برات آند ويتني JT3D

الموسوعة الحرة

محرك برات آند ويتني JT3D هو محرك توربيني مروحي مبكر للطائرات، مشتق من محرك برات آند ويتني JT3C النفاث. تم تشغيله لأول مرة عام 1958، وحلّقت به لأول مرة عام 1959 على متن طائرة اختبار من طراز B-45 تورنادو . تم إنتاج أكثر من 8000 محرك JT3D بين عامي 1959 و1985. معظم محركات JT3D التي لا تزال في الخدمة اليوم تُستخدم في الطائرات العسكرية، حيث يُشار إليها بتسميتها العسكرية الأمريكية TF33 .

التصميم والتطوير

إدراكًا منها للمنافسة من محرك رولز رويس كونواي التوربيني المروحي، قررت شركة برات آند ويتني تطوير محرك JT3D التوربيني المروحي من محرك JT3C النفاث التوربيني لتسليمات لاحقة من طائرات بوينغ 707 ودوجلاس DC-8، التي كانت آنذاك على وشك دخول الخدمة. استُبدلت المراحل الثلاث الأولى من ضاغط JT3C ذي التسع مراحل بمروحة ثنائية المراحل. وفي التوربين ذي الضغط المنخفض، جرى تكبير المرحلة الثانية وإضافة مرحلة ثالثة.

على عكس شركة جنرال إلكتريك مع محرك CJ805-23، لم تُجرِ شركة برات آند ويتني أي أبحاث حول المراوح فوق الصوتية قبل تصميم محرك JT3D، لذا لم تتمكن من دمج وحدة أحادية المرحلة في المواصفات. [ 1 ] وبدلاً من ذلك، صممت برات آند ويتني وحدة ثنائية المرحلة استنادًا إلى بعض الأبحاث التي أجرتها لدعم محرك J91 التوربيني النفاث النووي.

في طائرة بوينغ 707، كان غطاء مروحة محرك JT3D قصيرًا نسبيًا، بينما كان غطاء المروحة في طائرة دوغلاس DC-8 كامل الطول. وقد وفرت شركة برات آند ويتني مجموعة أدوات تسمح بتحويل محركات JT3C إلى مواصفات وأداء محرك JT3D أثناء عملية الصيانة. [ 2 ]

في عام 1959، كانت أهم طلبات شراء هذا المحرك هي طائرات بوينغ 707-120B وبوينغ 720B، حيث طلبت الخطوط الجوية الأمريكية طائرة 707 واحدة مزودة بمحركات توربينية مروحية من طراز JT3D، بينما طلبت الخطوط الجوية الملكية الهولندية (KLM) طائرة دوغلاس DC-8 مزودة بمحركات JT3D . وكانت طائرات 707 وDC-8 السابقة مزودة بمحركات JT3C و JT4A النفاثة، وسرعان ما جذبت الكفاءة المحسّنة للمحرك التوربيني المروحي شركات الطيران. وفي اليوم نفسه، 12 مارس 1961، دخلت طائرتان من طراز 707-123B و720-023B (حيث يشير اللاحقة B إلى الطائرة المزودة بمحرك توربيني مروحي) الخدمة لدى الخطوط الجوية الأمريكية.

كانت جميع طائرات بوينغ KC-135 ستراتوتانكر تعمل في الأصل بمحركات نفاثة. ومع توقف العديد من طائرات بوينغ 707 عن الخدمة، انتهزت القوات الجوية الأمريكية الفرصة لشراء هياكل الطائرات الفائضة واستخدام محركاتها لإعادة تجهيز طائرات KC-135A المستخدمة من قبل الحرس الوطني الجوي وأسراب الاحتياط بمحرك JT3D المدني (المُسمى TF33-PW-102). تم تعديل أكثر من 150 طائرة، وأُعيد تسمية طائرة KC-135A السابقة إلى KC-135E. [ 3 ]

تم استخدام محركات JT3D من طائرات بوينغ 707 لإعادة تجهيز طائرات KC-135A التابعة لسلاح الجو الأمريكي، عام 1984.

