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Articulo de referencia

Allison T56

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El Allison T56 es un turbohélice militar estadounidense de un solo eje y diseño modular, con un compresor de flujo axial de 14 etapas accionado por una turbina de cuatro etapas. Fue desarrollado originalmente por Allison Engine Company para el avión de transporte Lockheed C-130 Hercules [ 3 ] , entrando en producción en 1954. Es un producto de Rolls-Royce desde 1995, cuando Allison fue adquirida por Rolls-Royce. La versión comercial se denomina 501-D . Se han producido más de 18 000 motores desde 1954, acumulando más de 200 millones de horas de vuelo. [ 4 ]

Diseño y desarrollo

Sección transversal de un motor turbohélice Allison T56-A1, en el Museo Nacional del Aire y el Espacio Smithsoniano.

El turbopropulsor T56, evolucionado a partir de la serie T38 anterior de Allison , [ 3 ] voló por primera vez en la nariz de un avión de prueba B-17 en 1954. [ 3 ] Uno de los primeros motores YT-56 con autorización de vuelo se instaló en una góndola C-130 en el avión de prueba Super Constellation de Lockheed a principios de 1954. [ 5 ] Originalmente instalado en el avión de transporte militar Lockheed C-130 Hercules , el T56 también se instaló en el avión de patrulla marítima (MPA) Lockheed P-3 Orion , el avión de alerta temprana aerotransportada (AEW) Grumman E-2 Hawkeye y el avión de entrega a bordo (COD) de portaaviones Grumman C-2 Greyhound , así como en aviones de pasajeros civiles como el Lockheed Electra y el Convair 580. [ 3 ]

El T56-A-1 entregado a Lockheed en mayo de 1953 producía solo 3000 shp (2237 kW) , en comparación con los 3750 shp (2796 kW) requeridos para el YC-130A. La evolución del T56 se ha logrado mediante aumentos en la relación de presión y la temperatura de la turbina. El T56-A-14 instalado en el P-3 Orion tiene una potencia nominal de 4591 shp (3424 kW) con una relación de presión de 9,25:1, mientras que el T56-A-427 instalado en el E-2 Hawkeye tiene una potencia nominal de 5250 shp (3915 kW) y una relación de presión de 12:1. Además, el T56 produce aproximadamente 750 lbf (3336,17 N) de empuje residual en su escape. [ 6 ]          

A lo largo de los años, se han desarrollado varias versiones de motores, agrupadas por números de serie. La Serie I, una colección de derivados, se lanzó en 1954, con una potencia estática a nivel del mar de 3460 shp de hélice (2580 kW) a una temperatura ambiente de 15 °C (59 °F; 519 °R; 288 K) . Las sucesivas versiones del motor incluyeron la Serie II, introducida en 1958, con una potencia aumentada de 3755 shp de hélice (2800 kW) , y la Serie III, lanzada en 1964, con un nuevo aumento de potencia hasta los 4591 shp de hélice (3424 kW) . Los derivados de las Series II y III se desarrollaron bajo programas de mejora de componentes militares (CIP). [ 7 ] Para 1965, Allison proponía el desarrollo de derivados de la Serie IV, [ 8 ] pero en 1968, el Congreso de los Estados Unidos restringió el trabajo de CIP a mejoras de confiabilidad y mantenibilidad en lugar de mejoras de rendimiento. [ 7 ] Los derivados de la Serie IV finalmente se desarrollaron en la década de 1980 después de ser aprobados para un programa de derivados de modelos de motores de la Fuerza Aérea de los EE. UU . (EMDP) en el presupuesto del año fiscal 1979. Los motores de la Serie IV incluyen el demostrador EMDP T56-A-100 de la Fuerza Aérea, el modelo T56-A-101 para la aeronave C-130 de la Fuerza Aérea, el T56-A-427 para las aeronaves E-2C y C-2A de NAVAIR , el 501-D39 para la aeronave Lockheed L-100 y el turboeje marino 501-K34 para NAVSEA . El T56-A-427 era capaz de generar 5912 shp de hélice (4409 kW) , pero su par motor estaba limitado a 5250 shp de hélice (3910 kW) . [ 9 ]         

El Lockheed Martin C-130J Super Hercules , que realizó su primer vuelo en 1996, tiene el motor T56 reemplazado por el Rolls-Royce AE 2100 , que utiliza FADEC duales (Control Digital de Motor de Autoridad Completa) para controlar los motores y las hélices. [ 10 ] Impulsa hélices de seis palas tipo cimitarra de Dowty Rotol . [ 11 ]

