Rolls-Royce Olympus

El Rolls-Royce Olympus (originalmente Bristol BE10 Olympus ) fue el segundo diseño de motor de avión turborreactor de flujo axial de dos carretes del mundo, puesto en funcionamiento por primera vez en mayo de 1950 y precedido solo por el Pratt & Whitney J57 , puesto en funcionamiento por primera vez en enero de 1950. ^{[1] [2]} Es más conocido como el motor del Avro Vulcan y modelos posteriores del Concorde SST .

El diseño data de una propuesta de noviembre de 1946 de Bristol Aeroplane Company para un bombardero a reacción, equipado con cuatro nuevos motores que serían suministrados por Bristol Aero Engines . ^{[3] [4]} Aunque su diseño de bombardero fue finalmente cancelado en favor de los otros bombarderos V , el uso del diseño de motor de doble bobina provocó un interés continuo del Ministerio del Aire y una financiación continua para el desarrollo. El motor funcionó por primera vez en 1950 y rápidamente superó sus objetivos de diseño. ^[5]

Inicialmente utilizado en el Vulcan, las versiones posteriores añadieron recalentamiento para su uso en el supersónico BAC TSR-2 . Bristol Aero Engines se fusionó con Armstrong Siddeley Motors en 1959 para formar Bristol Siddeley Engines Limited (BSEL), que a su vez fue adquirida por Rolls-Royce en 1966. Durante este período, el motor se desarrolló aún más como Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 para el Concorde.

En Estados Unidos, Curtiss-Wright obtuvo bajo licencia versiones del motor como TJ-32 o J67 (designación militar) y TJ-38 "Zephyr", aunque ninguna llegó a utilizarse. El Olympus también se desarrolló con éxito como turbina de gas marina e industrial , que tuvo un gran éxito. A fecha de 2018, el Olympus sigue en servicio como turbina de gas marina e industrial.

Al final de la Segunda Guerra Mundial, el mayor esfuerzo de la Bristol Engine Company fue el desarrollo de los motores radiales de pistón Hercules y Centaurus . A finales de 1946, la compañía sólo tenía 10 horas de experiencia con turborreactores con un pequeño motor experimental llamado Phoebus , que era el generador de gas o núcleo del turbohélice Proteus , que entonces estaba en desarrollo. ^[6] A principios de 1947, la empresa matriz Bristol Aeroplane Company presentó una propuesta para un bombardero de alcance medio con la misma especificación B.35/46 que dio lugar al Avro Vulcan y al Handley Page Victor . El diseño de Bristol era el Tipo 172 y debía ser propulsado por cuatro o seis motores Bristol de 9.000 lbf (40 kN) de empuje ^[7] según la especificación de motores del Ministerio TE.1/46.

El empuje requerido del nuevo motor, entonces designado BE10 (más tarde Olympus), sería inicialmente de 9.000 lbf (40 kN) con potencial de crecimiento a 12.000 lbf (53 kN). La relación de presión sería un inaudito 9:1. ^{[8] Para lograr esto, el diseño inicial utilizó un} compresor axial de baja presión (LP) y un compresor centrífugo de alta presión (HP) , cada uno impulsado por su propia turbina de una sola etapa . Este diseño de dos carretes eliminó la necesidad de características como álabes guía de entrada variables (Avon, J79), rampas de entrada (J65), estatores variables (J79) o purga del compresor (Avon) que se requerían en compresores de un solo carrete con relaciones de presión superiores a aproximadamente 6:1. Sin estas características, un motor no podría arrancar ni funcionar a bajas velocidades sin vibraciones destructivas en las palas. Tampoco podrían acelerar a altas velocidades con tiempos de aceleración rápidos (" carrete ascendente ") sin sobretensiones . ^[9] El diseño se fue modificando progresivamente y el compresor centrífugo de alta presión fue reemplazado por un compresor axial de alta presión. Esto redujo el diámetro del nuevo motor a la especificación de diseño de 40 pulgadas (100 cm). El Bristol Tipo 172 fue cancelado, aunque el desarrollo del Avro Vulcan y otros proyectos continuó. ^[10]

El primer motor, cuya designación de desarrollo fue BOl.1 (Bristol Olympus 1), tenía seis etapas de compresor LP y ocho etapas HP, cada una impulsada por una turbina de una sola etapa. El sistema de combustión era novedoso porque diez tubos de llama conectados estaban alojados dentro de un sistema canular : un híbrido de tubos de llama separados y un verdadero sistema anular . Los tubos de combustión separados habrían excedido el diámetro más allá del límite de diseño, y un verdadero sistema anular se consideró demasiado avanzado. ^[11]

