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Articulo de referencia

Pratt & Whitney TF30

El Pratt & Whitney TF30 (designación de la compañía JTF10A [ 1 ] ) es un motor turbofán militar de bajo índice de derivación diseñado originalmente por Pratt & Whitney para el c...

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El Pratt & Whitney TF30 (designación de la compañía JTF10A [ 1 ] ) es un motor turbofán militar de bajo índice de derivación diseñado originalmente por Pratt & Whitney para el caza subsónico de defensa naval F6D Missileer , pero este proyecto fue cancelado. Posteriormente se adaptó con un postquemador para diseños supersónicos, y en esta forma fue el primer turbofán con postquemador de producción en serie del mundo, llegando a propulsar el F-111 y el F-14A Tomcat , además de ser utilizado en las primeras versiones del A-7 Corsair II sin postquemador. El primer vuelo del TF30 tuvo lugar en 1964 y la producción continuó hasta 1986.

Diseño y desarrollo

En 1958, la Douglas Aircraft Company propuso un avión de pasajeros a reacción de corto alcance y cuatro motores para cubrir el hueco por debajo de su nuevo DC-8 intercontinental, conocido internamente como el Modelo 2067. Diseñado para ser comercializado como DC-9, no estaba directamente relacionado con el posterior Douglas DC-9 bimotor . [ 1 ] Pratt & Whitney (P&W) había ofrecido su turborreactor JT8A para el avión, pero Douglas prefirió optar por un motor turbofán, que tendría una mayor eficiencia de combustible que un turborreactor. P&W propuso entonces el JT10A, una versión a media escala de su turbofán JT8D de reciente desarrollo . El desarrollo del nuevo diseño comenzó en abril de 1959, [ 1 ] utilizando el núcleo del JT8. [ 2 ] Douglas archivó el diseño del modelo 2067 en 1960, ya que las aerolíneas estadounidenses objetivo preferían el Boeing 727 recién ofrecido . [ 3 ]

En 1960, la Armada de los Estados Unidos seleccionó el JT10A, designado TF30-P-1, para propulsar el propuesto misilero Douglas F6D , pero el proyecto fue cancelado en abril de 1961. [ 4 ] Mientras tanto, General Dynamics había elegido el TF30 para su participante en la competencia TFX para la Fuerza Aérea y la Armada de los Estados Unidos, que fue seleccionado para producción como el F-111 . [ 5 ] La versión del TF30 para el F-111 incluía un postquemador.

Historial operativo

F-111

Un TF30-P-109 de un F-111 de la RAAF en la exhibición aérea de las Fuerzas de Defensa en la base aérea de Amberley, octubre de 2008.

Los F-111A, EF-111A y F-111E utilizaban el turbofán TF30-P-3. [ 6 ] El F-111 tenía problemas de compatibilidad con las tomas de aire, y muchos criticaban la ubicación de las tomas detrás del flujo de aire turbulento del ala. Las variantes más nuevas del F-111 incorporaron diseños de tomas de aire mejorados y la mayoría de las variantes presentaban versiones más potentes del motor TF30. El F-111E se actualizó para utilizar motores TF30-P-103, el F-111D incluía el TF30-P-9/109, el FB-111A utilizaba el TF-30-P-7/107 y el F-111F tenía el TF30-P-100.

Los F-111C de la RAAF fueron modernizados con la versión única P-108, que utilizaba un motor P-109 acoplado a un postquemador P-107. La Unidad de Negocios de Motores del F-111 (posteriormente adquirida por TAE) en la Base Amberley de la RAAF se convirtió en la experta mundial en el TF-30 en los años posteriores a la retirada de la flota de la USAF y logró aumentos extraordinarios en la fiabilidad del TF-30. [ 7 ]

El TF30 demostró ser idóneo para los requisitos de un avión de ataque de alta velocidad y baja altitud con un alcance operativo relativamente largo, y los F-111 en todas sus variantes continuaron utilizando los TF30 hasta su retirada.

A-7

En 1964, el LTV subsónico A-7A Corsair II ganó el concurso VAL de la Armada de los EE. UU. para un avión de ataque ligero que reemplazaría al Douglas A-4 Skyhawk . [ 8 ] El A-7A utilizó una variante sin postcombustión del TF30, que también impulsaría a los mejorados A-7B y A-7C. En 1965, la USAF seleccionó el A-7D como reemplazo de sus cazabombarderos supersónicos de reacción rápida F-100 y F-105 en el rol de apoyo aéreo cercano. Aunque la USAF había querido el TF30, Pratt & Whitney no pudo cumplir con el cronograma de producción, porque sus instalaciones ya estaban comprometidas con la producción de otros motores. En lugar de producir el TF30 bajo licencia para P&W, la Allison Engine Company ofreció a la Fuerza Aérea su turbofán TF41 , una versión fabricada bajo licencia del RB.168-25R Spey . [ 9 ] La USAF seleccionó el TF41 más potente para el A-7D, al igual que la USN, para su A-7E similar. [ 8 ]

F-14

Un TF30-P-412A siendo preparado para su instalación en un F-14A Tomcat a bordo de un portaaviones.

