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| ゼネラルエレクトリック J79 | |
|---|---|
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| アメリカ空軍国立博物館に展示されているJ79 | |
| タイプ | アフターバーニング ターボジェット |
| 国籍 | アメリカ合衆国 |
| メーカー | ゼネラル・エレクトリック航空機エンジン |
| 最初の実行 | 1955年5月20日（初飛行） |
| 主な用途 | コンベア B-58 ハスラー IAI クフィール ロッキード F-104 スターファイター マクドネル・ダグラス F-4 ファントム II ノースアメリカン A-5 ヴィジランテ |
| 建造数 | >17,000 [1] |
| 開発元 | ゼネラルエレクトリック J73 |
| に発展した | ゼネラルエレクトリック CJ805 |
ゼネラル・エレクトリック J79 は、さまざまな戦闘機や爆撃機、超音速巡航ミサイルで使用するために製造された軸流 ターボジェットエンジンです。J79 は、米国のゼネラル・エレクトリック・エアクラフト・エンジンズ社で製造され、世界中の他の数社によってライセンス生産されました。主な用途としては、ロッキード F-104 スターファイター、コンベア B-58 ハスラー、マクドネル・ダグラス F-4 ファントム II、ノースアメリカン A-5 ビジランテ、IAI クフィールなどがあります。
CJ805と名付けられた商用バージョンはコンベア 880に搭載され、後部ターボファン派生型の CJ805-23 はコンベア 990旅客機と、既存のロールスロイス エイボンターボジェットよりもバイパス エンジンの利点を米国市場に示すことを目的とした 1機のシュド アビエーション カラベルに搭載されました。
1959年にJ79のガス発生器は、海軍電力、発電、産業用途の定置型10MW級（13,000 bhp）フリータービンターボシャフトエンジンとして開発され、 LM1500と呼ばれました。[2] [3]その最初の応用は研究用水中翼船 USS プレインビューでした。
発達
可変ステータコンプレッサーの進化
1940 年代後半までに、ジェット エンジンの設計は、コンプレッサーの性能によってそれ以上の進歩が制限されるところまで進歩しました。特に、エンジンの燃料消費量を減らすには、コンプレッサーの圧力比を上げる必要がありました。しかし、当時のコンプレッサーの有効動作範囲は限られており、離陸や巡航時のコンプレッサーの高速回転という設計条件を中心にしていました。高速で高効率になるように設計すると、非常に非効率になり、低速で失速しやすくなります。
1944年、国家航空諮問委員会は、圧力比3.42:1でブレード角度を調整できる8段軸流圧縮機を稼働させ、「調整可能なステータブレードの使用による軸流圧縮機の有効動作範囲の拡大」の理論をテストした。[4]設計速度を大幅に下回る圧縮機速度で、効率の大幅な改善が得られた。[5]
設計条件からの速度の逸脱は、低回転数での最初の段階で最も顕著であり、設計圧力比が増加するにつれてさらに顕著になり、ブレードの失速とコンプレッサのサージングを引き起こします。これは、 1949年に設計圧力比が6.3:1であったロールスロイスエイボン コンプレッサで発生しました。1947年にロールスロイス コンプレッサ設計者のジェフ ワイルドは、「コンプレッサに広い速度範囲で動作できるようにする」ために、「軸流コンプレッサ制御」の特許を申請しました。[6]実験的な12段コンプレッサが構築され、入口ガイドベーンと最初の4列のステータ ブレードが調整可能で、低速で動作しているときに空気の入射角を下げることができました。これは、失速とサージングを克服するのに非常に効果的でした。しかし、より単純な機械設計ソリューション（可変入口ガイドベーンとブリード）が、必要な設計圧力比で機能することがすでに示されていたため、可変ステーターは1980年代までロールスロイスエンジン（IAE V2500）では使用されませんでした。[7]
1950 年までに、ゼネラルエレクトリックは、デュアルローター型と比較した設計研究の結果、可変ステーターを備えた超音速エンジンに焦点を合わせていました。当時の過去の経験と、新しい技術を証明するために必要な開発努力の見積もりに基づくと、可変ステーターは、12:1 という高い圧力比を必要とするコンプレッサーを設計するのに最適な方法であると期待されていました。この圧力比は、将来の超音速航空機に必要な超音速性能、亜音速巡航性能、および軽量化を実現するために必要でした。
