プラット・アンド・ホイットニー JT3D

JT3D/TF33
	オーストラリア空軍ボーイング707に搭載されたJT3D-3B
タイプ	ターボファン
国籍	アメリカ合衆国
メーカー	プラット・アンド・ホイットニー
最初の実行	1958
主な用途	ボーイング 707 ; ボーイング B-52H ストラトフォートレス ; ボーイング KC-135E ストラトタンカー ; ダグラス DC-8 ; ロッキード C-141 スターリフター
建造数	約8,600
開発元	プラット・アンド・ホイットニー J57/JT3C

プラット・アンド・ホイットニー JT3D は、プラット・アンド・ホイットニー JT3Cから派生した初期のターボファン航空機エンジンです。1958 年に初めて稼働し、1959 年にB-45 トルネード試験機に搭載されて初飛行しました。1959 年から 1985 年の間に 8,000 台を超える JT3D が製造されました。現在も使用されている JT3D エンジンのほとんどは軍用機に使用されており、このエンジンは米国軍の指定番号TF33で呼ばれています。

設計と開発

ロールスロイスコンウェイターボファンとの競争を意識して、プラットアンドホイットニーは、当時就航間近だったボーイング 707 とダグラス DC-8 の後継機向けに、JT3Cターボジェットから JT3D ターボファンを開発することを決定しました。9 段 JT3C LP コンプレッサーの最初の 3 段が 2 段ファンに置き換えられました。LP タービンでは、2 段目が拡大され、3 段目が追加されました。

CJ805-23のGEとは異なり、プラット・アンド・ホイットニーはJT3Dを設計する前に遷音速ファンの研究を行っていなかったため、単段ユニットを仕様に組み込むことができませんでした。^[1]代わりに、P&WはJ91原子力ターボジェットをサポートするために行った研究に基づいて2段ユニットを設計しました。

ボーイング707のJT3Dファンナセルは比較的短かったが、ダグラスDC-8の装備には全長のファンカウルが備わっていた。プラット・アンド・ホイットニーは、オーバーホール中にJT3CをJT3D仕様と性能に変更できるキットを提供した。^[2]

1959年、このエンジンの重要な発注はボーイング707-120Bとボーイング720Bで、アメリカン航空はJT3Dターボファンを搭載した707を1機発注し、KLMはJT3D搭載のダグラスDC-8を発注した。それ以前の707とDC-8はJT3CとJT4Aターボジェットを搭載していたが、ターボファンの効率性の向上はすぐに航空会社の注目を集めた。JT3D搭載の707-123Bと720-023B（末尾のBはターボファン搭載機を示す）は、1961年3月12日、アメリカン航空で就航した。

ボーイングKC-135ストラトタンカーは、もともとすべてターボジェットエンジンを搭載していた。多くの航空会社の707が廃止されたため、アメリカ空軍は余剰機体を購入し、そのエンジンを使用して、空軍州兵と予備隊が使用していたKC-135Aに民間のJT3D（TF33-PW-102と命名）を再装備した。150機以上の航空機が改造され、以前のKC-135AはKC-135Eに再命名された。^[3]

航空会社と空軍の両方で長く運用された後、JT3Dエンジンを搭載した航空機の数は着実に減少しています。135機のKC-135がJT3Dを使用し、354機がCFMインターナショナルCFM56エンジンを搭載していました。このエンジンは、より大きな推力、より低い燃料消費、および騒音フットプリントが低いため運用の柔軟性が向上しています。JT3Dの騒音は、NATOがE-3セントリーAWACS艦隊の再装備を議論した理由の1つであり、この航空機は、最新のエンジンを搭載した航空機には適用されない制限の対象となるためです。より高出力のエンジンを使用すると航空機の高度限界が上がり、レーダー監視の範囲が広がるため、運用の柔軟性がさらに高まります。たとえば、RAF、フランス、サウジアラビアのE-3は、NATO/USAFの同等の航空機よりも定期的に高く飛行します。

1961年、TF33を搭載したボーイングB-52Hストラトフォートレスが就役した。B-52の「H」型はターボファンエンジンを搭載した唯一の量産型であり、アメリカ空軍で運用されている唯一のモデルである。少なくとも2040年までは空軍の重爆撃機群の主力であり続けると予想されており、8基のTF33エンジンをより近代的な同等品に交換するオプションが検討されている。2020年4月、米空軍は608基の民生用交換エンジンの提案依頼書を発表し、2021年5月に契約を締結する予定である。^{[4] 2021年9月、米空軍はTF33を}ロールスロイスF130に置き換えると発表した。^[5]

