Rolls-Royce Pegasus

Pegasus / F402
Rolls-Royce Pegasus vystavený v muzeu RAF v Londýně
Rolls-Royce Pegasus vystavený v muzeu RAF v Londýně
Typdvouproudový motor
VýrobceRolls-Royce
První rozběhzáří 1959
Hlavní použitíHawker Siddeley Harrier
British Aerospace Sea Harrier
McDonnell Douglas AV-8B Harrier II
British Aerospace Harrier II
Vyrobeno kusůvíce než 1 200 (stav v roce 2008)
Vyvinut z motoruBristol Siddeley Orpheus

Rolls-Royce Pegasus, dříve Bristol Siddeley Pegasus, je dvouproudový motor navržený společností Bristol Siddeley a vyráběný společností Rolls-Royce. Motor byl schopen měnit směr tahu motoru pomocí otočných trysek, což mu umožňovalo jak pohon letounu vpřed, tak i natočením trysek směrem dolů manévrovat lehce naloženým letounem podobně jako s vrtulníkem, včetně vertikálního vzletu a přistání.[1] Ve Spojených státech nesl motor označení F402.

Unikátní motory Pegasus poháněly všechny verze víceúčelových letounů Harrier. Společnost Rolls-Royce poskytla licenci k výrobě motorů Pegasus ve Spojených státech společnosti Pratt & Whitney. Nicméně tato společnost nevyrobila ani jediný nový motor, všechny motory byly postaveny společností Rolls-Royce v Bristolu v Anglii. Motory Pegasus měly být montovány i do dalších letounů, mezi které patřil například německý transportní V/STOL letoun Dornier Do 31.[2]

Vývoj

Rolls-Royce Pegasus

Pozadí

Francouzský letecký konstruktér Michel Wibault měl nápad použít usměrňování tahu motoru pro svisle vzlétající letouny. Tah vycházel z čtveřice odstředivých kompresorů poháněných turbovrtulovým motorem Bristol Orion, přičemž výstup z každého z nich byl otočný a umožňovat tak řízení.[3]

Společnost Bristol Engine Company zahájila práce na motoru BE.53 Pegasus v roce 1957. Zatímco předchozí typ BE.52 byl soběstačný a lehčí motor než původní návrh Wibaulta, byl stále příliš komplikovaný a těžký. Na novém motoru BE.53 byly využity určité části předchozích motorů Olympus a Orpheus, tak aby jejich kombinací bylo dosaženo nejlepších výsledků.[4]

Motor byl po dobu jednoho ruku konstruován odděleně a významně pomohl pochopit, jaký typ letounu by měl vlastně pohánět. V květnu 1957 tým obdržel dopis o podpoře od Sydney Camma ze společnosti Hawker. Společnost Hawker hledala náhradu za letouny Hawker Hunter. Letecký konstruktér Ralph Hooper uvažoval o pohonu pomocí čtyř trysek, přičemž horké plyny vycházely jen ze zadních trysek a z předních trysek vycházel studený vzduch od kompresoru motoru. V roce 1957 však britská vláda vydala prohlášení, že bude podporovat spíše řízené střely než letadla, což nebyla pro letoun dobrá zpráva.

Další vývoj motoru již pokračoval společně s letounem Hawker P.1127, který poprvé vzlétnul v roce 1960. Následujícím stupněm vývoje byly letouny Kestrel a později i Harrier.

Zkoušení a výroba

Podrobnější informace naleznete v článku Hawker Siddeley P.1127.

Letové zkoušky a vývoj motoru nebyl nijak financován vládou. Celkové financování letounu pocházelo od společnosti Hawker. Tah prvních motorů však stačil sotva k tomu, aby odlepil letoun od země. Problém byl také v neustálém nárůstu hmotnosti letounu. Letové zkoušky byly zpočátku prováděny na upoutaném letounu. Prvního volného letu bylo dosaženo 19. listopadu 1960. První a obtížný přechod ze statického visení v konvenční let byl proveden 8. září 1961. RAF nebylo příliš nakloněno myšlence VTOL létání a celý projekt nazývalo „hračkou“ nebo „obveselením davu“. První prototyp letounu P.1127 prodělal na pařížském aerosalónu 1963 velmi těžké přistání.

Výkon a spolehlivost motoru byly neustále vylepšovány a to i poté, co byla v roce 1966 společnost Bristol prodána společnosti Rolls-Royce.

Popis

Harrier USMC startuje krátkým rozjezdem na mokré palubě

Dvouproudový motor Pegasus s měnitelným vektorem tahu je dvojhřídelový motor s třístupňovým nízkotlakým a osmistupňovým vysokotlakým kompresorem, které jsou poháněny dvoustupňovou nízkotlakou a dvoustupňovou vysokotlakou turbínou. Neobvyklé bylo, že nízkotlaké a vysokotlaké lopatky se otáčely opačným směrem, čímž byl podstatně redukován gyroskopický efekt, který by jinak působil značné potíže při nízkých rychlostech. Motor používal pro změnu směru tahu motoru čtyři otočné trysky, které umožňovaly letounu jak svislé vznášení, tak i pohon vpřed, čím umožňoval STOVL létání.

