General Electric J79

General Electric J79, çeşitli savaş ve bombardıman uçaklarında ve süpersonik bir seyir füzesinde kullanılmak üzere inşa edilmiş eksenel akışlı bir turbojet motorudur. J79, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki General Electric Aircraft Engines tarafından ve dünya çapında birçok başka şirket tarafından lisans altında üretildi. Başlıca kullanımları arasında F-104 Starfighter, B-58 Hustler, F-4 Phantom II, A-5 Vigilante ve IAI Kfir vardı.
Geliştirme
1940'ların sonunda, jet motoru tasarımları, kompresörün performansı sebebiyle daha fazla ilerlemenin sınırlandığı noktaya ilerlemişti. Çok çeşitli koşullar altında verimli bir şekilde çalışan bir tasarım üretmek zordu ve bu koşullar, uçak yerde dururken başlayıp daha sonra yüksek irtifalarda ses hızına yakın uçtuğu için pratikte önemli ölçüde değişir. Kompresörün durmasını önlemek için toplam basınç oranının sınırlandırılması gerekiyordu. Junkers Jumo 004 ve Rolls-Royce Welland gibi erken savaş zamanı motorları 3:1'in biraz üzerinde sıkıştırma oranlarına sahipti.
Eksenel kompresörler, bir takım dönen bir şafta, (rotora) ve ikinci bir takım ise motorun dış çerçevesine, "statorlara" bağlı olan bir dizi kanat profili üzerinden havayı hızlandırarak çalışır. Kompresörü belirli koşullara göre ayarlayan, bu iki bileşen arasındaki fiziksel ilişki ve bunların bağıl hızıdır. O zamanlar hala AJ65 olarak bilinen Rolls-Royce Avon'un ilk modelleri, düşük hızda çalışırken kompresörünün ilk aşamalarında kanatları kırma eğilimindeydi. 1949'da Rolls-Royce, düşük hızda çalışırken sıkıştırmayı azaltmak için ileri düşük basınç bölümünde birkaç sıra stator kanadının döndürülebildiği bu motorun deneysel bir versiyonunu yaptı. Bu çözümün, motorun iç kısmındaki yataklara yüksek basınçlı hava sızıntısı da dahil olmak üzere birçok zor sorunu olduğu kanıtlandı. Sonunda konsepti terk ettiler ve bunun yerine tek değişken girişli daha basit bir sistem ve başlatma sırasında kompresörün ilk aşamalarındaki havayı "boşaltacak" bir sistemle değiştirdiler. Bu, motorun 6,2:1 sıkıştırma oranıyla hizmete girmesine izin verdi; bu durum, sonraki sürümlerde daha da geliştirilmiş ve 8.8'e kadar çıkan büyük bir ilerlemeydi. Bunun son derece etkili olduğu kanıtlandı ve dönemin birçok motoru, General Electric J73 de dahil olmak üzere bu konseptleri kullandı.
1951'de GE, değişken stator tasarımında şansını denemeye karar verdi. Gerhard Neumann liderliğindeki bir ekip, 14 aşamalı statorun giriş ve ilk beş aşamasının değişken olduğu bir prototip üretti. X24A olarak bilinen tasarımın testi, Mayıs 1952'de tamamlandı. Kısa süre sonra, Hava Kuvvetleri yeni bir süpersonik bombardıman uçağı tasarımına güç sağlamak için yaklaşık 14.000 pound itme gücüne sahip yeni bir motor için bir sözleşme yaptı. Uçak Gaz Türbini Bölümü lideri C. W. 'Jim' LaPierre, Mach 0.9'da bir seyirde iyi yakıt ekonomisi sunarken Mach 2.0'da uzun süre çalışabilen bir motoru üzerinde düşünmek için iki ekip oluşturdu. Gerhard Neumann, X24'ün değişken stator konseptini kullanan bir ekibin başına getirildi, Chapman Walker ise iki makaralı bir tasarım kullanarak paralel bir çalışma yürüttü. Ortaya çıkan tasarımların karşılaştırılması, değişken statorun hem daha hafif, hem daha basit hem de daha küçük bir çapa sahip olduğunu gösterdi.
GE, 3 Aralık 1953'te Amerikan Hava Kuvvetleri'nin Convair B-58 Hustler'a güç vermesi amaçlanan MX2118 sözleşmesini kazandı. GE tarafından sunulan diğer iki motor, mevcut J73'ün gelişmiş bir versiyonu ve J77 olarak bilinen çok daha büyük bir tasarım iptal edildi. Sözleşme, yeni tasarımın bir prototipi olan GOL-1590 ile başladı. İlk kez 16 Aralık 1953'te çalıştırıldı, ancak hızla kontrolden çıktı ve hasar gördü. Motor onarıldı ve üç hafta sonra tekrar çalıştırıldı bu sefer motor hızlı bir şekilde mükemmel performans sergiledi hatta bu durum ekibin test ekipmanlarının doğruluğunu sorgulamasına neden oldu. Üretim versiyonunun ilk prototipi olan XJ-79, 8 Haziran 1954'te çalıştırıldı.
