Rolls-Royce Pegasus - Rolls-Royce Pegasus

Pegasus / F402
Rolls Royce Pegasus.JPG
Rolls-Royce Pegasus sergileniyor Kraliyet Hava Kuvvetleri Müzesi Londra
TürTurbofan
Ulusal kökenBirleşik Krallık
Üretici firmaRolls Royce
İlk çalıştırmaEylül 1959
Başlıca uygulamalarHawker Siddeley Harrier
BAE Deniz Harrier
McDonnell Douglas AV-8B Harrier II
Sayı inşa1.200'ün üzerinde (2008'e kadar)
Dan geliştirildiBristol Siddeley Orpheus

Rolls-Royce Pegasus, eskiden Bristol Siddeley Pegasus, bir turbofan başlangıçta tarafından tasarlanan motor Bristol Siddeley. Tarafından üretildi Rolls-Royce plc. Motor yalnızca bir Jet uçağı ileri, aynı zamanda yönlendirmek için itme aşağı doğru döner nozullar.[1] Bu motorla donatılmış hafif yüklü uçak, bir helikopter. Özellikle dikey kalkış ve inişler yapabilirler.[2] ABD hizmetinde, motor belirlenmiştir F402.

Benzersiz Pegasus motoru, Harrier ailesi çok rollü askeri uçak. Rolls-Royce lisanslı Pratt ve Whitney ABD yapımı sürümler için Pegasus oluşturmak. Ancak Pratt & Whitney hiçbir motoru tamamlamadı ve tüm yeni yapılar İngiltere'nin Bristol kentinde Rolls-Royce tarafından üretiliyordu. Pegasus, aynı zamanda, aralarında Almanların prototipleri olan bir dizi uçak projesi için planlanan motordu. Dornier Do 31 VSTOL askeri nakliye projesi.[3]

Geliştirme

Rolls-Royce Pegasus

Arka fon

Michel Wibault, Fransız uçak tasarımcısı, dikey kalkış uçakları için vektörlü itme kullanma fikrini ortaya attı. Bu itme, dört santrifüj körük şaftından gelirdi. Bristol Orion turboprop, her bir üfleyiciden gelen egzoz, üfleyici ruloları döndürülerek vektörleştirilir.[4] İtişi vektörleme fikri oldukça yeni olmasına rağmen, önerilen motorun çok ağır olduğu düşünülüyordu.[5]

Sonuç olarak, bir mühendis Bristol Motor Şirketi, Gordon Lewis, 1956'da mümkün olan yerlerde mevcut motor bileşenlerini kullanarak alternatif motor konseptlerini incelemeye başladı. Orpheus ve Olympus motor serisi. İş Teknik Direktör tarafından denetlendi Stanley Fahişe. Umut verici görünen bir kavram, başlangıçta Orpheus 3 olarak motor çekirdeği ve ayrı bir koaksiyel şaft üzerinde, bir Olympus 21 LP kompresörünün ilk iki aşaması, motorun ön tarafındaki iki itme vektörleme nozuluna basınçlı hava sağlayan bir fan görevi görüyordu. Tasarım çalışmasının bu noktasında, LP türbininden gelen egzoz, geleneksel bir arka nozul aracılığıyla boşaltılır. Fan ve çekirdek kompresör için ayrı girişler vardı çünkü fan, çekirdek kompresörü aşırı yüklemiyordu.

BE.52 bağımsız bir elektrik santrali olmasına ve Wibault'un konseptinden daha hafif olmasına rağmen, BE.52 hala karmaşık ve ağırdı. Sonuç olarak, BE.53 konseptiyle ilgili çalışmalar Şubat 1957'de başladı. BE.53'te Olympus sahneleri Orpheus etaplarının yakınına yerleştirildi; böylece giriş kanallarını basitleştirir. Olympus aşamaları artık Orpheus çekirdeğini güçlendirerek genel basınç oranını iyileştirdi,[6] artık geleneksel bir turbofan konfigürasyonu olarak kabul edilen şeyi yaratmak.

Bristol, bir yıl boyunca, çeşitli uçak gövdesi üreticilerinden verilerle sağlanan çok az geri bildirim alarak motoru ayrı bir şekilde tasarladı. Ancak, Mayıs 1957'de ekip, Sydney Camm nın-nin Hawker Havacılık Arıyorlardı Hawker Avcısı değiştirme. Uçak tasarımcısı, Ralph Hooper, arkadaki ikisinden sıcak gazlarla birlikte dört itme vektörleme nozülüne (ilk olarak Lewis tarafından önerilmiştir) sahip olmayı önerdi. Daha fazla ortak tartışmalar, motor tasarımının iyileştirilmesine yardımcı oldu.

