J79涡轮喷射发动机
| J79涡轮喷射发动机 General Electric J79 | |
|---|---|
 美国空军博物馆所展示的J79发动机 | |
| 类型 | 涡轮喷射发动机 |
| 原产国 |  美国 |
| 生产 | 奇异航空 |
| 首次试验 | 1955年5月20日 |
| 主要应用 | F-104星式战斗机 F-4幽灵II战斗机 A-5攻击机 |
| 产量 | >17,000[1] |
| 衍生自 | J73涡轮喷射发动机 |
| 技术数据 | |
| 长度 | 207.69英寸（530.1公分） |
| 最大直径 | 992毫米（39.1英寸） |
| 净重 | 3,855磅（1,749公斤） |
| 燃料 | 航空煤油 |
| 压缩机 | 单轴17级轴流式压缩机，一排可变进气导叶 (VIGV) 跟6排可变定子叶片 |
| 燃烧室 | 10个环型燃烧罐 |
| 涡轮 | 3级 |
| 加力燃烧室 | 三环象限燃烧模式（最高温度1,985℃） |
| 性能数据 | |
| 最大推力 | J79-GE-17A 军用推力:52.8千牛顿（11,900英磅力） 后燃推力: 80千牛顿（18,000英磅力） |
| 压缩比 | 13.5:1 |
| 推重比 | 4.6 |
| 涡轮前温度 | 摄氏930度 |
| 空气流量 | 每秒77公斤 |
通用电气J79是一种轴流式涡轮喷气发动机，装备各类战斗机和轰炸机以及超音速巡航导弹。 J79由美国通用电气飞机发动机公司生产，并许可全球多家公司进行生产。
发展历史
[编辑]1940年代后期，喷气发动机设计的发展已受到压气机性能限制的地步，很难设计出在各种条件下都能高效运行的设计，而且这些条件在实际操作中会发生巨大变化，发动机伴随飞机开始在地面上静止，而后却要在高空以接近音速的速度飞行。为了避免压缩机失速，必须限制总压力比。像容克斯 Jumo 004 和劳斯莱斯韦兰这样的早期战时发动机的比率刚刚超过 3:1[2][3]。
轴流式压缩机通过在一系列翼型上加速空气来工作，其中一组连接到旋转轴，即“转子”，第二组连接到发动机的外框架，即“定子”，正是通过这两个组件之间的物理关系及其相对速度从而在特定条件下调整压缩机。罗尔斯·罗伊Avon的早期型号，当时仍称为 AJ65，在低速运行时往往会折断压缩机第一级的叶片。1949 年，罗尔斯·罗伊斯制造了该发动机的实验版本，其中前低压部分的几排定子叶片可以在低速运行时旋转以降低压缩。事实证明，该解决方案存在几个难题，包括高压空气会泄漏到发动机内部的轴承中。他们最终放弃了这个概念，取而代之的是一个更简单的系统，该系统具有单个可变进气口和一个在启动期间从压缩机的早期阶段“排出”空气的系统。这使得发动机以 6.2:1 的压缩比进入服役，这是一个巨大的进步，在后来的版本中进一步提高到8.8。事实证明，这极具影响力，那个时代的许多引擎都使用了这些概念，包括通用电气J73[4]。
1951年，GE 决定尝试可变定子设计。由 Gerhard Neumann 领导的团队制作了一个原型，其中 14 级定子的进气口和前五个级是可变的。该设计的测试型号被称为 X24A，于1952年5月完成。不久之后，空军签订了一份新发动机的合同，推力约为 14,000 磅，能够为新的超音速轰炸机设计提供动力。飞机燃气轮机部门的负责人 C.W. 'Jim' LaPierre 组成了两个团队来考虑一种可以在2.0马赫的速度下长时间运行同时在0.9马赫的巡航中仍能提供良好的燃油经济性的发动机。Gerhard Neumann负责使用 X24 可变定子概念的团队，而Chapman Walker 则领导了使用双线轴设计的并行工作。对最终设计的比较表明，可变定子的设计更轻、更简单，直径更小[5]。
1953年12月3日，GE赢得了空军合同，并获得了 MX2118 合同，旨在为 Convair B-58 Hustler 提供动力。 GE 提供的另外两种发动机，即现有 J73 的高级版本和称为 J77 的更大的发动机设计，最终都被取消了。合同从新设计的原型 GOL-1590开始。它于 1953年12月16日首次运行，但首次运行时发动机很快失去控制并被损坏。发动机在三周后被修复并再次运行，并迅速表现出卓越的性能，这让团队开始质疑他们测试设备的准确性。生产版本的第一个原型机 XJ-79 于 1954年6月8日运行。
发动机的首飞是在1955年5月20日，当时发动机被放置在 J47 动力 B-45C (48-009) 的炸弹舱中。 J79 从弹舱下降，四架 J47 被关闭，让 B-45 在单个 J79 上飞行。 [8] 1955 年 12 月 8 日经过 50 小时的资格测试后的第一次飞行，为第二台预生产的道格拉斯 F4D Skyray 提供动力，作为通用电气开发和资格计划的一部分，J79 取代了原来的西屋 J40 发动机。 YF-104 是下一架搭载 J79 的飞机，随后在海军赞助的一项计划中重新安装了 Grumman F11F Tiger，以在 F4H (F-4) 首飞之前获得发动机的使用经验。