1951年、当時エンジン開発試験を担当していたゲルハルト・ノイマン率いるゼネラル・エレクトリックのチームに、可変ステーターを備えた試験用コンプレッサーを製造するための資金が与えられた。さらに、航空機ガスタービン部門のリーダーであるCW「ジム」ラピエールは、マッハ0.9で巡航しながらも良好な燃費を保ちながら、マッハ2.0で長時間稼働できるエンジンの設計研究を行うため、2つのチームを結成した。ノイマンは可変ステーター構成を使用するチームを率い、チャップマン・ウォーカーは2つのスプールを使用する並行した取り組みを率いた。1年間の研究の後、軽量でシンプル、かつ直径が小さいという理由から可変ステーターを備えたエンジンが選ばれた。[8]可変ステーターを備えたデモンストレーターエンジン、J79の前身となるGOL-1590が製造された。新しいエンジンの開発は、GOL-1590デモンストレーターエンジンの稼働によってサポートされました。[9]
一般的な
GE社は、アフターバーニング付きの推力約14,000ポンドの新しいエンジンを空軍から受注し、コンベアB-58ハスラーと呼ばれる新型超音速爆撃機に搭載した。GE社が提案した他の2つのエンジン、既存のJ73の改良型と、J77として知られるはるかに大型の設計は、どちらもキャンセルされた。量産型の最初のプロトタイプであるXJ-79は、1954年6月8日に飛行した。[10]
このエンジンの初飛行は1955年5月20日で、ゼネラル・エレクトリック社のJ47エンジンを搭載したノースアメリカンB-45C トーネード （シリアル48-009 ）に搭載された。飛行中、J79はテストのため爆弾倉から気流中に降ろされた。[11]飛行テストベッドの唯一の推力源となる新しいエンジンに必要な50時間の認定テスト後の初飛行は1955年12月8日で、ゼネラル・エレクトリック社の開発および認定プログラムの一環として、オリジナルのウェスティングハウスJ40エンジンに代わってJ79を搭載したダグラスF4Dスカイレイの2番目の試作機に搭載された。YF-104はJ79を搭載した次の飛行機で、海軍が後援したプログラムでエンジンを換装したグラマンF11Fタイガーがその後に続き、F4H（F-4）の初飛行の前にエンジンの経験を積んだ。
J79 は、F-104 スターファイター、B-58 ハスラー、F-4 ファントム II、A-5 ビジランテ、IAI クフィール航空機、およびSSM-N-9 レグルス II超音速巡航ミサイルに使用されました。30 年以上にわたって生産されました。17,000 機を超える J79 が米国で製造され、ベルギー、カナダ、ドイツ、イスラエル、イタリア、および日本でライセンス生産されました。ジェネラル ダイナミクス F-16 ファイティング ファルコンのJ79 搭載型ダウングレード版が、輸出用の低コスト戦闘機として提案されましたが、試作機が飛行したものの、顧客は見つかりませんでした。
1960年代後半までに、新しい戦闘機の設計では、J79は、F-111やF-14で使用されたプラット・アンド・ホイットニーTF30などのアフターバーナー付きターボファンや、エンジンの中心部の周囲に空気を迂回させることで巡航 時の燃料効率を向上させる、 F-15イーグルで使用されたプラット・アンド・ホイットニーF100などの新世代ターボファンに置き換えられました。
J79の設計に貢献したとして、ゼネラル・エレクトリック・エアクラフト・エンジンズのゲルハルト・ノイマンとニール・バージェスは1958年にコリアー・トロフィーを共同受賞し、クラレンス・ジョンソン（ロッキードF-104）とアメリカ空軍（飛行記録）もこの栄誉を分かち合った。 [12]
デザイン
コンプレッサーブレードとベーンは403ステンレス鋼で作られているが、-3Bと-7Aの派生型では、第7段から第17段にA286ベーンが使われている。コンプレッサーローターはラペロイ、B5F5、チタンで作られている。[13] J79は、特定のスロットル設定で独特のハウリング音を発する。この奇妙な特徴から、NASAが運用するF-104Bスターファイター、N819NAはハウリングハウランドと名付けられた。[14]初期のエンジンは、特に中間スロットル/巡航設定で目立った量の煙も発生し、戦闘機では視覚的に検出されやすいという欠点があった。後のモデルは「無煙」になるように再設計された。
J79 のターボシャフト版は、陸上および海洋用途に使用されるゼネラル・エレクトリック LM1500 です。多くの J79 派生エンジンは、パイプラインへの電力供給などの用途で、遠隔地でのガスタービン発電機として使用されています。
J79 には 2 つの商用派生型があり、CJ805 -3 (アフターバーナーなしのエンジン、逆推力装置と消音装置付き) とCJ805 -23 (フリーホイール式後部ファンと逆推力装置付き) はそれぞれコンベア CV-880 とコンベア CV-990 に搭載されています。
J79エンジンは、エンジンタービンブレードに直接圧縮空気を吹き付けることで始動できる[15]か、補助ギアボックスに取り付けられたタービンスターターを使用して始動できる。このスターターで使用されるガスは、圧縮空気または固体燃料カートリッジから得られるガスである。[16]
バリエーション
- XJ79-GE-1
