General Electric TF39

A principios de la década de 1960, General Electric no había tenido mucho éxito en el mercado de motores para carga y pasajeros, siendo su único éxito en el sector civil un pequeño número de motores para el Convair 880 , el CJ805-3 . En ese momento, Pratt & Whitney dominaba el mercado civil, y para contrarrestar esto, se estaba introduciendo el nuevo Rolls-Royce Conway para uso civil, que ofrecía mayor potencia y mejor economía de combustible . Pratt & Whitney respondía con su JT3D , similar al Conway en la mayoría de los aspectos. ^{[ 1 ]}

Estos diseños presentaban una ventaja significativa sobre el CJ805 derivado del J79. Un problema clave para los primeros motores a reacción era la dificultad de mantener la eficiencia del compresor axial a medida que aumentaba su tamaño en respuesta a la demanda de motores más potentes. P&W y RR lo resolvieron utilizando esencialmente dos motores, uno dentro del otro, el interior operando a velocidades de rotación más altas. Estos diseños de doble eje permitían que cada parte del motor operara más cerca de su punto de diseño. GE adoptó un enfoque completamente diferente para resolver este problema: el concepto de estator variable , en el que la geometría de la sección del compresor podía modificarse para adaptarse a los cambios en las condiciones de operación. Esta configuración tenía la desventaja de que la sección exterior de menor velocidad de estos otros motores podía utilizarse para accionar un ventilador, mientras que el eje único de mayor velocidad del J79 dificultaba esta tarea. ^{[ 2 ]}

Cuando Convair volvió a contactar con GE para obtener un motor más potente para su Convair 990 Coronado actualizado , GE respondió con el CJ805. Para mejorar el empuje, se añadió una sección de ventilador en la parte trasera del motor, alimentada por los gases de escape del núcleo -3 original. Era, esencialmente, un segundo motor pasivo atornillado al extremo posterior del núcleo J79 original. Si bien esto resultó en un mayor peso para el mismo tipo de ventilador, GE pudo mejorar los diseños de RR y P&W aprovechando el trabajo reciente de la NASA en diseños de ventiladores transónicos. Aunque efectivo, los retrasos en el programa 990 llevaron a las aerolíneas a optar por el Boeing 707 y el Douglas DC-8 para la mayoría de las ventas, y solo se compraron alrededor de 100 990. La producción del CJ805 finalizó en 1962. ^{[ 1 ]} Se estima que GE perdió 80 millones de dólares en el programa 805. ^{[ 2 ]}

El ventilador para el TF39 tuvo sus orígenes en la tecnología de ventilador de sustentación demostrada por GE en el avión XV-5 Vertifan . ^{[ 3 ]} Este avión tenía dos motores X353-5, cada uno compuesto por un ventilador de sustentación de 62,5 pulgadas de diámetro ^{[ 4 ]} impulsado por un motor J85 . La relación de derivación en operación VTOL era de 12,3. ^{[ 5 ]} Este concepto de ventilador de sustentación impulsado por turbina de punta se giró 90 grados y se desarrolló como un demostrador de "ventilador de crucero" de 80 pulgadas de diámetro, impulsado por un generador de gas J79. ^{[ 3 ]} Para el programa CX-X, GE demostró un motor a media escala, el GE1/6, con 15.830  lb de empuje y un sfc de 0,336. ^{[ 6 ]} Este se desarrolló en el TF39 con un ventilador de 97 pulgadas de diámetro.

En 1963, el desarrollo posterior del J79 condujo a experimentos con un gran ventilador montado en la parte delantera. Tras su exitosa prueba, Gerhard Neumann , jefe de la división de motores, visitó al mayor general Marvin Demler , comandante de la División de Investigación y Tecnología de la USAF, y le mostró un diseño para un motor con un ventilador mucho más grande, que sería el doble de potente que cualquier motor a reacción del mundo. La relación de derivación de 8 a 1 también mejoraría el consumo de combustible en aproximadamente un 25 % con respecto a los diseños existentes. Neumann afirmó que el diseño revolucionaría por completo el transporte aéreo. ^{[ 1 ]}

En aquel momento, la Fuerza Aérea estaba comenzando el desarrollo del concepto CX-X, un avión de gran tamaño que requeriría una potencia enorme. Se presentaron varios diseños y, en 1965, el contrato se adjudicó a la propuesta de Lockheed y GE. Si bien esto representó un gran éxito para GE, Neumann consideró que el desarrollo del TF39, junto con su propuesta ganadora para el transporte supersónico Boeing 2707 , significaba que tenían demasiado trabajo como para presentar un diseño para el Boeing 747. ^{[ 1 ]}

El motor de alto bypass mejoró sustancialmente el empuje y el consumo de combustible en comparación con el CJ805. ^{[ 3 ]} Tenía dos veces y media el empuje, a la vez que mejoraba la eficiencia del combustible en aproximadamente un 25 %. ^{[ 7 ]} El primer motor se sometió a pruebas en 1965. Entre 1968 y 1971, se produjeron y entregaron 463 motores TF39-1 y -1A para propulsar la flota de C-5A.

El núcleo TF39 se utilizó para la serie de motores CF6 y para las turbinas de gas marinas e industriales LM2500 , LM5000 y LM6000 .