بعد خدمة طويلة في كل من شركات الطيران والقوات الجوية، يتناقص عدد الطائرات المزودة بمحركات JT3D بشكل مطرد. تستخدم 135 طائرة من طراز KC-135 محركات JT3D، بينما زُودت 354 طائرة بمحركات CFM56 من شركة CFM International ، والتي توفر قوة دفع أكبر، واستهلاكًا أقل للوقود، ومرونة تشغيلية أعلى نظرًا لانخفاض مستوى ضجيجها. يُعد ضجيج محركات JT3D أحد الأسباب التي دفعت حلف الناتو إلى مناقشة إعادة تجهيز أسطول طائرات الإنذار المبكر والتحكم المحمول جواً E-3 Sentry ، نظرًا لأن هذه الطائرات تخضع لقيود لا تخضع لها الطائرات المزودة بمحركات حديثة. ويمكن تعزيز المرونة التشغيلية بشكل أكبر بفضل قدرة المحركات ذات القدرة الأعلى على زيادة ارتفاع تحليق الطائرة، مما يوسع نطاق المراقبة الرادارية؛ فعلى سبيل المثال، تحلق طائرات E-3 التابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني والفرنسي والسعودي بشكل روتيني على ارتفاعات أعلى من نظيراتها التابعة لحلف الناتو والقوات الجوية الأمريكية.

في عام 1961، دخلت طائرة بوينغ بي-52 إتش ستراتوفورتريس ، المزودة بمحركات تي إف 33، الخدمة. وكان طراز "إتش" من بي-52 هو النسخة الإنتاجية الوحيدة من هذه القاذفة الثقيلة المزودة بمحركات توربينية مروحية، وهو الطراز الوحيد المتبقي في خدمة القوات الجوية الأمريكية. ومن المتوقع أن تبقى ركيزة أساسية في أسطول القاذفات الثقيلة التابع للقوات الجوية حتى عام 2040 على الأقل، مع دراسة خيارات استبدال محركات تي إف 33 الثمانية بمحركات أحدث. في أبريل 2020، أصدرت القوات الجوية الأمريكية طلب عروض لتوريد 608 محركات تجارية بديلة، مع خطة لمنح العقد في مايو 2021. [ 4 ] وفي سبتمبر 2021، أعلنت القوات الجوية الأمريكية استبدال محرك تي إف 33 بمحرك رولز رويس إف 130. [ 5 ]

المتغيرات

محرك TF33-P-7 الخاص بطائرة C-141B
JT3D-1
17000 رطل (75.62 كيلو نيوتن) قوة دفع للنسخة المدنية، (حقن الماء اختياري) [ 6 ]  
JT3D-2
(TF33-P-3) 17000 رطل (75.62 كيلو نيوتن) [ 6 ]  
JT3D-3
18000 رطل (80.07 كيلو نيوتن) ، (حقن الماء اختياري) [ 6 ]  
JT3D-3A
(TF33-P-5) 18000 رطل (80.07 كيلو نيوتن) [ 6 ]  
JT3D-3B
قوة دفع 18000 رطل (80.07 كيلو نيوتن) - نسخة مدنية  
JT3D-5A
(TF33-P-7) 18000 رطل (80.07 كيلو نيوتن) ، (حقن الماء اختياري) [ 6 ]  
JT3D-8A
(TF33-P-7) 18000 رطل (80.07 كيلو نيوتن) ، (حقن الماء اختياري) [ 6 ]  
JT3D-7
قوة دفع 19000 رطل (84.52 كيلو نيوتن) - نسخة مدنية  
JT3D-15
نسخة مدنية بقوة دفع تبلغ 22500 رطل (100.08 كيلو نيوتن) للطائرة 707-820 غير المبنية  
TF33-P-3
قوة دفع تبلغ 17000 رطل (75.62 كيلو نيوتن) لطائرة بوينغ بي-52 إتش ستراتوفورتريس [ 6 ]  
TF33-P-5
قوة دفع تبلغ 18000 رطل (80.07 كيلو نيوتن) لطائرة بوينغ KC-135 ستراتوتانكر [ 6 ]  
TF33-P-7
قوة دفع تبلغ 21000 رطل (93.41 كيلو نيوتن) لطائرة لوكهيد سي-141 ستارليفتير [ 6 ]  
TF33-P-9
قوة دفع تبلغ 18000 رطل (80.07 كيلو نيوتن) لطائرتي بوينغ EC-135C وبوينغ RC-135C  
TF33-P-11
قوة دفع تبلغ 16000 رطل (71.17 كيلو نيوتن) لطائرة مارتن آر بي-57 إف كانبرا  
TF33-PW-100A
قوة دفع تبلغ 21500 رطل (95.64 كيلو نيوتن) لطائرة بوينغ إي-3 سينتري  

TF33-PW-102/A

TF33-PW-103

التطبيقات

JT3D على طائرة دوغلاس DC-8
TF33/JT3D على متن طائرة بوينغ VC-137B في متحف سياتل للطيران
مدني (JT3D)
عسكري (TF33)