El Grumman F-14 Tomcat con el TF30-P-414A tenía poca potencia, ya que la intención de la Armada era adquirir un caza a reacción con una relación empuje-peso (en configuración limpia) de 1 o mejor (la Fuerza Aérea de EE. UU. tenía los mismos objetivos para el F-15 Eagle y el F-16 Fighting Falcon ). Sin embargo, debido a problemas de fiabilidad con los motores Pratt & Whitney F401 previstos y la intención de incorporar tantos sistemas como fuera posible de la fallida versión naval del F-111, el F-111B , en el proyecto, se decidió que la primera serie de producción de F-14 utilizara el motor del F-111B. La relación empuje-peso del F-14A era similar a la del F-4 Phantom II ; sin embargo, el nuevo diseño del fuselaje y las alas proporcionaba mayor sustentación y un mejor perfil de ascenso que el F-4. Se determinó que el TF30 no se adaptaba bien a las exigencias del combate aéreo y era propenso a sufrir pérdidas de compresor a ángulos de ataque elevados si el piloto movía las palancas de aceleración bruscamente. Debido a la amplia separación entre las góndolas de los motores del Tomcat, las pérdidas de compresor a ángulos de ataque elevados eran especialmente peligrosas, ya que tendían a producir un empuje asimétrico que podía provocar que el Tomcat entrara en barrena vertical o invertida, de la cual la recuperación era muy difícil.

Los problemas del TF30 en los F-14 no se presentaron en la misma medida en los F-111 de la USAF y la RAAF . Si bien el F-111 fue designado técnicamente como "caza", en realidad se utilizó como avión de ataque a tierra y bombardero táctico. Una misión típica de ataque a tierra se caracteriza por cambios menos bruscos en el acelerador, el ángulo de ataque y la altitud que una misión de combate aire-aire. Aunque puede implicar maniobras duras y violentas para evitar misiles y aeronaves enemigas, estas maniobras generalmente no son tan duras ni violentas como las requeridas en el combate aire-aire, y el F-111 es un avión más grande y menos maniobrable. Aunque el F-14A entró en servicio con la Armada propulsado por el Pratt & Whitney TF30, a finales de la década, tras numerosos problemas con el motor original, el Departamento de Defensa comenzó a adquirir motores General Electric F110-GE-400 y los instaló en el F-14A Plus (posteriormente redesignado como F-14B en 1991), que entró en servicio con la flota en 1988. Estos motores resolvieron los problemas de fiabilidad y proporcionaron casi un 30 % más de empuje, logrando una relación empuje-peso en seco de 1:1 con una baja carga de combustible. El posterior F-14D, una combinación de F-14A remanufacturados/actualizados y F-14D de nueva fabricación, también utilizó motores F110-GE-400.

Variantes

Pratt & Whitney/SNECMA TF106
Pratt & Whitney/SNECMA TF306

Fuente: [ 10 ]

Empuje expresado en libras-pie (lbf) y kilonewtons (kN) .

