General Electric J79

A finales de la década de 1940, el diseño de los motores a reacción había avanzado hasta tal punto que el progreso se veía limitado por el rendimiento de su compresor; en particular, era necesario aumentar la relación de presión del compresor para reducir el consumo de combustible del motor. Sin embargo, el rango de funcionamiento útil del compresor era limitado en aquel entonces y se centraba en su condición de diseño: una alta velocidad de compresor para el despegue o el vuelo de crucero. Si bien estaba diseñado para una alta eficiencia a altas velocidades, resultaba muy ineficiente y propenso a la pérdida de sustentación a bajas velocidades.

En 1944, el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica probó una teoría para "Ampliar el rango de operación útil de los compresores de flujo axial mediante el uso de álabes de estator ajustables" al operar un compresor axial de ocho etapas con una relación de presión de 3,42:1 y ángulos de álabes ajustables. ^{[ 4 ]} Se obtuvieron mejoras considerables en la eficiencia a velocidades del compresor notablemente inferiores a la velocidad de diseño. ^{[ 5 ]}

Las desviaciones de velocidad respecto a la condición de diseño son más notables en las primeras etapas a bajas rpm y se hacen más evidentes a medida que aumenta la relación de presión de diseño, lo que provoca la entrada en pérdida de las palas y la sobretensión del compresor, como ocurrió con el compresor Rolls-Royce Avon , con una relación de presión de diseño de 6,3:1 en 1949. En 1947, Geoff Wilde , diseñador de compresores de Rolls-Royce, solicitó una patente de "Regulación de compresor de flujo axial" para "proporcionar un compresor con un amplio rango de velocidad de funcionamiento". ^{[ 6 ]} Se construyó un compresor experimental de 12 etapas con álabes guía de entrada y las primeras cuatro filas de palas del estator ajustables para reducir los ángulos de incidencia del aire mientras funcionaba a baja velocidad. Fue muy eficaz para superar la entrada en pérdida y la sobretensión. Sin embargo, ya se había demostrado que una solución de diseño mecánico más simple (álabes guía de entrada variables y purga) funcionaba con la relación de presión de diseño requerida, por lo que los estatores variables no se utilizaron en un motor Rolls-Royce hasta la década de 1980 ( IAE V2500 ). ^{[ 7 ]}

En 1950, General Electric se centró en los motores supersónicos con estatores variables, resultado de estudios de diseño que los comparaban con los de doble rotor. Basándose en su experiencia previa y en la estimación del esfuerzo de desarrollo necesario para validar las nuevas tecnologías, los estatores variables prometían ser la mejor manera de diseñar el compresor para la elevada relación de presión requerida de 12:1. Esta relación de presión era necesaria para lograr el rendimiento supersónico, el rendimiento de crucero subsónico y el bajo peso necesarios para las futuras aeronaves supersónicas.

En 1951, un equipo de General Electric liderado por Gerhard Neumann , entonces a cargo de las pruebas de desarrollo de motores, recibió financiación para construir un compresor de prueba con estatores variables. Además, el jefe de la División de Turbinas de Gas para Aeronaves, CW 'Jim' LaPierre, formó dos equipos para realizar estudios de diseño de un motor que pudiera funcionar durante períodos prolongados a Mach 2.0 manteniendo un buen consumo de combustible en crucero a Mach 0.9. Neumann lideró un equipo que utilizaba una configuración de estator variable, mientras que Chapman Walker lideró un esfuerzo paralelo con dos carretes. Tras un año de estudio, se eligió el motor con estatores variables por ser más ligero, más sencillo y tener un diámetro menor. ^{[ 8 ]} Se construyó un motor demostrador con estatores variables, el GOL-1590, predecesor del J79. Al mismo tiempo, se diseñó un nuevo motor, el X-24A, para una aeronave supersónica, que fue seleccionado por la Fuerza Aérea. El desarrollo del nuevo motor se apoyó en el funcionamiento del motor demostrador GOL-1590. ^{[ 9 ]}

GE ganó el contrato de la Fuerza Aérea para un nuevo motor con aproximadamente 14 000 libras-fuerza (62 000 N) , con postcombustión, para propulsar un nuevo bombardero supersónico, que se convertiría en el Convair B-58 Hustler . Los otros dos motores ofrecidos por GE, una versión avanzada del J73 existente y un diseño mucho más grande, conocido como J77, fueron cancelados. El primer prototipo de la versión de producción, el XJ-79, realizó su primer vuelo el 8 de junio de 1954. ^{[ 10 ]} 

El primer vuelo del motor fue el 20 de mayo de 1955 con el motor instalado en un North American B-45C Tornado propulsado por General Electric J47 ( número de serie 48-009 ) . En vuelo, el J79 fue bajado desde la bodega de bombas a la corriente de aire para su prueba. ^{[ 11 ]} El primer vuelo después de la prueba de calificación de 50 horas, requerida para un nuevo motor que es la única fuente de empuje para un banco de pruebas volador, fue el 8 de diciembre de 1955, impulsando el segundo Douglas F4D Skyray de preproducción, con el J79 en lugar de su motor Westinghouse J40 original como parte del programa de desarrollo y calificación de General Electric. El YF-104 fue el siguiente avión en volar con el J79 seguido de un Grumman F11F Tiger remotorizado en un programa patrocinado por la Armada para obtener experiencia con el motor antes del primer vuelo del F4H (F-4).

El motor J79 se utilizó en los aviones F-104 Starfighter, B-58 Hustler, F-4 Phantom II, A-5 Vigilante, IAI Kfir y en el misil de crucero supersónico SSM-N-9 Regulus II . Su producción se extendió durante más de 30 años. Se fabricaron más de 17 000 unidades del J79 en Estados Unidos y, bajo licencia, en Bélgica, Canadá, Alemania, Israel, Italia y Japón. Se propuso una versión simplificada del General Dynamics F-16 Fighting Falcon con un motor J79 como caza de bajo coste para la exportación, pero, aunque se realizó un vuelo prototipo, no encontró compradores.

A finales de la década de 1960, el motor J79 fue reemplazado en los nuevos diseños de cazas por turbofanes con postcombustión como el Pratt & Whitney TF30 utilizado en el F-111 y el F-14 , y por turbofanes de nueva generación como el Pratt & Whitney F100 utilizado en el F-15 Eagle , que ofrecen una mayor eficiencia en el consumo de combustible en vuelo de crucero al desviar el aire alrededor del núcleo del motor.

Por su participación en el diseño del J79, Gerhard Neumann y Neil Burgess de General Electric Aircraft Engines recibieron conjuntamente el Trofeo Collier en 1958, compartiendo también el honor con Clarence Johnson (Lockheed F-104) y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (Registros de Vuelo). ^{[ 12 ]}