Trysky

Nozzle locations
Umístění čtveřice trysek na letounu

Přední dvojice trysek byla napájena vzduchem od nízkotlakého kompresoru, zadní dvojice horkými plyny (650 °C) z proudového motoru. Rozvážení tahu předních/zadních trysek bylo zhruba 60/40.[5] Důležité bylo, aby se všechny trysky otáčely společně. Toho bylo dosaženo použitím dvojice pneumatických motorů, které byly napájeny vzduchem z vysokotlakého kompresoru. V případě selhání tohoto uspořádání, byly vždy páry trysek spojeny motocyklovým řetězem.

Umístění motoru

Motor byl namontován přesně ve středu letounu Harrier. Při výměně motoru byla tedy nutná demontáž křídla. Celá výměna trvala obvykle 8 hodin,[6] ačkoliv použitím vhodných nástrojů a zvedáků se dala zkrátit na méně než 4 hodiny.[7]

Vstřikování vody

Maximální tah motoru při startu byl, obzvlášť v horkých klimatických podmínkách, omezen teplotou lopatek turbíny. Jelikož tuto teplota není možné spolehlivě změřit, byly operační limity dány stanovením maximální teploty výfukových plynů. Aby bylo možné zvýšit při vzletu ještě více otáčky motoru a tím i jeho tah, byla do spalovací komory a turbíny vstřikována voda, což umožnilo snížit jejich teplotu na přijatelnou úroveň.

Voda pro vstřikování byla přepravována v nádrži, která byla umístěna v zadní části motoru mezi rozvětvením potrubí k zadním tryskám. Nádrž obsahovala 227 litrů destilované vody. Průtok vody potřebných pro snížení teploty motoru byl přibližně 159 l za minutu. Zásoba vody tedy vystačila přibližně na 90 sekund. Toto množství vody bylo považováno za dostatečné.

Po vypotřebování zásoby vody motor automaticky přešel do „suchého“ režimu se sníženým výkonem. Pilot byl o této skutečnosti informován varovným světlem.

Varianty

Rolls-Royce Bristol Pegasus motor vystavený v muzeu Bristol Industrial Museum v Anglii
  • Pegasus 1 (BE.53/2): tah 40 kN (9 000 lbf). Funkční prototyp.[8]
  • Pegasus 2 (BE.53/3): tah 49 kN (11 000 lbf). Také známý jako BE53-3. Motor byl používán na letounu P.1127. Později vylepšen na tah 53 kN (12 000 lbf).[8]
  • Pegasus 3: tah 62 kN (14 000 lbf). Motor byl používán na letounech P.1127.[8]
  • Pegasus 5 (BS.53-5): tah 67 kN (15 000 lbf). Vylepšován až na 80 kN (18 000 lbf). Motor byl používán na letounech Hawker Siddeley Kestrel.[8]
  • Pegasus 6 (Mk.101): tah 85 kN (19 000 lbf). Motor byl používán na prvních Harrierech GR.1 a T.2. Motor byl již vybaven vstřikováním vody.[8]
  • Pegasus 10 (Mk.102): tah 91 kN (20 500 lbf). Motor byl používán na Harrierech GR.1A, T.2A a prvních letounech AV-8A. Ve Spojených státech nesl označení F402-RR-400.[8]
  • Pegasus 11 (Mk.103): tah 97 kN (21 500 lbf). Motor byl používán na Harrierech GR.3, AV-8A, AV-8C, TAV-8A, T.4A, T.4N a T.52. Ve Spojených státech nesl označení F402-RR-401/402.[8]
  • Pegasus 11 (Mk.150): tah 97 kN (21 500 lbf). Motor Pegasus 11 pro španělské letouny Harrier AV-8S a TAV-8S.[8]
  • Pegasus 11 (Mk.151): tah 97 kN (21 500 lbf). Motor Pegasus 11 pro indické letouny Harrier T.60.[8]
  • Pegasus 14 (Mk.104): námořní verze motoru Pegasus 11 pro letouny Sea Harrier. Motory byly shodné, až na to, že některé součásti motoru byly vyrobeny z materiálů odolných proti korozi.[8]
  • Pegasus 11-21 (Mk.105): tah 97 kN (21 750 lbf). Motor byl používán na druhé generaci letounů Harrier YAV-8A, GR.5/5A, GR.7 a T.10. Ve Spojených státech nesl označení F402-RR-404/404A.[8]
  • Pegasus 11-21 (Mk.152): tah 95 kN (21 450 lbf). Motor byl používán na španělských letounech EAV-8B.[8]
  • Pegasus 11-21 (Mk.106): tah 95 kN (21 450 lbf). Motor byl používán na druhé generaci letounů Harrier AV-8B a TAV-8B. Ve Spojených státech nesl označení F402-RR-406/406A.[8]
  • Pegasus 11-61 (Mk.107): tah 106 kN (23 800 lbf). Motor byl používán na druhé generaci letounů Harrier AV-8B Plus a TAV-8B. Ve Spojených státech nesl označení F402-RR-408.[8]