XTF30-P-1
8250 lbf (36,70 kN) [ 11 ]  
YTF30-P-1
TF30-P-1
8500 lbf (37,81 kN) / 18500 lbf (82,29 kN) con postcombustión. [ 12 ]    
TF30-P-1A
Similar al -1 con un filtro-calentador de combustible en lugar de un filtro de combustible, inicialmente impulsó los dos primeros prototipos F-111B. [ 12 ]
TF30-P-2
10.200 lbf (45,37 kN) , destinado a propulsar el misilero F6D.  
TF30-P-3
El F-111A estaba propulsado por un motor de 8500 lbf (37,81 kN) / 18500 lbf (82,29 kN) con postcombustión.    
TF30-P-5
TF30-P-6
11.350 lbf (50,49 kN) , impulsaba el A-7A. [ 13 ]  
TF30-P-6A
TF30-P-6C
TF30-P-6E
TF30-P-7
12.350 lbf (54,94 kN) / 20.350 lbf (90,52 kN) con postcombustión [ 14 ]    
TF30-P-8
12.200 lbf (54,27 kN) , inicialmente impulsaba el A-7B/C. [ 15 ]  
TF30-P-9
12 000 lbf (53,38 kN) / 19 600 lbf (87,19 kN) con postcombustión    
TF30-P-12
10.750 lbf (47,82 kN) / 20.250 lbf (90,08 kN) con postcombustión, impulsaron los dos F-111B de preproducción. [ 16 ]    
TF30-P-12A
Similar al -12 con un filtro de combustible en lugar de un calentador de filtro de combustible y la función de desconexión desactivada, alimentaba el FB-111A de producción temprana. [ 16 ]
TF30-P-14
TF30-P-16
TF30-P-18
YTF30-P-100
TF30-P-100
14.560 lbf (64,77 kN) / 25.100 lbf (111,65 kN) con postcombustión, motor rediseñado, impulsaba el F-111F.    
TF30-P-103
9.800 lbf (43,59 kN) / 18.500 lbf (82,29 kN) con postquemador, redesignado -3 mejorado con componentes -100 bajo el programa Pacer 30 [ 17 ]    
TF30-P-107
10.800 lbf (48,04 kN) / 20.350 lbf (90,52 kN) con postquemador, redesignado -7 mejorado con componentes -100 bajo el programa Pacer 30 [ 17 ]    
TF30-P-108
Híbrido de la sección trasera -107 y la sección delantera -109. [ 18 ]
TF30-P-108RA
Redesignado -108 cuando estaba en servicio en la RAAF, impulsaba el F-111G. [ 18 ]
TF30-P-109
Empuje de 20.840 lbf (92,70 kN) con postcombustión, redesignado -9 mejorado con componentes -100 bajo el programa Pacer 30 [ 18 ]  
TF30-P-109RA
Redesignado -109 cuando estaba en servicio en la RAAF, impulsaba el F-111C. [ 18 ]
TF30-P-408
El motor A-7B/C tenía una fuerza de empuje de 13.390 lbf (59,56 kN) , similar a la del -8.  
TF30-P-412
Similar a -12
TF30-P-412A
10.800 lbf (48,04 kN) / 20.900 lbf (92,97 kN) con postcombustión, similar al -12A, impulsaba los primeros F-14A de producción.    
TF30-P-414A
Similar al -412A, propulsaba el F-14A de producción posterior.
JTF10A
Designación de la empresa para la familia de motores TF30
JTF10A-1
(XTF30-P-1) Diseñado para alimentar el modelo Douglas 2067. [ 11 ]
JTF10A-6
Diseñado para alimentar el modelo Douglas 2086. [ 11 ]
JTF10A-7
(TF30-P-2)
JTF10A-8
(TF30-P-6)
JTF10A-9
(TF30-P-8)
JTF10A-10
JTF10A-15
(TF30-P-18)
JTF10A-16
(TF30-P-408)
JTF10A-20
(TF30-P-1)
JTF10A-21
(TF30-P-3)
JTF10A-27A
(TF30-P-12)
JTF10A-27B
(TF30-P-12A)
JTF10A-27D
(TF30-P-7)
JTF10A-27F
(TF30-P-412)
JTF10A-32C
(TF30-P-100)
JTF10A-36
(TF30-P-9)
Pratt & Whitney/SNECMA TF104
Derivado subsónico TF30 modificado por SNECMA, instalado en Mirage IIIT y Mirage IIIV-01 . [ 19 ]
Pratt & Whitney/SNECMA TF106
Una variante del TF30 para propulsar el caza VTOL Dassault Mirage IIIV . [ 20 ]
Pratt & Whitney/SNECMA TF306C
Un derivado del TF30 probado en el Dassault Mirage F2 . [ 21 ]
Pratt & Whitney/SNECMA TF306E

Aplicaciones

Fuente: [ 10 ]

TF30
TF104/TF106
TF306

Presupuesto

TF30-P-414

Datos de la comparación técnica F-14 TF30-P-414 con F110-GE-400 [ 22 ]

Características generales

  • Tipo: Turboventilador
  • Longitud: 235,5  pulgadas (598,2  cm)
  • Diámetro: 51,4  pulgadas (130,6  cm) máximo
  • Peso en seco: 4251  lb (1928  kg)

Componentes

  • Compresor: 2 etapas axiales de carrete: 3 ventiladores y 6 etapas de baja presión, 7 etapas de alta presión.
  • Cámaras de combustión : can-anulares ("canulares")
  • Turbina : turbina de alta presión de 1 etapa, turbina de baja presión de 3 etapas.