El T56 Serie 3.5, un programa de mejora de motores para reducir el consumo de combustible y disminuir las temperaturas, fue aprobado en 2013 para la aeronave WP-3D "Hurricane Hunter" de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA). [ 12 ] Después de ocho años de desarrollo y esfuerzos de marketing por parte de Rolls-Royce, el T56 Serie 3.5 también fue aprobado en 2015 para la modernización de motores en las aeronaves C-130 heredadas de la Fuerza Aérea de los EE. UU. que estaban en servicio con motores T56 Serie III. [ 13 ] Como parte de la actualización del T56 Serie 3.5, las piezas del motor T56 Serie IV (como los sellos del compresor) y las palas de turbina sin refrigeración del turboeje AE 1107C se modernizarían en las instalaciones de carcasa existentes del T56 Serie III. [ 14 ] Las mejoras de hélice a hélices NP2000 de ocho palas de UTC Aerospace Systems se han aplicado a los aviones E-2 Hawkeye, C-2 Greyhound y C-130 Hercules de modelos más antiguos, [ 15 ] y se adoptarán en el P-3 Orion. [ 16 ]

Se prevé que la producción del motor T56 continúe al menos hasta 2026, y el Comando de Sistemas Aéreos Navales de EE. UU. (NAVAIR) realizó en 2019 un pedido de 24 aviones E-2D Advanced Hawkeye (AHE) adicionales equipados con la variante de motor T56-A-427A. [ 17 ]

Usos experimentales y no relacionados con turbohélices

El motor T56/Modelo 501 se ha utilizado en varios esfuerzos experimentales y como algo distinto a una planta motriz turbohélice. A principios de 1960, se añadieron dos motores de turbina experimentales Allison YT56-A-6 sin hélices junto a los motores de propulsión existentes en pruebas de vuelo de una aeronave Lockheed NC-130B 58-0712. El YT56-A-6 produjo aire presurizado para soplar sobre las superficies de control para demostrar el control de la capa límite (BLC), lo que ayudó a permitir el rendimiento de despegue y aterrizaje cortos (STOL). [ 18 ] : 42–44 En 1963, Lockheed y Allison diseñaron otro demostrador STOL, esta vez para un requisito del Ejército de los EE . UU . La designación interna de Lockheed GL298-7 involucró un C-130E Hercules que fue remotorizado con turbohélices 501-M7B de 4591 shp (3424 kW) . El 501-M7B produjo más potencia que los motores T56-A-7 instalados normalmente, de 3755 shp (2800 kW) , en aproximadamente un 20 % (aunque el 501-M7B se limitó a 4200 shp (3100 kW) para evitar cambios estructurales adicionales), debido a que la introducción de refrigeración por aire en el álabe de la primera etapa de la turbina y en los álabes de la primera y segunda etapa permitió un aumento en la temperatura de entrada de la turbina. [ 19 ]      

En 1963, se introdujo una línea aeroderivada de turbinas de gas industriales basadas en la T56 bajo el nombre 501-K. [ 20 ] La 501-K se ofrece como una versión de un solo eje para aplicaciones de velocidad constante y como una versión de dos ejes para aplicaciones de velocidad variable y alto par. [ 21 ] Las turbinas estándar de la Serie II incluían la 501-K5 alimentada con gas natural y la 501-K14 alimentada con combustible líquido. Las turbinas de la Serie III refrigeradas por aire incluían la 501-K13 alimentada con gas natural y la 501-K15 alimentada con combustible líquido. [ 22 ] Las versiones de turboeje marinadas de la 501-K se utilizaron para generar energía eléctrica a bordo de muchos cruceros y destructores de la Armada de los Estados Unidos, y para la propulsión en 4 destructores de la Armada canadiense.

Durante finales de la década de 1960, la Armada de los Estados Unidos financió el desarrollo del motor T56-A-18, que introdujo una nueva caja de engranajes en comparación con la caja de engranajes anterior del T56-A-7. [ 23 ] La prueba preliminar de calificación de vuelo (PFRT) de 50 horas se completó para el T56-A-18 en 1968. [ 24 ] A principios de la década de 1970, Boeing Vertol seleccionó a Allison (en ese momento conocida como Detroit Diesel Allison Division (DDAD) de General Motors ) para impulsar un banco de pruebas de sistemas dinámicos (DSTR) que apoyaba el desarrollo de su programa de helicóptero de carga pesada (HLH) XCH-62 para el Ejército de los Estados Unidos, utilizando el motor turboeje Allison 501-M62B. [ 25 ] El 501-M62B tenía un compresor de 13 etapas basado en el motor demostrador 501-M24, que era un motor fijo de un solo eje con una relación de presión total aumentada y un compresor de geometría variable, y tenía una cámara de combustión anular basada en el T56-A-18 y otros programas de desarrollo. La turbina se derivó del T56 fijo de un solo eje, que tenía una sección de cuatro etapas en la que las dos primeras etapas proporcionaban suficiente potencia para accionar el compresor, y las otras dos etapas ofrecían suficiente potencia para accionar el eje de la hélice. Para el motor de doble eje 501-M62B, se dividió en una turbina de dos etapas que accionaba el compresor, donde las etapas de la turbina tenían álabes y paletas refrigerados por aire, y una turbina de potencia libre de dos etapas que accionaba la hélice a través de una caja de engranajes. El 501-M62B también incorporó mejoras probadas por el programa demostrador GMA 300 de Allison, que permitía un flujo de aire de 42 lb/s (1100 kg/min) . [ 26 ] Después de que las pruebas DSTR resultaron exitosas, el motor 501-M62B se desarrolló aún más en el motor XT701 -AD-700 para su uso en el HLH. El XT701 de 8079 shp (6025 kW) superó las pruebas requeridas para entrar en las pruebas en tierra y en vuelo del HLH, [ 27 ] pero la financiación del programa HLH se canceló en agosto de 1975, cuando el prototipo de helicóptero de triple turbina y rotor en tándem había alcanzado el 95 % de su finalización. [ 28 ] : 3    

