Allison T40 - Allison T40

T40
Allison T40 turboelica al Museo USAF.jpg
T40-A-10 presso il Museo Nazionale dell'Aeronautica Militare degli Stati Uniti
genere Turboprop
origine nazionale stati Uniti
Produttore Allison Engine Company
Applicazioni principali A2D Skyshark
Convair R3Y Tradewind
Convair XFY Pogo
Sviluppato da Allison T38

L' Allison T40 , denominazione aziendale Allison Model 500 , era un primo motore turboelica americano composto da due sezioni di potenza Allison T38 che azionavano un'elica controrotante tramite un comune cambio.

Design e sviluppo

Il concetto T40 è nato ad Allison nel 1944, dove sono stati condotti studi di progettazione su un motore turboelica da 4.000 cavalli vapore (2.983 kW). Approfittando di questo sforzo, la Marina degli Stati Uniti ha assegnato ad Allison un contratto per la progettazione e lo sviluppo di un motore turboelica da 4.100 shp (3.057 kW). Il T40 risultante combinava due sezioni di potenza Allison T38-A-1 fianco a fianco con un comune riduttore che alimentava eliche controrotanti . Simile nel layout all'Armstrong Siddeley Double Mamba , il T40 differiva in quanto ogni motore spingeva sia le eliche anteriori che quelle posteriori, a differenza del Double Mamba, dove ogni sezione di potenza Mamba guidava separatamente l'elica anteriore o quella posteriore.

Le sezioni di potenza T38-A-1 contenevano ciascuna compressori a 17 stadi con un rapporto di pressione di 6,3: 1, otto camere di combustione e turbine a quattro stadi. Un riduttore combinato è stato azionato tramite alberi di prolunga dalle sezioni di potenza. Ciascun albero di trasmissione incorporava una frizione per consentire il funzionamento indipendente delle sezioni di potenza.

Motori T40 sul prototipo XP5Y-1 nel 1950

Gli accessori includevano un'unità di controllo principale, montata sopra i compressori, e un motorino di avviamento ad aria sul cambio. Il riduttore composto aveva un rapporto di riduzione complessivo di 15,75: 1 e incorporava un freno ad elica per impedire il mulino a vento quando il motore era spento. L'antigelo per le prese d'aria è stato fornito dall'aria di spurgo del compressore. L'elica controrotante consisteva in due eliche Aeroproducts a tre pale da 4,3 m (14 piedi) montate su alberi concentrici.

Il test dell'XT40 iniziò il 4 giugno 1948. C'era un problema di vibrazione nel riduttore dovuto alla coincidenza delle frequenze di ingranamento dei denti che richiedeva una riprogettazione. Il sistema di disaccoppiamento, progettato per scollegare una sezione di potenza in caso di guasto, ha funzionato con successo. Durante un funzionamento in una cella di prova una sezione di potenza ha sviluppato una grave perdita di olio e un tentativo di spegnerla è fallito perché il motore ha continuato a funzionare con l'olio che perdeva. Dopo molti tentativi di spegnerlo, la sezione di potenza incriminata poteva essere arrestata solo distruggendo il compressore con detriti gettati nell'aspirazione, dimostrando il sistema di disaccoppiamento.

Il 18 aprile 1950 il primo test di volo del T40 fu con l' idrovolante Convair XP5Y equipaggiato con quattro T40-A-4 da 5.250 cavalli (3.915 kW). L'uso di servizio del T40 ha rivelato problemi con l'integrità delle eliche e dei cambi con almeno un caso ciascuno di un'elica che si libera e una separazione del cambio. Un problema insolito è stato scoperto durante la marcia a terra del caccia turboelica Republic XF-84H Thunderscreech ; la speciale elica singola transonica a 3 pale ha impostato armoniche che si sono rivelate dannose per l'uomo entro una certa distanza dall'aereo.

I principali problemi del T40 includevano guasti al cambio e il sistema di controllo dell'elica che utilizzava 25 tubi a vuoto ed era tutt'altro che affidabile. Poiché le singole centrali elettriche erano innestate nel cambio, nella maggior parte dei casi era previsto che l'aereo potesse navigare su una metà del motore e innestare la seconda sezione di potenza solo quando ce n'era bisogno. In pratica il sistema non funzionava bene. Il mancato riconoscimento che uno dei T38 si era guastato e il suo compressore stava divorando la potenza prodotta dall'altra sezione, portò alla perdita del primo prototipo Douglas XA2D-1 e del suo pilota il 14 dicembre 1950.

Storia operativa

Il primo aereo a volare con il T40 è stato il prototipo di velivolo da pattuglia Convair XP5Y-1 . Man mano che gli aerei da pattugliamento con idrovolanti divennero ridondanti, la Marina degli Stati Uniti cambiò il ruolo dell'aereo da guerra anti-sottomarino a trasporto. Le modifiche all'XP5Y-1 (come la fornitura di aria condizionata e pressurizzazione) produssero il Convair R3Y Tradewind , che sarebbe diventato l'unico velivolo a utilizzare il T40 per entrare effettivamente in servizio. Questi grandi idrovolanti quadrimotori servirono principalmente tra NAS Alameda e le Hawaii durante la metà degli anni '50 (in sostituzione degli idrovolanti Martin Mars ). Ci sono stati numerosi problemi con i T40. Uno ha provocato quasi un disastro nel 1956, quando un R3Y è riuscito ad atterrare con un motore in fuga, provocando una collisione con una diga. Questo evento ha dato alla Marina degli Stati Uniti un motivo in più per mettere a terra l'R3Y, cosa che ha fatto subito dopo.

