設計と開発 J57は、元々はボーイングXB-52向けに開発された プラット・アンド・ホイットニーXT45 （PT4）ターボプロップ エンジンの発展型である。B-52の動力要求が高まるにつれて、設計はターボジェット エンジンJT3へと進化した。[ 3 ]
プラット・アンド・ホイットニーは、推力比燃料消費量 と比推力の 両方を改善するために、J57を比較的高い全体圧力比で設計しましたが、単一の高圧比コンプレッサーを絞ると安定性の問題が発生することが知られていました。スタンレー・フッカー 卿が自伝で説明しているように、[ 4 ]
1940年代後半までに、安定性問題に対する3つの潜在的な解決策が特定された。
部分速度で余分な圧縮空気を中間段ブローオフバルブを通して船外に排出する。 コンプレッサーの最初の数段に可変ジオメトリを組み込むことで、 コンプレッサーを2つのユニットに分割し、一方のユニットがもう一方のユニットを過給する仕組みで、両方のユニットはそれぞれ別のシャフトに取り付けられ、独自のタービンによって駆動される。 GEは自社のJ79 で2番目の方式を採用したが、プラット・アンド・ホイットニーは自社のJ57で2軸構成を採用した。
P&Wは、始動時や加速時を含むあらゆるスロットル設定において適切に対応できる、適度な圧力比（ 4.5:1未満）の軸流圧縮機を開発できれば、そのような圧縮機を2基直列に接続することで、より高い総合圧力比を実現できることに気づいた。
2軸構成では、通常低圧コンプレッサー（LPC）と呼ばれる第1のコンプレッサーは、低圧タービン（LPT）によって駆動され、高圧タービン（HPT）によって駆動される高圧コンプレッサー（HPC）と呼ばれる別のユニットを過給します。始動時には、まず高圧コンプレッサー（HP）のスプールが回転し始め、低圧コンプレッサー（LP）のスプールは静止しています。HPスプールが加速し、燃焼器内の燃料・空気混合気が点火すると、ある時点でタービンガス流に十分なエネルギーが供給され、LPスプールも回転し始めますが、回転速度はより緩やかです。最終的に、全開運転時には、両方のスプールが設計速度で回転します。HPCの出口温度は明らかにLPCよりも高いため、両方のユニットで同様のブレード先端マッハ数を実現するには、HP軸の設計回転速度をLP軸の設計回転速度よりも大幅に高くする必要があります。燃焼器に向かうコンプレッサーの直径を小さくすると、この差はさらに大きくなります。
J57と同じ時期に、英国のブリストル飛行機会社のエンジン部門も、 オリンパス ・ターボジェットエンジンシリーズに2軸配置を採用し、後にアブロ・バルカン 爆撃機、そしてコンコルドの 動力源となった。数か月以内に、P&Wとブリストルは両方とも試作機の最初の走行を行った。どちらも優れた操縦性を示した。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]
現在、民間用および軍用ターボファンエンジンのほとんどは2軸構成だが、ロールス・ロイスのトレント・ターボ ファンシリーズは3軸構成という顕著な例外がある。
ちなみに、現代の民間用ターボファンエンジンのほとんどは、今日採用されている極めて高い全体圧力比（通常50：1）に対応するため、上記の3つのオプションすべてを使用しています。
1950年代、J57は軍用機にも多数採用され、非常に人気のあるエンジンでした。生産数は数千基に達し、非常に信頼性の高いエンジンとなりました。そのため、ボーイングが自社の707ジェット旅客機にJ57の民間型であるJT3Cを採用したのは当然のことでした。ダグラスもDC-8に同様の採用を行いました。後にジェット機の騒音と燃料消費率の低減が求められたため、プラット・アンド・ホイットニーは革新的な改良を施し、JT3CターボジェットをJT3D 二軸ターボファンに改造しました。当初は民間用でしたが、ボーイングB-52H などの軍用機にも採用されました。 1952年の権威あるコリアー・トロフィーは、 ユナイテッド・エアクラフト社 の主任技師であるレナード・S・ホッブス に「プラット・アンド・ホイットニーJ57ターボジェットエンジンの設計と製造」の功績で授与されました。このエンジンは1951年から1965年まで生産され、合計21,170基が製造されました。