1957 Savunma Teknik Raporu 'modası geçmiş' ilan edilen insanlı uçaklara değil, füzelere odaklanan, iyi bir haber değildi, çünkü halihazırda mevcut olmayan insanlı savaş uçaklarının geliştirilmesi için gelecekteki herhangi bir hükümet mali desteğini engelliyordu. Bu, motor veya uçak için herhangi bir resmi mali desteği Savunma Bakanlığı.[7] Neyse ki, motor gelişimi finansal olarak% 75 ayarına göre desteklendi. Karşılıklı Silah Geliştirme Programı, Verdon Smith Bristol Siddeley Engines Limited (BSEL), Bristol Engines'in daha sonra Armstrong Siddeley, kalanı ödemeyi çabucak kabul ediyor.[7]

İlk prototip motor (iki BE53 / 2'den biri) 2 Eylül 1959'da çalıştı ve 2 aşamalı bir fana sahipti ve Orpheus 6 çekirdeğini kullandı. Fan sarkık olmasına rağmen, giriş kılavuz kanatları hala dahil edilmiştir. HP makarası, tek aşamalı bir türbin tarafından tahrik edilen 7 aşamalı bir kompresörden oluşuyordu. 2 aşamalı bir LP türbini fanı çalıştırdı. Fan çıkışında plenum yoktu, ancak 4 itme vektörleme nozulu takıldı.

Motorun daha da geliştirilmesi daha sonra uçakla birlikte ilerledi, Hawker S. 1127. Uçak ilk olarak 21 Ekim 1960 tarihinde BE53 / 3 (Pegasus 2) ile uçtu (bağlı havada asılı durdu). Aynı yılın 19 Kasım'ında serbest gezinme sağlandı. Kanattan uçuşa geçiş 1961'de gerçekleşti. P.1127'nin sonraki sürümlerinde Pegasus 3 ve sonunda Pegasus 5 takıldı.

Pegasus 5 ayrıca Kerkenez P.1127'nin dokuzu Üçlü değerlendirme alıştırması için oluşturulmuş bir iyileştirmesi. Kestrel daha sonra Harrier savaş uçağı olarak geliştirildi. Pegasus 5/2 üretildiğinde, hem fan hem de HP kompresörü sıfır aşamalı HP türbinine 2. aşama eklendi.

Test ve üretim

Uçuş testi ve motor geliştirme, hükümetten fon almadı; uçağın finansmanı tamamen Hawker'dan geldi.

İlk motorlar, ağırlık artışı sorunları nedeniyle uçağı yerden kaldırmak için zar zor yeterli itiş gücüne sahipti. Uçuş testleri, ilk serbest havada süzülme 19 Kasım 1960'ta elde edilerek, başlangıçta uçağa bağlıyken gerçekleştirildi. Statik havada süzülmekten geleneksel uçuşa ilk geçiş 8 Eylül 1961'de gerçekleştirildi. Başlangıçta, uçağın seviye arasında geçiş yapmakta zorluk çekeceğinden korkuluyordu. ve dikey uçuş, ancak test sırasında son derece basit olduğu bulundu. Testler, aşırı güç-ağırlık oranı nedeniyle, uçağın kanattan kaldırma kuvveti oluşturacak kadar hızlı ilerlemesini sağlamak için yalnızca birkaç derecelik meme hareketi gerektiğini ve 15 derecelik bir açıda bile uçağın çok iyi hızlandığını gösterdi. Pilot, nozül kontrolünü yavaşça ilerletmek zorunda kaldı. Yataydan dikeye geçiş sırasında pilot, kabaca 200 deniz miline yavaşlar ve nozulları aşağı doğru döndürerek, uçak yavaşlarken ve kanatlar kaldırma üretmeyi durdururken motor itişinin devreye girmesine izin verir.[8]

RAF, VTOL fikrine pek dönüşmedi ve tüm projeyi bir oyuncak ve bir kalabalık memnun. İlk prototip P1127, 1963'te Paris Air Show'da çok ağır bir iniş yaptı.