J79用于 F-104星式战斗机、B-58盗贼轰炸机、F-4幽灵II战斗机、A-5攻击机、幼狮战斗机和 SSM-N-9 Regulus II超音速巡航导弹。它已经生产了30多年。超过17,000 架J79在美国制造，并在比利时、加拿大、德国、以色列、意大利和日本获得授权生产。配备J79的F-16战隼的降级版本被提议作为一种用于出口的低成本战斗机，虽然试飞了原型机，但没有找到客户。
J79被1960年代后期新战斗机设计中的涡轮扇发动机取代，例如F-111和 F-14中使用的普惠TF30，以及F-15中使用的F100涡轮扇发动机的新一代涡扇通过绕过发动机核心周围 (涵道比) 的空气提供更好的巡航燃油效率。
设计
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压气机叶片和涡轮叶片由403不锈钢制成，但J79-GE-3B和J79-GE-7A变体除外，它们在第7至17级使用 A286 叶片。压气机转子由拉培合金、B5F5 和钛制成。J79在某些油门设置下会发出特殊的啸叫声。这个奇怪的特征导致 NASA运营的F-104B战斗机N819NA被命名为狼嚎声 (Howling Howland) 。 早期型号的发动机也会产生大量的烟雾，特别是在中油门/巡航设置下，这是J79的一个缺点，使它们容易被目视发现。 后来的型号被重新设计为“无烟”。
型号
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- XJ79-GE-1
- 原型。1954年6月8日进行的第一次地面静态试验产生了14,350 lbf（63.83 kN）的后燃推力[6]
- YJ79-GE-1
- 首次试飞的版本被命名为YJ79-GE-1.
- J79-GE-2
- 为F-4H-1幽灵式战斗机（F-4A）, 后燃推力为16,100 lbf（71.62 kN）
- J79-GE-2A
- 与-2版本几乎相同
- J79-GE-3
- 用于YF-104A、F-104A及格鲁曼F11F-1F超级虎
- J79-GE-3A
- 使用于YF-104A、F-104A及F-104B
- J79-GE-3B
- F-104A、F-104B
- J79-GE-5A
- 使用于B-58哈斯勒轰炸机，后燃推力为15,600 lbf（69.39 kN）
- J79-GE-5B
-
- 使用于B-58哈斯勒轰炸机，后燃推力为15,600 lbf（69.39 kN）
- J79-GE-5C
- J79-GE-7
- F-104C、F-104D及F-104F
- J79-GE-7A
- F-104C、F-104D及F-104F
- J79-GE-8
- 装备于A-5攻击机及F4H-1（F-4B），后燃推力为16,950 lbf (75.4 kN)
- J79-GE-8A
- -8的变体
- J79-GE-8B
- -8的变体
- J79-GE-10
- F-4J，17,900 lbf (79.379 kN) of afterburner thrust.
- J79-GE-11
- J79-GE-11A
- 装备于F-104G及TF-104G。15,600 lbf (69 kN) 的后燃推力. 许多-11型号于欧洲授权生产，作为F-104在欧洲的大型生产计划。
- J79-IHI-11A
- 授权生产的GE-11A，由日本石川岛播磨重工业制造，装备于F-104J/F-104DJ
- J79-MTU-J1K
- 由德国MTU航空发动机公司生产的GE-11A版本
- J79-GE-15
- F-4C、RF-4C及F-4D ; 17,000 lbf (75.6kN) 的后燃推力
- J79-GE-17
- F-4E、RF-4E、F-4EJ、F-4F、F-4G; 17,900 lbf（80 kN）的后燃推力
- J79-GE-19
- F-104S，也使用于第319战斗机拦截训练中队的F-104A
- J79-GE-J1E
- 由以色列贝特谢梅什发动机有限公司（BSEL），后燃推力为18,750 lbf（83.40 kN），装备于幼狮战斗机.
- J79-GE-119
- F-16/79
参考资料
[编辑]- ^ General Electric - Aviation History 互联网档案馆的存档，存档日期2011-08-24. Retrieved: 7 April 2008
- ^ Extension of Useful Operating Range of Axial-Flow Compressors by Use of Adjustable Stator Blades. 29 December 1944 [2022-06-15]. （原始内容存档于2022-02-10）.
- ^ https://archive.org/details/sim_journal-of-the-aerospace-sciences_1947-05_14_5, p.269
- ^ Rolls-Royce Aero Engines,Bill Gunston 1989, ISBN 1 85260 037 3, p.132/219
- ^ "seven decades of progress" General Electric, Aero Publishers Inc. 1979, ISBN 0-8168-8355-6, p.89
- ^ Pace 1992, p. 69.