řídicích prvků přídavného spalování, klimatizačních systémů a částí draku letounu, které byly vystaveny aerodynamickému ohřevu.
Motorový olej byl vyroben na základě silikonu a byl za běžných teplot tuhý. Před startem musel být předehřán.
Použití
Specifikace (J58)
Data pocházejí ze stránek „jet-engine.net“[6] a materiálů USAF[7].
Technické údaje
- Typ: proudový motor s přídavným spalováním s možností obtoku částí nasávaného vzduchu
- Délka: 5,44 m (plus dalších 15 cm při zahřátí na maximální teplotu)
- Průměr: 1,45 m
- Hmotnost: přibližně 2 700 kg
Součásti motoru
- Kompresor: 9stupňový axiální jednohřídelový
- Spalovací komora: prstencový typ, 8 hořáků, 48 palivových trysek
- Turbína: dvoustupňová axiální
- Palivo: JP-7
Výkony
Odkazy
Reference
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Pratt & Whitney J58 na anglické Wikipedii.
- ↑ a b c d e f g h i Motor J58 na webu LeteckeMotory.cz. Poslední aktualizace: 15. ledna 2008, citováno: 17. února 2013
- ↑ Kloesel, Ratnayake a Clark
- ↑ Goodall a Miller 2002
- ↑ NASA Seeks Industry Proposals for Hypersonic Flight Research. Archivováno 15. 7. 2003 na Wayback Machine. Citováno: 8.6.2013
- ↑ Blackbird fuel. Citováno: 8.6.2013
- ↑ Military Turbojet/Turbofan Specifications Archivováno 2. 10. 2011 na Wayback Machine., citováno: 17. února 2013
- ↑ Fotografie popisky motoru na webu enginehistory.org, citováno: 17. února 2013
- ↑ Lockheed SR-71 by Jay Miller, Aerofax Minigraph 1, Aerofax, Inc., Arlington, TX, 1985.
Literatura
- CONNORS, Jack. The Engines of Pratt & Whitney: A Technical History. Reston, Virginia (USA): American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2010. ISBN 978-1-60086-711-8. (anglicky)
- GOODALL, James; MILLER, Jay. Lockheed's SR-71 'Blackbird' Family A-12, F-12, M-21, D-21, SR-71. Hinckley, Anglie: AeroFax-Midland Publishing, 2002. ISBN 1-85780-138-5. (anglicky)
- KLOESEL, Kurt J; RATNAYAKE, Nalin A; CLARK, Casie M. A Technology Pathway for Airbreathing, Combined-Cycle, Horizontal Space Launch Through SR-71 Based Trajectory Modeling [online]. Edwards, Kalifornie (USA): NASA Dryden Flight Research Center [cit. 2013-02-17]. Dostupné online. (anglicky)
Související články
Podobné motory
- General Electric GE4
- General Electric YJ93
- Rolls-Royce/Snecma Olympus 593
- Kuzněcov NK-321
- Tumanskij R-15
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu Pratt & Whitney J58 na Wikimedia Commons - J58 na LeteckeMotory.cz (česky)
- Pratt & Whitney J58 na oficiálních stránkách výrobce (anglicky)
- Fotografie s popisy motoru J58 na stránkách EngineHistory.org (anglicky)
- Fotografie motoru J58 na stránkách SR-71.org (anglicky)
- U. S. Patent 3,344,606, „Recover Bleed Air Turbojet“, Robert B. Abernethy (anglicky)
- U. S. Patent 3,477,455, „Supersonic Inlet for Jet Engines“, David H. Campbell. (anglicky)
- Letový manuál letounu SR-71 (anglicky)
- More Never Told Tales of Pratt & Whitney (anglicky)
Média použitá na této stránce
Autor: Greg Goebel, Licence: CC BY-SA 2.0
Pratt & Whitney J58 ramburner engine, Evergreen Air Museum, McMinnville, Oregon
A diagram showing the airflow through the nacelle of the SR71 Blackbird as the speed increases from zero to Mach 3.2. This image is based on Figure 1.21 from the SR-71 Flight Manual.
A statically mounted Pratt & Whitney J58 engine with full afterburner on disposing of the last of the SR-71 fuel prior to program termination. The bright areas seen in the exhaust are known as shock diamonds.