イフチェンコ AI-20

イフチェンコAI-20（ロシア語: Ивченко АИ-20）は、 1950年代にイフチェンコ設計局によって開発されたソ連製のターボプロップエンジンである。アントノフ An-12輸送機とイリューシン Il-18旅客機の両方の動力源として、大量に生産された。

AI-20は、ソ連のザポリージャに 拠点を置くオレクサンドル・ヘオルヒオヴィチ・イフチェンコが率いる設計局が開発した最初のガスタービンエンジンで、それまではイフチェンコAI-14やAI-26星型エンジンなどの小型ピストンエンジンに注力していた。新型大型旅客機イリューシンIl-18とアントノフAn-10の将来の動力源として設計され、4基のターボプロップエンジンを搭載し、クズネツォフNK-4エンジンと競合した。両エンジンは20機のIl-18の試作機でテストされたが、イフチェンコエンジンが量産用に選ばれた^{[ 1 ]。}これは、NK-4エンジンの飛行中の故障による墜落事故と、ウクライナのAn-10のエンジンもウクライナで製造したいという要望が関係している可能性がある^{[ 2 ] 。}

Il-18Bは、4基のイフチェンコAI-20Aシリーズ1ターボプロップエンジンを搭載し、各エンジンは離陸出力2,985kW  （4,000shp）、 巡航高度での持続出力2,090kW（2,800shp）を発揮した。初期のIl-18Aには当初クズネツォフNK-4エンジンが搭載されていたが、すぐにAI-20に換装された。後期のIl-18Bには、出力は同じだが技術的に改良されたAI-20Aシリーズ2エンジンが搭載され、旧型機はシリーズ2エンジンに更新された。AI-20は、直径4.5メートル（14フィート9インチ）の4枚ブレード可変ピッチリバーシブルプロペラを駆動し、プロペラスピナーが目立ち、プロペラピッチは油圧式で操作された。エンジンは主翼の上に搭載され、消火器が内蔵されていた。エンジンは電気モーターで始動され、モーターへの電力は地上カートから供給された。^{[ 3 ]}

AI-20は、10段軸流圧縮機と3段動力タービンを備えた単軸ターボプロップエンジンで、一定速度で運転するように設計されている。^{[ 4 ]}初期生産型エンジンの大きな問題は、AI-20エンジンの信頼性の低さで、オーバーホール間隔（TBO）が600～750時間だったことである。最終的にAI-20Kエンジンが導入され、TBOは2,000時間となった。現代の基準からすると印象的ではないが、大きな改善である。解決されなかった問題の1つは騒音である。ターボプロップエンジンは比較的騒音が大きく、高い騒音レベルは乗客にとって問題だった。前述の通り、このエンジンのオーバーホール寿命は当初、同時代の西側諸国のエンジンと比較して劣っており、1964年には600～750時間と報告されていたが^{[ 5 ]} 、その後、継続的な開発により8,000時間に改善され、AI-20Dシリーズ5Mでは22,000時間の耐用年数となった^{[ 6 ] 。}

AI-20は1958年にソ連のザポリージャ（モーター・シチ）とペルミエンジン工場（UEC-ペルミエンジン）で量産され、中国ではWJ-6としてライセンス生産もされた。AI -20は合計で約14,000機が製造された。^{[ 7 ]}

AI-20Aシリーズ1

IL-18の初期バージョン向け初期生産型で、出力は2,985 kW（4,000 shp）でした。TBOは200～400時間でした。

AI-20Aシリーズ2

出力定格は同じだが技術的に改良された改良型生産機。旧型機はシリーズ2エンジンに更新された。TBOは600～750時間。

AI-20K

この大幅に改良されたバージョンでは、信頼性と耐久性が向上しました。TBO（オーバーホール間隔）は2,000時間に延長されました。これが標準生産バージョンとなりました。

