Pratt & Whitney JT3D

El Pratt & Whitney JT3D es un motor turbofán de aviación de los primeros tiempos , derivado del turborreactor Pratt & Whitney JT3C . Se probó por primera vez en 1958 y realizó su primer vuelo en 1959 a bordo de un avión de pruebas B-45 Tornado . Se fabricaron más de 8000 unidades del JT3D entre 1959 y 1985. La mayoría de los motores JT3D que aún están en servicio se utilizan en aeronaves militares, donde se les conoce por su designación militar estadounidense TF33 .

Consciente de la competencia del turbofán Rolls-Royce Conway , Pratt & Whitney decidió desarrollar el turbofán JT3D a partir del turborreactor JT3C para las entregas posteriores del Boeing 707 y el Douglas DC-8, que estaban próximos a entrar en servicio. Un ventilador de dos etapas sustituyó a las tres primeras etapas del compresor de baja presión (LP) de nueve etapas del JT3C. En la turbina LP, se amplió la segunda etapa y se añadió una tercera.

A diferencia de GE con el CJ805-23, Pratt & Whitney no había realizado ninguna investigación sobre ventiladores transónicos antes de diseñar el JT3D, por lo que no pudieron incorporar una unidad de una sola etapa en las especificaciones. ^{[ 1 ]} En cambio, P&W diseñó una unidad de dos etapas basada en algunas investigaciones que habían realizado para apoyar el turborreactor nuclear J91.

En el Boeing 707, la góndola del ventilador del JT3D era relativamente corta, mientras que la instalación del Douglas DC-8 tenía una cubierta de ventilador de longitud completa. Pratt & Whitney proporcionó un kit mediante el cual los JT3C podían convertirse a las especificaciones y el rendimiento del JT3D durante una revisión general. ^{[ 2 ]}

En 1959, los pedidos importantes para el motor fueron los Boeing 707-120B y Boeing 720B, cuando American Airlines encargó un 707 propulsado por turbofanes JT3D y KLM encargó un Douglas DC-8 propulsado por JT3D . Los 707 y DC-8 anteriores habían estado propulsados ​​por los turborreactores JT3C y JT4A , y la mayor eficiencia del turbofán pronto atrajo a las aerolíneas. Un 707-123B y un 720-023B propulsados ​​por JT3D (el sufijo B indicaba que se trataba de una aeronave propulsada por turbofán) entraron en servicio con American Airlines el mismo día, 12 de marzo de 1961.

Los Boeing KC-135 Stratotanker estaban originalmente propulsados ​​por motores turborreactores. Con la desaparición de muchos 707 de aerolíneas, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos aprovechó la oportunidad para comprar los fuselajes excedentes y usar los motores para reacondicionar los KC-135A utilizados por la Guardia Nacional Aérea y los escuadrones de reserva con el motor civil JT3D (designado TF33-PW-102). Se modificaron más de 150 aeronaves y el antiguo KC-135A fue redesignado como KC-135E. ^{[ 3 ]}

Tras una larga trayectoria en aerolíneas y fuerzas aéreas, el número de aeronaves equipadas con motores JT3D está disminuyendo progresivamente. Ciento treinta y cinco KC-135 utilizan el JT3D, mientras que 354 fueron equipados con motores CFM International CFM56 , que ofrecen mayor empuje, menor consumo de combustible y mayor flexibilidad operativa gracias a su menor nivel de ruido. El ruido del JT3D es uno de los motivos por los que la OTAN ha debatido la modernización de su flota de aviones AWACS E-3 Sentry , dado que estas aeronaves están sujetas a restricciones que no afectan a las aeronaves con motores modernos. La flexibilidad operativa aumentaría aún más gracias a la capacidad de los motores de mayor potencia para elevar el techo de vuelo, ampliando el horizonte de vigilancia por radar; por ejemplo, los E-3 de la RAF , Francia y Arabia Saudí vuelan habitualmente a mayor altitud que sus homólogos de la OTAN/USAF.

En 1961, el Boeing B-52H Stratofortress, propulsado por el motor TF33, entró en servicio. El modelo "H" del B-52 fue la única variante de producción del bombardero pesado equipada con motores turbofán, y es el único modelo que permanece en servicio en la Fuerza Aérea de los Estados Unidos. Se espera que siga siendo un pilar de la flota de bombarderos pesados ​​de la Fuerza Aérea al menos hasta 2040, y se están considerando opciones para reemplazar los 8 motores TF33 por equivalentes más modernos. En abril de 2020, la USAF publicó una solicitud de propuestas para 608 motores comerciales de reemplazo, con el plan de adjudicar el contrato en mayo de 2021. ^{[ 4 ]} En septiembre de 2021, la USAF anunció que el TF33 sería reemplazado por el Rolls-Royce F130 . ^{[ 5 ]}

JT3D-1

Versión civil con empuje de 17.000 lbf (75,62 kN) , (inyección de agua opcional) ^{[ 6 ]}  

JT3D-2

(TF33-P-3) 17.000 lbf (75,62 kN) ^{[ 6 ]}  

JT3D-3

18.000 lbf (80,07 kN) , (Inyección de agua opcional) ^{[ 6 ]}  

JT3D-3A

(TF33-P-5) 18.000 lbf (80,07 kN) ^{[ 6 ]}  

JT3D-3B

Versión civil con un empuje de 18.000 lbf (80,07 kN).  