المواصفات (JT3D-8A / TF33-P-7)

عرض الملف الشخصي TF33-P-3

البيانات من محركات الطائرات في العالم 1966/67 [ 7 ]

الخصائص العامة

  • النوع: توربيني مروحي
  • الطول: 142.3  بوصة (3610  مم)
  • القطر: 53  بوصة (1300  مم)
  • الوزن الجاف: 4605  رطل (2089  كجم)

عناصر

  • الضاغط: تدفق محوري ، مروحة ثنائية المراحل، ضاغط ضغط منخفض سداسي المراحل، وضاغط ضغط عالي سباعي المراحل
  • غرف الاحتراق : أنبوبية الشكل ، ذات 8 أنابيب لهب
  • التوربين : توربين ذو تدفق محوري، توربين ذو مرحلة واحدة عالي الضغط، وتوربين ذو ثلاث مراحل منخفض الضغط.
  • نوع الوقود: Mil-J-5624 / JP-4 / JP-5
  • نظام الزيت: نظام الإرجاع 50  رطل لكل بوصة مربعة (340  كيلو باسكال)

أداء

  • أقصى قوة دفع : 17000  رطل (76  كيلو نيوتن) عند الإقلاع (مصنفة وفقًا لمعيار ISA )؛ استعادة جزئية لقوة الدفع عن طريق حقن الماء
  • نسبة الضغط الإجمالية : 16:1
  • نسبة التجاوز : 1.42:1
  • معدل تدفق كتلة الهواء: 500  رطل/ثانية (230  كجم/ثانية)
  • درجة حرارة مدخل التوربين: 1150  كلفن (880  درجة مئوية؛ 1610  درجة فهرنهايت) عند الإقلاع، SLS ، ISA
  • معدل استهلاك الوقود النوعي : 0.78 رطل/(رطل قوة⋅ساعة) (22  غرام/(كيلو نيوتن⋅ثانية)) عند قوة دفع 4000  رطل (18  كيلو نيوتن)، وسرعة ماخ 0.82، وعلى ارتفاع 35000  قدم (11000  متر)، وفقًا للمعايير الدولية القياسية.
  • نسبة الدفع إلى الوزن : 3.9 للمحرك بدون محرك

انظر أيضاً

التطورات ذات الصلة

محركات مماثلة

قوائم ذات صلة

مراجع

  1. ↑ سميث، جورج إي .؛ ميندل، ديفيد أ. (2000)، "ظهور محرك التوربوفان" ، الطيران الجوي في القرن العشرين ، دار نشر كلوير الأكاديمية ، الصفحات 107-155 ، رقم ISBN  9789401143790تمت أرشفة هذا النص من المصدر الأصلي بتاريخ 10 يونيو 2022 ، وتمت معاينته بتاريخ 27 أغسطس 2021.
  2. ↑ استنادًا إلى مقال في مجلة فلايت بتاريخ 19 ديسمبر 1958
  3. ↑ توني بيثر، طائرات بوينغ 707 و720 وسي-135، إير بريتن (مؤرخون)، 1998، رقم ISBN 0-85130-236-X
  4. ↑ غاريت ريم (27 أبريل 2020). "القوات الجوية الأمريكية تصدر مسودة طلب عروض لاستبدال محركات قاذفات بي-52" . فلايت إنترناشونال. مؤرشف من الأصل في 28 أبريل 2020. تم الاطلاع عليه في 28 أبريل 2020 .
  5. ↑ يونغ، سارة (27 سبتمبر 2021). "الولايات المتحدة تختار رولز رويس لمحركات قاذفات بي-52 في صفقة محتملة بقيمة 2.6 مليار دولار" . رويترز. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 27 سبتمبر 2021 .
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 تايلور، جون دبليو آر، زميل الجمعية الملكية التاريخية، عضو الجمعية الملكية للملاحة الجوية (1962). طائرات العالم من جين 1962-1963 . لندن: سامبسون، لو، مارستون وشركاه المحدودة.
  7. ↑ ويلكنسون، بول هـ. (1966). محركات الطائرات في العالم 1966/67 ( الطبعة 21). لندن: دار نشر السير إسحاق بيتمان وأولاده المحدودة. ص 103.  

فهرس

  • تايلور، جون دبليو آر، زميل الجمعية الملكية التاريخية، عضو الجمعية الملكية للملاحة الجوية (1962). طائرات العالم من جين 1962-1963 . لندن: سامبسون، لو، مارستون وشركاه المحدودة.