En 1950, el Dr. (más tarde Sir) Stanley Hooker fue nombrado ingeniero jefe de Bristol Aero Engines. ^[11]

El BOl.1 se puso en funcionamiento por primera vez el 16 de mayo de 1950 y estaba diseñado para producir 9.140 lbf (40,7 kN) de empuje y para no sufrir pérdidas de potencia rotatorias destructivas al arrancar hasta alcanzar la velocidad de ralentí y para no sufrir picos de aceleración en aceleraciones rápidas hasta alcanzar el empuje máximo. El motor arrancó sin problemas y Hooker, que supervisaba la primera prueba y demostraba la confianza que tenía en el diseño, pisó a fondo el acelerador para conseguir una aceleración sin picos hasta alcanzar la potencia máxima. ^[12] El medidor de empuje indicaba 10.000 lbf (44 kN). ^[13] El siguiente desarrollo fue el BOl.1/2, que producía 9.500 lbf (42 kN) de empuje en diciembre de 1950. Se construyeron ejemplares del BOl.1/2A similar para el fabricante estadounidense Curtiss-Wright, que había comprado una licencia para desarrollar el motor como TJ-32 o J67 para el proyectado F-102 . El BOl.1/2B, ligeramente revisado, entró en funcionamiento en diciembre de 1951 y producía un empuje de 9.750 lbf (43,4 kN). ^[14]

El motor ya estaba listo para las pruebas en el aire y los primeros motores de vuelo, designados Olympus Mk 99, se instalaron en un Canberra WD952 que voló por primera vez con estos motores reducidos a 8000 lbf (36 kN) de empuje en agosto de 1952. En mayo de 1953, este avión alcanzó una altitud récord mundial de 63 668 pies (19 406 m). ^[15] Equipado con motores Mk 102 más potentes, el Canberra aumentó el récord a 65 876 ​​pies (20 079 m) en agosto de 1955. ^[16] El primer Olympus de producción, el Mk 101, entró en servicio a fines de 1952 con un empuje nominal de 11 000 lb, un peso de 3650 lb y con un TBO de 250 horas. ^[17]

La Olympus fue objeto de un amplio desarrollo a lo largo de su producción y las numerosas variantes pueden describirse como pertenecientes a cuatro grupos principales.

Las variantes iniciales sin recalentamiento fueron diseñadas y producidas por Bristol Aero Engines y Bristol Siddeley y propulsaron el motor subsónico Avro Vulcan . Estos motores fueron desarrollados posteriormente por Rolls-Royce Limited .

La primera variante de recalentamiento, el Bristol Siddeley Olympus Mk 320, propulsó el avión supersónico de ataque BAC TSR-2 cancelado. Para el Concorde , este se desarrolló durante la década de 1960 hasta convertirse en el Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 , y se siguió desarrollando a través de varias versiones posteriores para finalmente proporcionar un servicio aéreo confiable. El Olympus 593 es un excelente ejemplo de "integración de propulsión y fuselaje". Para optimizar el rendimiento del motor cuando se utiliza a velocidades desde el despegue hasta Mach 2 en el Concorde, se desarrolló una admisión variable y una tobera de garganta variable con sistema de inversión de empuje. ^[18] De cara al futuro de los transportes supersónicos, debido a los límites de ruido para los aviones de categoría de transporte supersónico, ^[19] se realizaron estudios sobre supresores de eyectores, lo que llevó a la conclusión de que "una nueva versión de baja relación de derivación del 593 podría ser adecuada para futuras generaciones de aviones de transporte supersónico". ^[20]

La empresa estadounidense Curtiss-Wright probó una versión desarrollada bajo licencia conocida como J67 y un turbohélice denominado TJ-38 Zephyr. Ninguno de los dos diseños llegó a producirse.

Se produjeron otros derivados del Olympus para la propulsión de barcos y la generación de energía en tierra.