JT3D-5A

(TF33-P-7) 18.000 lbf (80,07 kN) , (Inyección de agua opcional) ^{[ 6 ]}  

JT3D-8A

(TF33-P-7) 18.000 lbf (80,07 kN) , (Inyección de agua opcional) ^{[ 6 ]}  

JT3D-7

Versión civil con un empuje de 19.000 lbf (84,52 kN).  

JT3D-15

Versión civil con un empuje de 22.500 lbf (100,08 kN) para el 707-820 no construido.  

TF33-P-3

17.000 lbf (75,62 kN) de empuje para el Boeing B-52H Stratofortress ^{[ 6 ]}  

TF33-P-5

18.000 lbf (80,07 kN) de empuje para el Boeing KC-135 Stratotanker ^{[ 6 ]}  

TF33-P-7

21.000 lbf (93,41 kN) de empuje para el Lockheed C-141 Starlifter ^{[ 6 ]}  

TF33-P-9

Empuje de 18.000 lbf (80,07 kN) para los Boeing EC-135C y Boeing RC-135C.  

TF33-P-11

Empuje de 16.000 lbf (71,17 kN) para el Martin RB-57F Canberra  

TF33-PW-100A

Empuje de 21.500 lbf (95,64 kN) para el Boeing E-3 Sentry  

TF33-PW-102/A

TF33-PW-103

Civil (JT3D)

• Boeing 707
• Boeing 720
• Douglas DC-8
• Shanghai Y-10

Militar (TF33)

• Boeing B-52H Stratofortress
• Boeing C-18
• Serie Boeing C-135
  • EC-135
  • KC-135D/E Stratotanker (motorizado a partir de aviones de pasajeros retirados)
  • OC-135B Cielos Abiertos
  • RC-135
  • WC-135
• Boeing CC-137
• Boeing E-3 Sentry
• Boeing VC-137B/C Stratoliner
• Northrop Grumman E-8 Joint STARS
• Lockheed C-141 Starlifter
• Martin/General Dynamics RB-57F Canberra

Datos de Motores de aeronaves del mundo 1966/67 ^{[ 7 ]}

Características generales

• Tipo: Turboventilador
• Longitud: 142,3  pulgadas (3610  mm)
• Diámetro: 53  pulgadas (1300  mm)
• Peso en seco: 4605  lb (2089  kg)

Componentes

• Compresor: Flujo axial , ventilador de 2 etapas, compresor de baja presión de 6 etapas y compresor de alta presión de 7 etapas.
• Cámaras de combustión : canulares , 8 tubos de llama
• Turbina : Turbina de alta presión (HP) de flujo axial y de una etapa, y turbina de baja presión (LP) de tres etapas.
• Tipo de combustible: Mil-J-5624 / JP-4 / JP-5
• Sistema de aceite: Sistema de retorno 50  psi (340  kPa)

Actuación

• Empuje máximo : 17 000  lbf (76  kN) al despegue (ajustado a la norma ISA ); restauración parcial del empuje con inyección de agua.
• Relación de presión total : 16:1 en total
• Relación de derivación : 1,42:1
• Caudal másico de aire: 500  lb/s (230  kg/s)
• Temperatura de entrada de la turbina: 1150  K (880  °C; 1610  °F) en el despegue, SLS , ISA
• Consumo específico de combustible : 0,78 lb/(lbf⋅h) (22  g/(kN⋅s)) a 4000  lbf (18  kN) de empuje, M 0,82, 35 000  pies (11 000  m), ISA
• Relación empuje-peso : 3,9 (motor desnudo)

Desarrollo relacionado

• Pratt & Whitney JT3C/J57
• Pratt & Whitney JT4A/J75

Motores comparables

• Kuznetsov NK-8
• Rolls-Royce Conway
• Soloviev D-30

Listas relacionadas

• Lista de motores de aeronaves

• Taylor, John WR FRHistS. ARAeS (1962). Jane's All the World's Aircraft 1962-63 . Londres: Sampson, Low, Marston & Co Ltd.

• Sitio web oficial