Motorun ilk uçuşu 20 Mayıs 1955'te, J47 motorları ile çalışan bir B- 45C'nin (48-009) bomba bölmesine yerleştirildiği yerdeydi. J79 bomba bölmesinden indirildi ve dört J47 kapatıldı ve B-45 tek bir J79 motoru üzerinde uçtu. 50 saatlik yeterlilik testinden sonraki ilk uçuş 8 Aralık 1955'te yapıldı. General Electric geliştirme ve yeterlilik programı kapsamında Bir XF-4D Skyray'a orijinal Westinghouse J40 motorunun yerine bir J79 takıldı. YF-104, J79 ile uçan bir sonraki uçaktı ve ardından F4H'nin (F-4) ilk uçuşundan önce motorla deneyim kazanmak için Donanma sponsorluğundaki bir program kapsamında motoru değiştirilmiş Grumman F11F Tiger geldi.
J79, F-104 Starfighter, B-58 Hustler, F-4 Phantom II, A-5 Vigilante, IAI Kfir ve SSM-N-9 Regulus II süpersonik seyir füzesinde kullanıldı. 30 yıldan fazla süre üretildi. ABD'de 17.000'den fazla J79 üretildi ve Belçika, Kanada, Almanya, İsrail, İtalya ve Japonya'da da lisans altında üretildi. F-16'nın bir J79 motoru ile çalışan bir versiyonu, ihracat için düşük maliyetli bir avcı olarak önerildi ve bir prototip uçak uçmasına rağmen, müşteri bulamadı.
J79, 1960'ların sonunda, F-111 ve F-14'te kullanılan Pratt & Whitney TF30 gibi art yakıcılı turbofanlar ve F-15 Eagle'da kullanılan Pratt & Whitney F100 gibi yeni nesil turbofanlar tarafından yeni avcı tasarımlarında değiştirildi. Bu tür motorların çekirdeği etrafından hava geçirerek daha iyi seyir yakıtı verimliliği sağlar.
J79'un tasarımındaki rolleri dolayısıyla Gerhard Neumann ve Neil Burgess, 1958'de ortaklaşa Collier Kupası ile ödüllendirildiler ve bu onuru Clarence Johnson ve ABD Hava Kuvvetleri ile paylaştılar.
Tasarım
Kompresörün hareketli ve hareketsiz kanatları, 7 ila 17 kademelerinde A286 kanatlara sahip -3B ve -7A bölümleri dışında 403 paslanmaz çelikten yapılmıştır. Kompresör rotoru Lapelloy, B5F5 ve titanyumdan yapılmıştır. J79, belirli gaz kelebeği ayarlarında belirli bir uğultu sesi çıkarır. Motorun ilk modelleri ayrıca, özellikle orta gaz/seyir ayarlarında, gözle görülür miktarlarda duman üretiyordu; bu durum savaş uçaklarında onları görsel algılamaya karşı savunmasız hale getiren bir dezavantajdı. Daha sonraki modeller "dumansız" olacak şekilde yeniden tasarlandı.
J79'un turboşaft karşılığı, kara ve deniz platformları için kullanılan General Electric LM1500'dür. J79'dan türetilen birçok motor ıssız ve uzak yerlerde boru hatlarına güç sağlamak gibi uygulamalarda gaz türbini gücü olarak kullanımlar bulmuştur.
J79'un iki ticari türevi vardır: Convair CV-880'e takılan CJ805-3 (art yakıcısız, itme ters çevirici ve ses bastırıcı ile donatılmış) ve Convair CV-990'a takılan CJ805-23 (serbest dönüşlü kıç fanı ve itme ters değiştirici ile)
J79 motorları, doğrudan motor türbin kanatlarında basınçlı hava kullanılarak veya aksesuar dişli kutusuna takılı bir türbin marş motoru kullanılarak çalıştırılabilir. Bu marş motorunda kullanılan gaz ya sıkıştırılmış havadır ya da katı itici kartuştandır.
Varyantlar
XJ79-GE-1
Prototip. 8 Haziran 1954'te yapılan ilk zemin statik testi, art yakıcı ile 14.350 lbf (63.83 kN) üretti.
YJ79-GE-1
Uçuş test motorları YJ79-GE-1 olarak adlandırıldı.