• Avro Vulcano
• Bacteriología TSR-2
• Concorde

A lo largo de los años, la Olympus se propuso para muchas otras aplicaciones, entre ellas:

• C104 que dio origen al C105 Avro Arrow : BOl.3" ^[21]
• Avro 718: BOl.3 ^[22] El Tipo 718 era un avión de transporte militar con hasta 110 asientos. ^[23]
• Avro 739 a OR339 (el requisito que culminó en TSR2): BOl.21R ^{[22] [24]}
• Avro 740: 3 Mk 551 ^[22]
• Avro 750: 2 Mk 551 ^[22]
• Avro Vulcan Fase 6 (B3): BOl.23, un desarrollo del Mk 301. ^[24] Se propusieron diferentes configuraciones de motor, BOl.21, BOl.21/2 y BOl.23, con recalentamiento o con un ventilador de popa , para este avión para proporcionar el aumento requerido en el empuje de despegue. ^{[25] [26]}
• Bristol T172: BE10 ^[24]
• Bristol T177 ^[24]
• Bristol T180 ^[24]
• Bristol T198: Mk 591. Primer avión de pasajeros supersónico (132 asientos). El motor era un B.O.1.22R civilizado. ^[24]
• Bristol T201: Mk 551 ^[24]
• Bristol T202 ^[24]
• Bristol T204 a OR339: BOl.22SR (recalentamiento simplificado) ^[24]
• Bristol T205: Marca 551 ^[24]
• Bristol T213 ^[24]
• Bristol T223 : Mk 593. Diseño posterior de avión de pasajeros supersónico (100 asientos). Motor como el Mk 591 con compresor LP de etapa cero y turbina HP refrigerada. ^[24]
• Diseño de Havilland según OR339: BOl.14R, BOl.15R. Desarrollado a partir de BOl.6R. ^[24]
• Handley Page HP98: variante Pathfinder de Victor . ^[24]
• Handley Page Victor B1: Mk 104 ^[24]
• Handley Page Victor Fase 3 ^[24]
• Página Handley HP107 ^[24]
• Página Handley del Pacífico ^[24]
• Hawker P.1121 : BOl.21R ^[24]
• Hawker P.1129 a OR339: BOl.15R ^[24]
• Martin/General Dynamics RB-57F Canberra : Mk 701 desarrollado a partir del Mk 301. ^[24]
• Gloster P492/3: Mk 591 ^[24]
• República XF-103 ^[27]
• Republic F-105 Thunderchief : BOl.21 para posible venta a la RAF. ^[24]
• Saab 36 ^[28]
• Saab 37 Viggen ^[29]
• Vickers VC10 : Desarrollo del Mk 555 con ventilador de popa. ^[24]

• Museo Imperial de la Guerra del Norte, Manchester – Mk 101
• Museo de la RAF en Cosford : Mk 320
• Museo de Aviación de Gatwick Charlwood Surrey: dos Mk 320
• La colección Rolls-Royce Heritage Trust (Derby - Reino Unido) Mk 101 y Mk 593 y una versión Marine.
• Museo de Ciencia e Industria (Manchester) – Mk 202 (el motor se muestra como un Mk 201, pero su placa de ECU revela que es un Mk 202)
• Museo de Aeronaves de South Yorkshire , Doncaster, Inglaterra - Mk.104 prestado por el Rolls-Royce Heritage Trust.

Datos de "El Olimpo Operacional". Vuelo . Archivado desde el original el 29 de julio de 2013.y notas de clase, Escuela de Ingeniería Aeronáutica Vulcan Bristol

• Tipo: turborreactor de flujo axial de dos carretes
• Longitud: 127,1 pulgadas (10,59 pies; 3,23 m)
• Diámetro: 40 pulgadas (3,3 pies; 1,0 m)
• Peso seco: 3615 lb (1640 kg)

• Compresor: axial 6 etapas LP, 8 etapas HP
• Cámaras de combustión : tubos de llama canulares de 10 mm
• Turbina : HP de una etapa, LP de una etapa
• Tipo de combustible: AVTUR o AVTAG

• Empuje máximo : 11.000 lbf (49 kN)
• Consumo específico de combustible : 0,817 lb/(lbf⋅h) (23,1 g/(kN⋅s))
• Relación empuje-peso : 3,04

Desarrollo relacionado

• Bristol Siddeley BS100 (núcleo Olympus)
• Olimpo marino Rolls-Royce
• Rolls-Royce/Snecma Olympus 593

Motores comparables

• Pratt & Whitney J75

Listas relacionadas

• Lista de motores de aeronaves

Notas

Citas

Bibliografía

• Fundación del Patrimonio de Rolls-Royce
• Imagen de soporte de turbina de la central eléctrica Olympus
• enginehistory.org Buena imagen del Mk 301
• Corte transversal del vuelo BOl.1/2A
• Artículo sobre el vuelo de 1961 a "Olympian Heights"
• El poderoso Olimpo: lista de reproducción de YouTube de AgentJayZ