Tras la cancelación del programa HLH, Allison decidió a principios de 1976 aplicar la tecnología del motor XT701 a un nuevo producto de turbina de gas industrial, el 570-K. El motor industrial, que entró en producción a finales de la década de 1970, se redujo su potencia a 7170 shp (5350 kW) y se adaptó para variantes marinas, de compresores de gas y de generación de energía eléctrica. [ 27 ] Los únicos cambios importantes realizados para el 570-K fueron la eliminación del aire de purga del compresor y la sustitución de la carcasa de titanio del compresor del XT701 por una de acero. El 570-K se adaptó entonces al motor de demostración 501-M78B de 6000 shp (4500 kW) , que Lockheed probó en un Grumman Gulfstream II como parte del Programa de Evaluación de Pruebas de Propfan de la NASA a finales de la década de 1980. El 501-M78B tenía el mismo compresor de 13 etapas, cámara de combustión, turbina de gas de 2 etapas y turbina de potencia libre de 2 etapas que se usaban en el XT701 y el 570-K, pero estaba conectado a través de una caja de engranajes con una relación de reducción de 6,797 a un propulsor Hamilton Standard de rotación simple de 9 pies (2,7 m) de diámetro , que contenía álabes de propulsor inclinados hacia atrás 45 grados en las puntas. [ 29 ]      

Variantes

El T56 ha sido objeto de un extenso desarrollo a lo largo de su producción, y el fabricante describe sus numerosas variantes como pertenecientes a cuatro grupos de series principales.

Las primeras variantes civiles (Serie I) fueron diseñadas y producidas por Allison Engine Company como el motor 501-D y equipaban al Lockheed C-130 Hercules . Las variantes posteriores (Series II, III y IV) y el kit de mejora del motor Serie 3.5 proporcionaron un mayor rendimiento gracias a las mejoras en el diseño.

Se produjeron otras variantes del 501-D/T56 como turboejes para helicópteros, incluida una variante denominada T701 que se desarrolló para el proyecto cancelado Boeing Vertol XCH-62 .

Aplicaciones

Especificaciones (Serie T56 IV)

Datos de Rolls-Royce. [ 30 ]

Características generales

Componentes

Actuación

  • Potencia máxima de salida: SLS, 59  °F (15  °C), potencia máxima : 5912  shp (4409  kW) ( par limitado a 5250  shp (3910  kW)); altitud de 25 000 pies (7600 m), Mach 0,5, potencia continua máxima   : 3180  shp (2370  kW) [ 9 ]
  • Temperatura de entrada de la turbina: 860 °C (1580 °F )  
  • Consumo de combustible: 2412  lb/h (1094  kg/h)
  • Consumo específico de combustible : SLS, 59  °F (15  °C), potencia máxima : 0,4690  lb/(hp⋅h) (0,2127  kg/(hp⋅h); 0,2853  kg/kWh); altitud de 25 000 pies (7600 m), Mach 0,5, potencia continua máxima   : 0,4200  lb/(hp⋅h) (0,1905  kg/(hp⋅h); 0,2555  kg/kWh) [ 9 ]
  • Relación potencia-peso : 2,75 shp/lb (4,52 kW/kg )  

Véase también

Desarrollo relacionado

Motores comparables

Listas relacionadas

Referencias

  1. ↑ Proc, Jerry. "CP-140 Aurora" . Comunicaciones y señales de radio: Inteligencia en la Marina Real Canadiense . Consultado el 25 de agosto de 2020 .
  2. ↑ "El turbohélice grande número uno del mundo" . Rolls-Royce plc . Consultado el 25 de agosto de 2020 .
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  4. ↑ "T56: Potencia para los Hercules, Orion, Hawkeye y Greyhound" (PDF) . Rolls-Royce plc . Archivado del original (PDF) el 7 de febrero de 2013. Consultado el 25 de agosto de 2020 .
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