Vystavené motory

Motory Pegasus jsou veřejně vystaveny v následujících muzeích:

  • Imperial War Museum, Duxford
  • Royal Air Force Museum, Londýn
  • Science Museum, Londýn
  • Naval Air Station Pensacola, Florida

Použití

Specifikace (Pegasus 11-61)

Data pocházejí z „Aviation Week & Space Technology Source Book 2009“.[9]

Technické údaje

  • Typ: dvouhřídelový dvouproudový motor
  • Délka: 3,480 m
  • Průměr: 1,219 m
  • Hmotnost: 1 796 kg

Součásti motoru

  • Kompresor: třístupňový nízkotlaký a osmistupňový vysokotlaký axiální kompresor
  • Spalovací komora: prstencový typ
  • Turbína: dvoustupňová vysokotlaká a dvoustupňová nízkotlaká

Výkony

  • Maximální tah: 106 kN (23 800 lb)
  • Komprese: 16,3:1
  • Poměr tah/hmotnost: 6:1

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Rolls-Royce Pegasus na anglické Wikipedii.

  1. ↑ Bolkcom, C., F-35 Joint Strike Fighter (JSF) Program: Background, Status, and Issues, CRS Report for Congress. (2005). Citováno: 5. října 2014.
  2. ↑ Hanover show..., Flight, 23. dubna 1964, str. 668.
  3. ↑ Bristol Siddeley's Fans, Flight, 12. srpna 1960, str. 210–211.
  4. ↑ Flight, 12. srpna 1960.
  5. ↑ Flight, srpen 1964, str. 328.
  6. ↑ Eight hour engine change Archivováno 28. 9. 2007 na Wayback Machine, harrier.org.uk, citováno: 6. října 2014.
  7. ↑ FLIGHT International, 16. září 1971, str. 451.
  8. ↑ a b c d e f g h i j k l m n Evans 1998, str. 16.
  9. ↑ Gas Turbine Engines. Aviation Week & Space Technology Source Book 2009. str. 123.

Literatura

  • DOW, Andrew. Pegasus, The Heart of the Harrier: The History and Development of the World's First Operational Vertical Take-off and Landing Jet Engine. Spojené království: Pen & Sword, 2009. 543 s. ISBN 978-1-84884-042-3. (anglicky) 
  • EVANS, Andy. BAe/McDonnell Douglas Harrier. Ramsbury, Marlborough: Crowood Press Ltd., 1998. 192 s. Dostupné online. ISBN 1-86126-105-5. Kapitola 1, s. 16. (anglicky) 
  • HOOKER, Sir Stanley. Not Much of an Engineer. Shrewsbury: Airlife Publishing, 2011. 256 s. ISBN 0-906393-35-3. (anglicky) 
  • Water Injection System, Aircraft Engineering and Aerospace Technology. 1970, roč. 42, čís. 1, s. 31–32. ISSN 0002-2667. (anglicky) 

Související články

Související vývoj

Podobné motory

  • Bristol Siddeley BS100

Externí odkazy

Videa

Média použitá na této stránce

Rolls Royce Pegasus.JPG
Rolls-Royce Pegasus turbofan aero engine at the Royal Air Force Museum, London.
US Navy 061107-N-8154G-018 An AV-8B Harrier assigned to Marine Attack Squadron Two Three One (VMA-231) launches from the flight deck of amphibious assault ship USS Bataan (LHD 5).jpg
Atlantic Ocean (Nov. 7, 2006) - An AV-8B Harrier assigned to Marine Attack Squadron Two Three One (VMA-231) launches from the flight deck of amphibious assault ship USS Bataan (LHD 5). The Bataan Expeditionary Strike Group is conducting a Composite Training Unit Exercise (COMPTUEX) off the Atlantic coast with the 26th Marine Expeditionary Unit, based out of Camp Lejeune, N.C., prior to an upcoming regularly scheduled deployment. U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 3rd Class Jeremy L. Grisham (RELEASED)
Pegasus-engine-diagram.svg
Diagram of a Pegasus engine. Created on demand at w:en:Wikipedia:Graphics Lab/Illustration workshop.
Rolls-royce pegasus engine arp.jpg

Rolls-Royce Bristol Pegasus, engine of the vertical takeoff Harrier, in the Bristol Industrial Museum, Bristol, England. (In 2007 the Bristol Industrial Museum was permanently closed for conversion to the Museum of Bristol. The exhibits are in storage.)

Photographed by Adrian Pingstone in August 2004 and released to the public domain.
Aircraft engine RR Pegasus cut-out RH.jpg
Autor: user:Jaypee, Licence: CC BY-SA 3.0
Rolls-Royce Pegasus engine on display, sections have been cut out to provide an internal view.