1954年以降に出荷された多くのJ57モデルには、乾燥重量で7～15%のチタンが含まれていた。吸気ケースと低圧コンプレッサーケースには市販の純チタンが使用されたが、低圧ローターアセンブリは6Al-4Vチタン合金のブレード、ディスク、ディスクスペーサーで構成されていた。[ 8 ]
チタン合金は、 水素脆化を起こした [ 9 ] ：
1953年5月25日、J57エンジンを搭載したYF-100A が初飛行でマッハ 1を突破した。
J57は、1962年5月にハートフォード電力会社 に初めて設置されたFT3定置型ガスタービンのガス発生器として使用されました。[ 10 ]
バリエーション データ出典: 世界の航空機エンジン 1964/65 [ 11 ] [ 12 ]
推力はフィートポンド（lbf） とキロニュートン（kN） で表されます。
J57-P-1W 水噴射装置 により11,400 lbf (51 kN) stの推力を発揮し、ボーイングB-52Aストラトフォートレスを駆動した。 J57-P-1WA P-1Wとして J57-P-1WB P-1Wとして J57-P-2 YJ57-P-3 8,700 lbf (39 kN) の動力でコンベア YB-60 を駆動 J57-P-4A 16,000 lbf (71.17 kN) の推力でヴォート F8U-1 クルセイダーを駆動したエンジン J57-P-5 J57-P-6 10,500 lbf (46.71 kN) J57-P-6B 10,500 lbf (46.71 kN) J57-P-7 14,800 lbf (65.83 kN) J57-P-8 10,200 lbf (45.37 kN) / アフターバーナー使用時は 16,000 lbf (71.17 kN) の推力で、ダグラス F4D スカイレイ 、ダグラス F5D スカイランサーに搭載された。 J57-P-8A 10,400 lbf (46.26 kN) の推力でダグラス F4D スカイレイを駆動した。 J57-P-8B 16,000 lbf (71.17 kN) の推力でダグラス F4D スカイレイを駆動した。 J57-P-9 J57-P-9W 14,800 lbf (65.83 kN) J57-P-10 10,500 lbf (46.71 kN) の推力でダグラス A-3 スカイウォーリアーを駆動した。 J57-P-11 9,700 lbf (43.15 kN) / 14,800 lbf (65.83 kN) 増強？ J57-P-12 ヴォートXF8U-1クルセイダーの動力源 J57-P-13、J57-F-13 [ a ] 14,880 lbf (66.19 kN) J57-P-14 F5Dスカイランサーの改良版での使用が予定されている[ 13 ] J57-P-15 J57-P-16 16,900 lbf (75.17 kN) の推力でヴォート F8U-2 クルセイダーを駆動したエンジン。 J57-P-19W、J57-F-19W [ a ] 水噴射装置 を備えた12,100 lbf (53.82 kN)の推力は、ボーイングB-52C、B-52E、B-52Fストラトフォートレスの動力源となった。 J57-P-20 18,000 lbf (80.07 kN) [ 14 ] J57-P-20A 18,000 lbf (80.07 kN) の推力を持つこのエンジンは、ヴォート F8U-2NE、F-8E、F-8J、F-8K クルセイダーに搭載された。 J57-P-21、J57-F-21 [ a ] 17,000 lbf (75.62 kN)の推力でノースアメリカン F-100D スーパーセイバーを駆動した。 J57-P-21A ノースアメリカンF-100Dスーパーセイバーの動力源 J57-P-23、J57-F-23 [ a ] 17,000 lbf (75.62 kN) J57-P-25 15,000 lbf (66.72 kN)の推力でコンベア F-102 デルタ ダガーを駆動した。 J57-P-27 J57-P-29W、J57-F-29W [ a ] 水噴射装置 により12,100 lbf (53.82 kN)の推力を発揮し、ボーイングB-52C、B-52E、B-52Fストラトフォートレスに搭載された。