バリエーション

JT3D-1: 17,000 lbf (75.62 kN) 推力民間バージョン、（注水オプション）^[6]
JT3D-2: （TF33-P-3）17,000lbf（75.62kN）^[6]
JT3D-3: 18,000 lbf (80.07 kN)、（注水オプション）^[6]
JT3D-3A: （TF33-P-5）18,000ポンド（80.07kN）^[6]
JT3D-3B: 推力18,000 lbf (80.07 kN) 民間バージョン
JT3D-5A: （TF33-P-7）18,000 lbf（80.07 kN）、（注水オプション）^[6]
JT3D-8A: （TF33-P-7）18,000 lbf（80.07 kN）、（注水オプション）^[6]
JT3D-7: 推力19,000 lbf (84.52 kN) 民間バージョン
JT3D-15: 未完成の707-820用22,500 lbf (100.08 kN)推力民間バージョン
TF33-P-3: ボーイングB-52Hストラトフォートレスの推力17,000lbf（75.62kN）^[6]
TF33-P-5: ボーイングKC-135ストラトタンカーの推力18,000lbf（80.07kN）^[6]
TF33-P-7: ロッキードC-141スターリフターの推力21,000lbf（93.41kN）^[6]
TF33-P-9: ボーイングEC-135CおよびボーイングRC-135Cの推力は18,000 lbf（80.07 kN）
TF33-P-11: マーティンRB-57Fキャンベラの推力16,000lbf（71.17kN）
TF33-PW-100A: ボーイングE-3セントリーの推力21,500 lbf（95.64 kN）

TF33-PW-102/A

TF33-PW-103

アプリケーション

民間（JT3D）

軍事（TF33）

仕様（JT3D-8A / TF33-P-7）

1966/67年の世界航空機エンジンデータ^[7]

一般的な特徴

タイプ: ターボファン
長さ: 142.3インチ (3,610 mm)
直径: 53インチ (1,300 mm)
乾燥重量: 4,605 ポンド (2,089 kg)

コンポーネント

コンプレッサー: 軸流、2段ファン、6段LPコンプレッサー、7段HPコンプレッサー
燃焼器： カニューラ型、8本の炎管
タービン：軸流、単段高圧タービンおよび3段低圧タービン
燃料タイプ: Mil-J-5624 / JP-4 / JP-5
オイルシステム：リターンシステム 50 psi (340 kPa)

パフォーマンス

最大推力： 17,000 lbf（76 kN）離陸（ISAに定評あり）；水噴射による部分的な推力回復
全体圧力比: 16:1全体
バイパス比: 1.42:1
空気質量流量: 500 ポンド/秒 (230 kg/秒)
タービン入口温度:離陸時 1,150 K (880 °C; 1,610 °F)、SLS、ISA
燃料消費率: 0.78 lb/(lbf⋅h) (22 g/(kN⋅s))、推力4,000 lbf (18 kN)、M 0.82、35,000 ft (11,000 m)、ISA
推力重量比: 3.9 エンジン単体

参照

関連開発

同等のエンジン

関連リスト

航空機エンジンの一覧

参考文献

^ スミス、ジョージ E.、ミンデル、デビッド A. (2000)、「ターボファンエンジンの出現」、20 世紀の大気圏飛行、クルーワーアカデミックパブリッシャーズ、pp. 107–155、ISBN 9789401143790、2022年6月10日にオリジナルからアーカイブ、2021年8月27日に取得
^ 1958年12月19日のFlight誌の記事に基づく
^ トニー・ピサー『ボーイング 707 720 と C-135』エア・ブリテン（歴史家）、1998 年、 ISBN 0-85130-236-X
^ Garrett Reim (2020年4月27日). 「米空軍、B-52エンジン交換の提案依頼書草案を発行」 Flight International. 2020年4月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年4月28日閲覧。
^ Young, Sarah (2021年9月27日). 「米国、B-52エンジンにロールスロイスを選択、26億ドルの取引の可能性」ロイター。2021年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年9月27日閲覧。
^ abcdefghi Taylor, John WR FRHistS. ARAeS (1962). Jane's All the World's Aircraft 1962-63 . ロンドン: Sampson, Low, Marston & Co Ltd.
^ ウィルキンソン、ポール H. (1966)。世界の航空機エンジン 1966/67 (第 21 版)。ロンドン: サーアイザックピットマン & サンズ社。p. 103。

文献

テイラー、ジョン・WR・FRHistS. ARAeS (1962)。ジェーンズ・オール・ザ・ワールド・エアクラフト 1962-63。ロンドン：サンプソン、ロー、マーストン＆カンパニー社。

外部リンク

公式サイト

[1] スミス、ジョージ E.、ミンデル、デビッド A. (2000)、「ターボファンエンジンの出現」、20 世紀の大気圏飛行、クルーワーアカデミックパブリッシャーズ、pp. 107–155、ISBN 9789401143790、2022年6月10日にオリジナルからアーカイブ、2021年8月27日に取得

[2] 1958年12月19日のFlight誌の記事に基づく

[Pither-3] トニー・ピサー『ボーイング 707 720 と C-135』エア・ブリテン（歴史家）、1998 年、 ISBN 0-85130-236-X

[fgRFP-4] Garrett Reim (2020年4月27日). 「米空軍、B-52エンジン交換の提案依頼書草案を発行」 Flight International. 2020年4月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年4月28日閲覧。

[5] Young, Sarah (2021年9月27日). 「米国、B-52エンジンにロールスロイスを選択、26億ドルの取引の可能性」ロイター。2021年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年9月27日閲覧。

[JAWA62-63-6] Taylor, John WR FRHistS. ARAeS (1962). Jane's All the World's Aircraft 1962-63 . ロンドン: Sampson, Low, Marston & Co Ltd.

[AEotw6667-7] ウィルキンソン、ポール H. (1966)。世界の航空機エンジン 1966/67 (第 21 版)。ロンドン: サーアイザックピットマン & サンズ社。p. 103。