AI-20M

この派生型は、あらゆる点で以前のエンジン派生型よりも大幅に改良されていました。AI-20Mは離陸出力を2,985 kW（4,000 shp）から3,169 kW（4,250 shp）に向上させ、「高温高」条件下での離陸性能を改善し、離陸重量の増加を可能にしました。連続出力定格も向上し（2,700 shp）、巡航効率が向上しました。これらに加えて、AI-20Mは信頼性が高く、軽量で、特にSFCが大幅に改善されていました。^{[ 3 ]}

AI-20D

この派生型では出力が大幅に向上しました。燃費もわずかに改善されました。AI-20DはAI-20Dシリーズ4とも呼ばれます。出力は5,180 shpに向上しました。

AI-20Dシリーズ5

このバリアントは、シリーズ4バリアントのこれまでの成功を基盤としています。性能パラメータのほとんどは変更されていませんが、信頼性と耐久性の面で大きな改善が加えられました。TBO（オーバーホール間隔）と耐用年数は、それぞれ6,000時間と20,000時間に向上しました。

AI-20Dシリーズ5MまたはAI-20DM

これが開発された最終型です。AI-20DMは基本的にAI-20Dシリーズ5と同じで、唯一の違いは出力設定です。AI-20DMは4,750 shp（離陸出力）にデレーテッドされており、エンジンの寿命を延ばし、TBOを長くすることができます。その結果、オーバーホールまでの時間（TBO）は8,000時間に延長され、耐用年数は22,000時間になります。^{[ 8 ]}

データは、 Jane's All The World's Aircraft 1993–94 ^{[ 9 ]} 、Motor Sich ウェブサイト^{[ 8 ]} 、 Aircraft engines of the World 1970 ^{[ 10 ]から引用。}

一般的な特徴

• タイプ：単軸ターボプロップ
• 長さ：3,096  mm (121.9 インチ)
• 直径：450  mm (18 インチ) (吸気ケーシング) ^{[ 10 ]}
• 幅：842  mm (33.1 インチ)
• 高さ：1,180  mm (46 インチ)
• 乾燥重量：1,040  kg (2,290  lb)

コンポーネント

• コンプレッサー：始動および過渡定格用の4つのバイパスバルブを備えた10段軸流コンプレッサー
• 燃焼器：環状型、バーナーコーン10個
• タービン：3段軸流式
• 燃料の種類：航空灯油（JP-4など）
• オイルシステム：加圧式供給、完全循環式

パフォーマンス

• 最大出力：海面高度で12,300rpmでの離陸時、 3,170kW  （4,250shp ）（相当）／（2,900kW （3,900shp ）＋2.35kN （529lbf ））     

• 最大巡航出力：高度8,000m （26,000フィート）で630km /h（390mph 、340ノット）時、2,600kW  （3,500shp  ）（相当）     

• エンジン作動回転数： 12,300rpm
• エンジン地上アイドル回転数： 10,400rpm
• 全体の圧力比：7.6:1（離陸時）～9.2:1（巡航時）
• 空気質量流量：12,300 rpmで20.7  kg/s（46 lb/s） 
• タービン入口温度：TIT最大 1,170  K (900  °C) (海面)、JPT 833  K (560  °C)
• 燃料消費率：

• 離陸時の燃料消費率： 0.322  kg/kWh (0.529  lb/(hp⋅h))
• 巡航時の燃料消費率： 0.264  kg/kWh (0.434  lb/(hp⋅h))

• 出力重量比：3.07  kW/kg (1.87  shp/lb) (離陸出力相当) ^{[ 10 ]}

同等のエンジン

• アリソンT56
• ブリストルプロテウス
• ゼネラル・エレクトリック T64
• プラット・アンド・ホイットニー・カナダ PW100
• ロールス・ロイス・タイン

関連リスト

• 航空機エンジン一覧

• Motorsich は、2014年3月25日にWayback Machineにアーカイブされました。