J57-P-29WA ボーイングB-52C、B-52E、B-52Fストラトフォートレスに搭載されたエンジン J57-P-31 J57-F-31W [ a ] J57-F-35 [ a ] J57-P-37A ロッキードU-2A に搭載されたJ57-P-39 J57-P-41 J57-F-43 [ a ] J57-P-43W、J57-F-43W [ a ] 13,750 lbf (61.16 kN) J57-P-43WA 13,750 lbf (61.16 kN) J57-P-43WB 13,750 lbf (61.16 kN) [ 14 ] J57-P-53 J57-P-55 11,990 lbf (53.33 kN) / アフターバーナー使用時は 16,900 lbf (75.17 kN) の推力でマクドネル F-101B ブードゥーを駆動した。 J57-P-59W、J57-F-59W [ a ] 13,750 lbf (61.16 kN) の推力でボーイング KC-135 ストラトタンカーを駆動した。 X-176 バレル型（つまり、一定直径のLP/HPコンプレッサーケース）設計のJT3-8プロトタイプのプロジェクト指定は、1949年6月28日に初めて実行されました。[ 15 ] X-184 樽型設計のJT3-10A試作機のプロジェクト指定は1950年2月28日に初稼働した。[ 15 ] JT3-8 ダッシュ 8 は 8:1 の圧力比を表します。オリジナルの樽型プロトタイプの 1 つで、別名 X-176 です。[ 15 ] JT3-10A ダッシュ10は10:1の圧力比を表します。オリジナルの樽型プロトタイプの1つで、X-184とも呼ばれます。[ 15 ] JT3-10B 再設計された、腰が細くなった（つまり、LPケースの直径が小さくなり、HPの直径は一定）JT3のプロトタイプは、1950年1月21日に初めて稼働し、JT3Aと改称された。[ 16 ] JT3A 初期生産型/試作型は、JT3-10B ウエストが細い試作型から再指定されました。[ 16 ] JT3P ボーイング367-80 用の試作エンジン。[ 17 ] JT3C-2 J57-P-43WBの民間派生型、13,750 lbf (61.16 kN) [ 14 ] JT3C-4 JT3C-5 JT3C-6 13,500 lbf (60.05 kN) [ 14 ] JT3C-7 12,000 lbf (53.38 kN) [ 14 ] JT3C-12 13,000 lbf (57.83 kN) [ 14 ] JT3C-26 J57-P-20の民間派生型、18,000 lbf (80.07 kN) [ 14 ] FT3 J57をベースとした産業用ガスタービンで、10,000 kW (13,410.22 hp)の出力を生成できる。 [ 10 ]
プラット・アンド・ホイットニー J57 ターボジェットエンジン データから
一般的な特徴 タイプ：アフターバーナー付きターボジェットエンジン 長さ：244インチ（6197.6mm） 直径：39インチ（990.6mm） 乾燥重量：5,175ポンド（2,347kg） コンポーネント コンプレッサー：全軸式、9段低圧コンプレッサー、7段高圧コンプレッサー 燃焼器 ：管状、8本の火炎管タービン ：全軸式、単段式高圧タービン、2段式低圧タービン
フライト からのデータ [ 23 ]
一般的な特徴 種類：民間用ターボジェットエンジン 長さ：155インチ（3937mm） 直径：39インチ（990.6mm） 乾燥重量：4,200ポンド（1905kg） コンポーネント コンプレッサー：全軸式、9段低圧コンプレッサー、7段高圧コンプレッサー 燃焼器 ：管状、8本の火炎管タービン ：全軸式、単段式高圧タービン、2段式低圧タービン最大推力 ：12,030 lbf (53.5 kN) @ 離陸時、SLS、ISA 全体の圧力比 ：12.5:1空気質量流量：180ポンド/秒（81.65kg/秒） 燃料消費率 ：離陸時、SLS、ISAで0.785 lb/(lbf⋅h) (22.2 g/(kN⋅s))、 最大巡航時（推力3,550ポンド（15.8 kN ）、マッハ0.85、高度35,000 フィート（11,000 m ）、ISAで0.909 lb/(lbf⋅h) (25.7 g/( kN⋅s))推力重量比 ：2.86
参考文献
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