Daha yüksek itme kuvvetleri üretmek için Pegasus'ta seri üretim ve tasarım ve geliştirme iyileştirmeleri, Rolls-Royce Ltd'nin Şirketi satın aldığı 1966 sonrasında Bristol motorları tarafından sürdürüldü. İlgili bir motor tasarımı olan 39.500 lbf ( yeniden ısıtmak ) Bristol Siddeley BS100 süpersonik bir VTOL savaşçısı için ( Hawker Siddeley S. 1154 1965 yılında uçak projesi iptal edildiği için üretime geçmedi.

Bugüne kadar,[ne zaman? ] 1.347 motor üretildi ve Harriers of the Harrier ile iki milyon çalışma saati kaydedildi. Kraliyet Hava Kuvvetleri (RAF), Kraliyet donanması, ABD Deniz Piyadeleri ve donanmaları Hindistan, İtalya, ispanya ve Tayland.[kaynak belirtilmeli ]

Pegasus'un vektörel olmayan 26.000 lb itme türevi sıvı hidrojen RB.420, tasarlanan ve öngörülen motoru çalıştıracak bir motora yönelik NASA gereksinimine yanıt olarak 1970 yılında tasarlanmış ve sunulmuştur. Uzay mekiği atmosferden dönüş uçuşunda. Olayda NASA, motorsuz bir kayma dönüşü kullanan bir mekik tasarımı seçti.[9]

Tasarım

Islak güvertede USMC Harrier kısa kalkış koşusu.

Pegasus vektör itmeli turbofan, iki LP ve iki HP ile çalışan üç düşük basınçlı (LP) ve sekiz yüksek basınçlı (HP) kompresör kademesine sahip iki şaftlı bir tasarımdır. türbin sırasıyla aşamalar. Alışılmadık bir şekilde, LP ve HP makaraları, aksi takdirde düşük hızda kullanımı engelleyecek jiroskopik etkileri büyük ölçüde azaltmak için zıt yönlerde dönerler. LP ve HP fan kanatları titanyumdur, kısmen süpersonik bölgede çalışan LP fan kanatları ve hava akışı 432 lb / s'dir.[7] Motor basit bir itme vektörü dört döner nozul kullanan sistem, Harrier'e hem kaldırma hem de ileri itme için itme kuvveti vererek, STOVL uçuş.

Yanma sistemi, ASM düşük basınçlı buharlaşan brülörler.[7]

Motorun çalıştırılması, üstüne monte edilmiş paketlenmiş bir kombine gaz türbini marşı /APU.[7]

Nozullar

Nozul yerleri
Uçaktaki dört nozülün yerleri.
Egzoz nozulu

Çelikten yapılmış ön iki nozul, LP kompresöründen, arka nozullardan gelen hava ile beslenir. Nimonic[7] sıcak (650 ° C) jet egzozlu. Hava akışı bölmesi yaklaşık 60/40 ön arkadır.[10] Memelerin birlikte dönmesi çok önemlidir. Bu, bir yük devretme konfigürasyonunda HP (yüksek basınçlı) kompresörden beslenen bir çift hava motoru kullanılarak elde edilir,[açıklama gerekli ] motosiklet zincirlerine bağlı nozul çiftleri. Memeler, 98,5 derecelik bir açısal aralık üzerinde dönmektedir.[7]

Pegasus, aynı zamanda ön yatağın önünde sıfır aşaması olan ilk kompresör fanına sahip ilk turbofan motordu. Bu, radyal payandaları ve temsil ettikleri buzlanma tehlikesini ortadan kaldırdı.

Motorun konumu

Motor, Harrier'in merkezine monte edilmiştir ve sonuç olarak, gövdeyi sehpalara monte ettikten sonra, güç ünitesini değiştirmek için kanadın çıkarılması gerekmiştir. Değişiklik minimum sekiz saat sürdü,[11] Uygun aletler ve kaldırma ekipmanı kullanılmasına rağmen, bu dörtten daha kısa sürede gerçekleştirilebilir.[12]

Su enjeksiyonu

Pegasus motorunun sağladığı maksimum kalkış itme kuvveti, özellikle daha yüksek ortam sıcaklıklarında türbin kanadı sıcaklığı ile sınırlıdır. Bu sıcaklık güvenilir bir şekilde ölçülemediğinden, çalışma sınırları jet borusu sıcaklığı ile belirlenir. Kalkış için motor hızının ve dolayısıyla itme kuvvetinin artırılmasını sağlamak için, kanat sıcaklığını kabul edilebilir bir seviyede tutmak için yanma odasına ve türbine su püskürtülür.