- プロトタイプ。1954年6月8日に行われた最初の地上静的試験では、アフターバーナーを使用して14,350 lbf（63.83 kN）の推力を生み出した。[17]
- YJ79-GE-1
- 飛行試験用エンジンはYJ79-GE-1と命名された。
- J79-GE-2
- マクドネル F4H-1 ファントム(F-4A) に、アフターバーナー推力 16,100 lbf (71.62 kN) を供給しました。
- J79-GE-2A
- 本質的には-2と同様
- J79-GE-3
- YF-104A、F-104A、グラマンF11F-1Fスーパータイガーに使用
- J79-GE-3A
- YF-104A、F-104A、F-104B。
- J79-GE-3B
- F-104AとF-104B。
- J79-GE-5A
- コンベア B-58 ハスラーアフターバーナー付き 15,600 lbf (69.39 kN)。
- J79-GE-5B
- コンベア B-58 ハスラーアフターバーナー付き 15,600 lbf (69.39 kN)。
- J79-GE-5C
- J79-GE-7
- F-104C、F-104D、F-104F。
- J79-GE-7A
- F-104C、F-104D、F-104F。
- J79-OEL-7
- オレンダ エンジンズ社がカナダエア CF-104 の動力源として製造したライセンス生産 GE-7 。
- J79-GE-8
- ノースアメリカンA-5ヴィジランテとアフターバーナー推力16,950lbf（75.4kN）のF4H-1（F-4B）
- J79-GE-8A
- -8のサブバリアント
- J79-GE-8B
- -8のサブバリアント
- J79-GE-10
- F-4J、アフターバーナー推力17,900 lbf (79.379 kN)。
- J79-GE-11
- J79-GE-11A
- ドイツのF-104GとTF-104G。パキスタンのグリフィンF-104AとF-104B。[18]アフターバーナー付きで15,600 lbf（69 kN）。多くの-11エンジンは、大規模なF-104コンソーシアム生産プログラムの一環としてヨーロッパでライセンス生産され、アルファロメオ、フィアット、ファブリックナショナルがこのプロジェクトの主要サプライヤーでした。
- J79-IHI-11A
- ライセンス生産された GE-11A。石川島播磨重工業株式会社が日本で製造し、同様にライセンス生産された F-104J および F-104DJ スターファイターに搭載されました。
- J79-MTU-J1K
- ドイツのMTU Aero Engines社が製造したGE-11Aのライセンス生産・改良版。
- J79-GE-15
- F-4C、RF-4C、F-4D、アフターバーナー推力17,000 lbf (75.6kN)。
- J79-GE-17
- F-4E、RF-4E、F-4EJ、F-4F、F-4G、アフターバーナー推力17,900 lbf (80 kN)。
- J79-GE-19
- アエリタリア F-104S 。第319戦闘航空団のF-104Aにも改造された。
- J79-GE-J1E
- イスラエルのBeit Shemesh Engines Ltd. (BSEL) [要出典]によりライセンス生産され、IAI Kfir向けにアフターバーナー推力18,750 lbf (83.40 kN) を発揮する。
- J79-GE-119
- F-16/79
アプリケーション
- 航空機
- コンベア B-58 ハスラー
- ジェネラル・ダイナミクス F-16/79
- グラマン F11F-1F スーパータイガー
- IAI クフィル
- ロッキード F-104 スターファイター
- マクドネル・ダグラス F-4 ファントム II
- ノースアメリカン A-5 ヴィジランテ
- ノースロップ X-21
- SSM-N-9/RGM-15 レグルスII
- 地上速度記録車
仕様（J79-GE-17）
データはジェーンズ・オール・ザ・ワールド・エアクラフトより、 [19] J79 - タービンエンジン：詳細[20]
一般的な特徴
- タイプ:アフターバーニングターボジェットエンジン
- 長さ: 208.69 インチ (5.301 m)
- 直径: 39.06 インチ (0.992 m)
- 乾燥重量: 3,835 ポンド (1,740 kg)
コンポーネント
- 圧縮機:シングルスプール 17 段軸流圧縮機、1 列の可変入口ガイドベーン (VIGV) とそれに続く 6 列の可変ステータベーン
- 燃焼器：カニューラ型
- タービン： 3段
- 燃料タイプ: JP-4、JP-5
パフォーマンス
- 最大推力:乾燥時11,870 lbf (52.8 kN)、アフターバーナー装着時17,900 lbf (80 kN)
- 総圧力比: 13.5:1
- 空気質量流量: 170 ポンド/秒 (77 kg/秒)
- タービン入口温度: 1,710 °F (930 °C; 1,210 K)
- 燃料消費率:アフターバーナー付きで1.965 lb/(lbf⋅h) または 55.7 g/(kN⋅s)、軍用推力で0.84 lb/(lbf⋅h) または 24 g/(kN⋅s)