Actuación

TF30-P-100

Datos de Los motores de Pratt & Whitney: Una historia técnica. [ 10 ]

Características generales

  • Tipo: Turboventilador
  • Longitud: 241,7  pulgadas (613,9  cm)
  • Diámetro: máximo 48,9  pulgadas (124,2 cm). 
  • Peso en seco: 1808  kg (3985  lb)

Componentes

  • Compresor: 2 etapas axiales de carrete: 3 ventiladores y 6 etapas de baja presión, 7 etapas de alta presión.
  • Cámaras de combustión : can-anulares ("canulares")
  • Turbina : turbina de alta presión de 1 etapa, turbina de baja presión de 3 etapas.

Actuación

  • Empuje máximo : 14.560  lbf (64,8  kN), 25.100  lbf (111,7  kN) con postcombustión.
  • Caudal másico de aire: 260  lb/s (117,9  kg/s)
  • Relación empuje-peso : 6,0

Véase también

Motores comparables

Listas relacionadas

Referencias

  1. 1 2 3 Connors 2010, pág. 341
  2. ↑ http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1968/1968%20-%200018.html TURBOVENTILADORES: Un estudio de los motores actuales de las aerolíneas
  3. ↑ Donald 1999, pág. 609
  4. ↑ MOTORES AÉREOS 1962
  5. ↑ Connors 2010, pág. 346
  6. ↑ F-111 . Federación de Científicos Americanos .
  7. ↑ Lax, Mark (2010). De la controversia a la vanguardia: Historia del F-111 en servicio australiano (PDF). Canberra, Australia: Air Power Development Centre. ISBN 9781920800543.
  8. 1 2 Connors 2010, pág. 347
  9. ↑ "alfa romeo | fiat | 1975 | 0025 | Flight Archive" . www.flightglobal.com . Archivado del original el 26/10/2012.
  10. 1 2 3 Connors 2010, págs. 344–345
  11. 1 2 3 "Motores aeronáuticos 1962..." (PDF) . Flight Global . Flight International. 28 de junio de 1962 . Consultado el 20 de octubre de 2019 .
  12. 1 2 "Resumen de las características del motor de la aeronave: TF30-P-1, P-1A" (PDF) . NAVAIR. Agosto de 1968. Consultado el 19 de octubre de 2019 .
  13. ↑ "Características estándar de la aeronave: A-7A" (PDF) . NAVAIR. 1 de julio de 1967. Consultado el 19 de octubre de 2019 .
  14. ↑ "Resumen de características: FB-111A" (PDF) . Consultado el 20 de octubre de 2019 .
  15. ↑ "Características estándar de la aeronave: A-7A" (PDF) . NAVAIR. 1 de julio de 1967. Consultado el 19 de octubre de 2019 .
  16. 1 2 "Resumen de las características del motor de la aeronave: TF30-P-12, P-12A" (PDF) . NAVAIR. Agosto de 1968. Consultado el 19 de octubre de 2019 .
  17. 1 2 Lax 2010, pág. 245
  18. 1 2 3 4 Lax 2010, págs. 226-227
  19. ↑ Wilkinson, Paul H. (1964). Motores de aeronaves del mundo 1964/65 (20.ª ed.). Londres: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd. pág. 159.  
  20. ↑ Wilkinson, Paul H. (1964). Motores de aeronaves del mundo 1964/65 (20.ª ed.). Londres: Sir Isaac Pitman & Sons Ltd. pág. 158.  
  21. ↑ Wilkinson, Paul H. (1970). Motores de aeronaves del mundo 1970 (21.ª ed.). Washington DC: Paul H. Wilkinson. pág. 176.  
  22. ↑ "COMPARACIÓN TÉCNICA DE LA ACTUALIZACIÓN DEL MOTOR F-14 TF30-P-414 AL F110-GE-400" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 15 de junio de 2010.
  • Connors, Jack (2010). Los motores de Pratt & Whitney: Una historia técnica . Reston, Virginia: Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica . ISBN 978-1-60086-711-8.
  • Donald, David, ed. (1999). Enciclopedia de aeronaves civiles . San Diego, CA: Thunder Bay Press. ISBN 1-57145-183-8.
  • Lax, Mark (2010). De la controversia a la vanguardia: Historia del F-111 en servicio australiano (PDF) . Canberra, Australia: Air Power Development Centre. ISBN 9781920800543.
  • Página histórica del Pratt & Whitney TF30
  • "La Armada atribuye un fallo al motor en el accidente de una piloto", NY Times, 1 de marzo de 1995.