Enjeksiyon sistemi için su, arka (sıcak) egzoz kanalının çatallı bölümü arasında bulunan bir tankta bulunur. Depo, 500 lb'ye (227 kg, 50 İngiliz galonu ) damıtılmış su. Gerekli türbin sıcaklık düşüşü için su akış hızı yaklaşık 35'tir Yaklaşık 90 saniye maksimum süre için gpm (dakikada İngiliz galonu). Taşınan su miktarı, hava taşıtının özel operasyonel rolü için yeterli ve buna uygundur.

Su enjeksiyonlu motor derecelendirmelerinin seçimi (Kaldırma Islak / Kısa Kaldırma Islak), motor devrinde ve jet borusu sıcaklık sınırlarında ilgili kuru (enjeksiyonsuz) derecelendirmelerin (Kaldırma Kuru / Kısa Kaldırma Kuru) ötesinde bir artışa neden olur. Depodaki mevcut su kaynağının tükenmesi üzerine sınırlar 'kuru' seviyelere getirilir. Kokpitteki bir uyarı ışığı pilota su tükenmesi konusunda önceden uyarı sağlar.

Varyantlar

Rolls Royce Bristol Pegasus, motor dikey kalkış Harrier, içinde Bristol Endüstri Müzesi, İngiltere.
Pegasus 1
(BE53-2İki prototip motor, test yatağında yaklaşık 9.000 lbf (40 kN) gelişen gösterici motorlardı. Her iki motor da bir P.1127'ye monte edilmedi.
Pegasus 2
(BE53-3) İlk P.1127s'de kullanılır, 11.500 lbf (51 kN)
Pegasus 3
P.1127 prototiplerinde kullanılır, 13,500 lbf (60 kN)
Pegasus 5
(BS.53-5) İçin kullanılır Hawker Siddeley Kestrel 15.000 lbf'de (67 kN) değerlendirme uçağı
Pegasus 6
(Mk.101) 19,000 lbf (85 kN) değerindeki ilk üretim Harrier'lar için, ilk olarak 1966'da uçtu ve 1969'da hizmete girdi
Pegasus 10
(Mk.102): Daha fazla güce sahip olan ve AV-8A, 20.500 lbf (91 kN) için kullanılan ilk Harrier'leri güncellemek için, 1971'de hizmete giriyor.
Pegasus 11
(Mk.103Pegasus 11, RAF'lar olan ilk nesil Harrier'ları güçlendirdi. Hawker Siddeley Harrier GR.3, USMC AV-8A ve sonrası Kraliyet Donanması Deniz Harrier. Pegasus 11, 21.000 lbf (93 kN) üretti ve 1974'te hizmete girdi.
Pegasus 14
(Mk.104) Deniz Harrier için Pegasus 11'in denizci versiyonu, 11 ile aynı, ancak bazı motor parçaları ve korozyona dayanıklı malzemelerden yapılmış dökümler.
Pegasus 11-21
(Mk.105 / Mk.106) 11-21, ikinci nesil Harriers, USMC için geliştirildi AV-8B Harrier II ve BAE Harrier II'ler. Orijinal model fazladan 450 lbf (2.0 kN) sağladı. RAF Harriers 11-21 Mk.105, AV-8B'ler ise F402-RR-406 ile hizmete girdi. Zaman kısıtlamalarına bağlı olarak ve su enjeksiyonu, deniz seviyesinde 14.450 lbf (64.3 kN) (% 91 RPM'de maksimum sürekli) ve 21.550 lbf (95.9 kN) (% 107 RPM'de 15 sn ıslak) arasında kaldırma mevcuttur (90 ° 'de yayılma kaybı dahil).[13] Mk.106 geliştirme, Deniz Harrier FA2 yükseltir ve 21.750 lbf (96.7 kN) üretir.
Pegasus 11-61
(Mk.107) 11-61 (aka -408), 23.800 lbf (106 kN) sağlayan Pegasus'un en yeni ve en güçlü sürümüdür.[14] Bu, yüksekte yüzde 15'e kadar daha fazla itme gücüne eşittir Ortam sıcaklığı, yükseltilmiş Harrier'lerin bir uçak gemisi Kullanılmayan silahları boşaltmak zorunda kalmadan, azaltılmış bakımla birlikte toplam motor kullanım maliyetini düşürür. Bu en yeni Pegasus, son derece etkili, radar donanımlı AV-8B +. Bu sürüm, gündüz ve gece STOVL operasyonlarının kanıtlanmış avantajlarını gelişmiş bir radar sistem ve görsel-ötesi füzeler. RAF / RN, önce Ortak Yükseltme ve Bakım Programı (JUMP) ve ardından Harrier Platform Kullanılabilirlik Sözleşmesi (HPAC) aracılığıyla GR7 filosunu GR9 standardına yükseltme sürecindeydi. Tüm GR7 uçaklarının Nisan 2010'a kadar yükseltilmesi bekleniyordu.[güncellenmesi gerekiyor ] Bu sürecin bir kısmı, Mk.105 motorlarının Mk.107 standardına yükseltilmesiydi. Bu uçaklar GR7A'lar ve GR9A'lar olarak biliniyordu.