- 推力重量比:乾燥時3.1 / アフターバーナー付4.7
参照
関連開発
同等のエンジン
関連リスト
参考文献
注記
- ^ 「ゼネラル・エレクトリック - 航空史」。2011年8月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年4月7日閲覧。
- ^ Stoeckly, EE (1966 年 4 月 1 日)。「ゼネラル・エレクトリック LM 1500 ガスタービンの船舶用動力装置としての開発」。ガスタービンおよび動力工学ジャーナル。88 (2): 144–152。doi :10.1115/1.3678497。
- ^ 「J79 ターボジェット エンジンが LM1500 として再構成された 1959 年を振り返る」tumblr.com . General Electric . 1959 年。
- ^ 「調整可能なステータブレードの使用による軸流コンプレッサーの有効動作範囲の拡大」1944年12月29日。
- ^ https://archive.org/details/sim_journal-of-the-aerospace-sciences_1947-05_14_5、p.269
- ^ 「US 2,613,029 A - 軸流コンプレッサーの調整 | RPX Insight」。
- ^ ロールスロイス航空エンジン、ビル・ガンストン 1989、ISBN 1 85260 037 3、p.132/219
- ^ 「大きなことを始める」ロバート・V・ガービン、AIAA Inc. 1998、ISBN 1-56347289-9、p.13
- ^ 「70年間の進歩」ゼネラル・エレクトリック、エアロ・パブリッシャーズ社、1979年、ISBN 0-8168-8355-6、p.89
- ^ 「70年間の進歩」ゼネラル・エレクトリック、エアロ・パブリッシャーズ社、1979年、ISBN 0-8168-8355-6、p.89
- ^ ペース 1992年 67ページ。
- ^ コリアー・トロフィー受賞者、1950-1959年 Archived 2008-12-11 at the Wayback Machine、全米航空協会。2008年4月7日閲覧。
- ^ テイラー、ジョン（1975年）。ジェーンズ『世界の航空機1974-1975』747ページ。
- ^ バショウ 1986年、16ページ。
- ^ NATOPS 飛行マニュアル RF-4B 航空機、NAVWEPS 01-245FDC-1、1-64 ページ
- ^ USAF シリーズ F-4E 航空機の飛行マニュアル、TO 1F-4F-1、1-5 ページ
- ^ ペース1992、69ページ。
- ^ Air Commodore Mohammad Ali (2021年2月20日). “Fast & Furious: A Tale of Starfighter – Speedster of PAF”. Second To None PAF . 2022年8月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年10月13日閲覧。
- ^ テイラー、ジョン（1975年）。ジェーンズ『世界の航空機1974-1975』747-748頁。
- ^ AgentJayZ (2010). 「J79 - タービンエンジン：詳細」YouTube . 2020年8月25日閲覧。
文献
- ノイマン、ゲルハルト（1984年6月）。 『ヘルマン・ザ・ジャーマン』ウィリアム・モロー社、269ページ。ISBN 978-0-688-01682-1。
- ペース、スティーブ。ロッキード F-104 スターファイター。ウィスコンシン州オセオラ：モーターブックスインターナショナル、1992年。ISBN 0-87938-608-8。
- Bashow, David L. Starfighter: A Loving Retrospective of the CF-104 Era in Canadian Fighter Aviation, 1961–1986 . オンタリオ州ストーニークリーク: Fortress Publications Inc., 1990. ISBN 0-919195-12-1 .
- ガンストン、ビル。『Fighters of the Fifties 』、ケンブリッジ、イギリス、パトリック・スティーブンス社、1981年。ISBN 0-85059-463-4。
- ウィリアムズ、ニック、スティーブ・ギンター「ダグラス F4D スカイレイ」シミバレー、カリフォルニア州：ギンター、1986年。ISBN 0-942612-13-2。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ゼネラル・エレクトリック J79に関連するメディアがあります。
- ゼネラル・エレクトリック・アビエーション、J79 ページ
- J79 ターボジェットのアニメーション (ドイツ語)