J79-GE-2
McDonnell F-4H-1 Phantom'a (F-4A) güç verdi, art yakıcı itme ile 16,100 lbf (71.62 kN).
J79-GE-2A
temelde -2'ye benzer
J79-GE-3
YF-104A, F-104A ve Grumman F11F-1F Super Tiger'da kullanıldı.
J79-GE-3A
YF-104A, F-104A ve F-104B.
J79-GE-3B
F-104A ve F-104B.
J79-GE-5A
Convair B-58 Hustler 15.600 lbf (69.39 kN), art yakıcılı.
J79-GE-5B
Convair B-58 Hustler 15.600 lbf (69.39 kN), art yakıcılı.
J79-GE-5C
J79-GE-7
F-104C, F-104D ve F-104F.
J79-GE-7A
F-104C, F-104D ve F-104F.
J79-OEL-7
Canadair CF-104'e güç sağlamak için Orenda Engines tarafından üretilen lisanslı üretim GE-7.
J79-GE-8
16.950 lbf (75,4 kN) art yakıcı itiş gücüne sahip North American A-5 Vigilante ve F4H-1 (F-4B)
J79-GE-8A
-8'in alt varyantı
J79-GE-8B
-8'in alt varyantı
J79-GE-10
F-4J, 17.900 lbf (79.379 kN) art yakıcı itiş gücü.
J79-GE-11
J79-GE-11A
F-104G ve TF-104G. 15.600 lbf (69 kN), art yakıcı ile. Birçok -11 motor, büyük F-104 konsorsiyum üretim programının bir parçası olarak Avrupa'da lisanslı olarak üretildi ve projenin ana tedarikçileri
Alfa Romeo, Fiat ve Fabrique Nationale oldu.
J79-IHI-11A
GE-11A lisanslı üretim versiyonu, Japonya'da Ishikawajima Harima Heavy Industries Co., Ltd tarafından benzer şekilde lisanslı olarak üretilen F-104J ve F-104DJ Starfighter savaş uçakları için
J79-MTU-J1K
Almanya'da, MTU Aero Engines tarafından lisanslı olarak üretilen ve geliştirilmiş GE-11A versiyonu.
J79-GE-15
F-4C, RF-4C, F-4D; 17.000 lbf (75.6kN) art yakıcı itiş gücü ile.
J79-GE-17
F-4E, RF-4E, F-4EJ, F-4F, F-4G; 17.900 lbf (80 kN) art yakıcı itme gücü ile.
J79-GE-19
İtalya'da lisanslı olarak üretilen Aeritalia F-104S'lerde kullanılmıştır.
J79-GE-J1E
İsrail tarafından lisanslı olarak üretilmiş motorlar. 18750 lfb (83.40 kN) art yakıcı itiş gücü ile IAI Kfir savaş uçaklarında kullanılmıştır.
J79-GE-119
F-16/79
Uygulamalar
Hava Araçları
Convair B-58 Hustler
General Dynamics F-16/79
Grumman F11F-1F Super Tiger
IAI Kfir
Lockheed F-104 Starfighter
McDonnell Douglas F-4 Phantom II
North American A-5 Vigilante
Northrop X-21
SSM-N-9/RGM-15 Regulus II
Kara Hız Rekoru Arabaları
Art Arfons' "Green Monster"
Craig Breedlove's "Spirit of America - Sonic 1"
North American Eagle Project
Özellikler (J79-GE-17)
Genel özellikleri
Tür: Art yakıcı turbojet motor
Uzunluk: 208,69 inç (5,301 m)
Çap: 39,06 inç (0,992 m)
Kuru ağırlık: 3.835 lb (1.740 kg)
Bileşenler
Kompresör: Bir sıra değişken giriş kılavuz kanatları (VIGV'ler) ve ardından 6 sıra değişken stator kanatları ile tek makaralı 17 kademeli eksenel kompresör
Yakıcılar: Kanüler
Türbin: 3 kademeli
Yakıt türü: JP-4, JP-5
Performans
Maksimum itme: 11.870 lbf (52.8 kN) kuru; 17.900 lbf (80 kN) art yakıcı ile
Genel basınç oranı: 13,5:1
Hava kütle akışı: 170 lb/s (77 kg/s)
Türbin giriş sıcaklığı: 1.710 F (930 C; 1.210 K)
Özgül yakıt tüketimi: art yakıcı ile 1.965 lb/(lbf⋅h) veya 55,7 g/(kN⋅s), art yakıcısız maksimum 0,84 lb/(lbf⋅h) veya 24 g/(kN⋅s)
İtme-ağırlık oranı: 4.6