Başvurular

İstenilen başvuru

Ekrandaki motorlar

Pegasus motorları aşağıdaki müzelerde halka açık sergileniyor:

Özellikler (Pegasus 11-61)

Verileri [15]

Genel özellikleri

  • Tür: İkiz-biriktirmek turbofan
  • Uzunluk: 137 inç (3,480 m)
  • Çap: 48 inç (1.219 m)
  • Kuru ağırlık: 3,960 lb (1,796 kg)

Bileşenler

Verim

Ayrıca bakınız

İlgili gelişme

Karşılaştırılabilir motorlar

İlgili listeler

Referanslar

Alıntılar
  1. ^ Christopher, Bolkcom (29 Ağustos 2005). "F-35 Müşterek Taarruz Uçağı (JSF) Programı: Arka Plan, Durum ve Sorunlar". Dijital kütüphane.
  2. ^ "Air Cadet Yayını 33: Uçuş - Cilt 3 Tahrik " 282 Doğu Ham Filosu - Hava Eğitim Kolordusu Arşivlendi 23 Ağustos 2011 Wayback Makinesi. (2000). 14 Ekim 2009'da erişildi.
  3. ^ Uçuş 23 Nisan 1964 s. 668
  4. ^ "Bristol Siddeley'in Hayranları" Uçuş 12 Ağustos 1960 p210-211
  5. ^ Andrew., Dow. Harrier'in kalbi Pegasus: dünyanın ilk operasyonel dikey kalkış ve iniş jet motorunun tarihçesi ve gelişimi. Barnsley, Güney Yorkshire. ISBN  9781783837823. OCLC  881430667.
  6. ^ Uçuş 12 Ağustos 1960
  7. ^ a b c d e f g Gunston, Bill (2006). Dünya Aero Motor Ansiklopedisi (5. baskı). Sutton Publishing. s. 39.
  8. ^ Pegasus, Harrier'ın Kalbi, Andrew Dow s. 153
  9. ^ Dow, Andrew (20 Ağustos 2009). Pegasus, Harrier'ın Kalbi: Dünyanın İlk Operasyonel Dikey Kalkış ve İniş Jet Motorunun Tarihçesi ve Gelişimi. Kalem ve Kılıç. s. 290. ISBN  978-1-84884-042-3.
  10. ^ Uçuş Ağustos 1964 s. 328
  11. ^ Sekiz saatlik motor değişimi
  12. ^ http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1971/1971%20-%201857.html
  13. ^ AV-8B Standart Uçak Özellikleri ABD Deniz Hava Sistemleri Komutanlığı, Ekim 1986. Erişim: 16 Nisan 2010.
  14. ^ Pegasus - Harrier için Güç Arşivlendi 15 Temmuz 2011 Wayback Makinesi RR web sitesi, 2004. Erişim: 17 Nisan 2010.
  15. ^ "Gaz Türbinli Motorlar". Havacılık Haftası ve Uzay Teknolojisi Kaynak Kitabı 2009: 123. 2009.
Kaynakça
  • Pegasus: Harrier'ın Kalbi, Andrew Dow, Pen & Sword, ISBN  978-1-84884-042-3
  • Pek Mühendis Değil, Sir Stanley Hooker, Airlife Publishing, ISBN  0-906393-35-3
  • Santral: Su Enjeksiyon Sistemi, Uçak Mühendisliği ve Havacılık Teknolojisi, Cilt. 42 Sayı: 1, s: 31–32. DOI: 10.1108 / eb034594 (Kalıcı URL). Yayıncı: MCB UP Ltd

Dış bağlantılar

Video klipleri