L'unico altro velivolo prodotto in qualsiasi quantità per essere alimentato dal T40 era il Douglas A2D-1 Skyshark . Dei sedici esemplari costruiti, i dodici utilizzati per la valutazione hanno sofferto di problemi simili alla R3Y. Problemi di controllo dell'elica e guasti al cambio erano tra i problemi più comuni.

Il T40 era montato anche sull'A2J-1 Super Savage nordamericano ma le scarse prestazioni del velivolo e le continue difficoltà con i motori costrinsero la cancellazione a favore del Douglas A3D Skywarrior .

I successi più notevoli del T40 sono stati nel campo dei velivoli a decollo verticale, utilizzati per alimentare tre diversi tipi, il Convair XFY-1 Pogo , Lockheed XFV-1 e il velivolo di ricerca ad ala inclinabile Hiller X-18 . Equipaggiato con il più potente YT40-A-6 da 7.100 cavalli, l'XFY-1 ha effettuato il primo volo completo dal decollo verticale al volo orizzontale e di nuovo al volo verticale per l'atterraggio, di un velivolo ad ala fissa, nel novembre 1954. Continuano le preoccupazioni. eliche e lo scarso carico utile e le prestazioni precluse ulteriori sviluppi.

Alcuni voli sono stati effettuati con l'Hiller X-18, ma la maggior parte delle ricerche è stata effettuata con l'aereo fissato saldamente a una piattaforma di misurazione della forza, che poteva essere sollevata idraulicamente, per raccogliere dati sugli effetti del cuscino del suolo.

Il volo limitato è stato effettuato dai due caccia turboelica Republic XF-84H Thunderscreech , ma le continue difficoltà con il motore T40, elica supersonica, per non parlare delle prestazioni completamente oscurate dai rivali contemporanei hanno portato alla cancellazione dei piani di produzione.

Applicazioni

Un T40 di un Convair XP5Y-1 .
Secondo Douglas A2D in preparazione per il suo primo volo nell'aprile 1952.

Dati da:

Varianti

Modello 500
Designazione della società per il T40
Modello 501
Designazione azienda per il T38 (mezzo T40, per lo sviluppo del T40)
Modello 501-D
Designazione della società per il T56
Modello 503
Designazione della società per il T44
XT40-A-1
XT40-A-2
T40-A-4
XT40-A-5
XT40-A-6
XT40-A-10
YT40-A-14
T40-A-20
T40-A-22
T44
(Modello 503), con tre sezioni di potenza; nessuno è stato costruito e il progetto è stato annullato.
T54-A-2
T40 riprogettato che fornisce 7.500 shp (5.600 kW) equivalenti. Dopo il successo iniziale limitato del T40, la US Navy sponsorizzò lo sviluppo di un nuovo turboelica circa il 28% più grande del T40, ma questo lavoro fu presto superato dall'Allison T56 / Allison 501-D e lo sviluppo fu annullato.
T56
(Modello 501-D) Sviluppo di successo del T40 / T38 con una singola sezione di potenza.

Specifiche (T40-A-6)

Dati dai motori degli aerei del mondo 1953 Turbojet Storia e sviluppo 1930–1960 vol.2

Caratteristiche generali

  • Tipo: turboelica
  • Lunghezza: 167 in (4.200 mm) con cambio; 84 in (2.100 mm) (sezione di potenza)
  • Diametro: 23,5 pollici (600 mm) (cambio)
  • Larghezza: 39 in (990 mm) (sezione di potenza)
  • Altezza: 25 pollici (640 mm) (sezione di potenza)
  • Peso a secco: 2.500 lb (1.100 kg) (sezione di potenza)

Componenti

  • Compressore: flusso assiale a 17 stadi (2 di)
  • Combustori : 8 tipi di lattine per sezione di potenza
  • Turbina : flusso assiale a 4 stadi (2 di)
  • Tipo di carburante: 100/130 carburante per jet a base di benzina o cherosene
  • Sistema di lubrificazione: carter secco, getto a pressione da 65 psi (450 kPa), lavato

Prestazione

  • Potenza massima: 5.100 shp (3.800 kW) + 830 lbf (3.7 kN) per decollo a 14.300 giri / min a livello del mare; 5.500 shp (4.100 kW) equivalenti
  • Rapporto di pressione totale : 6,3: 1
  • Consumo specifico di carburante : 0,63 lb / shp / h (0,38 kg / kW / h) (equivalente shp)
  • Rapporto peso / potenza : 2,222 shp / lb (3,653 kW / kg) </ li.
  • Cambio: Combinazione del cambio per azionare eliche controrotanti a 0,0635: 1 (908 giri / min per il decollo)

Guarda anche

Sviluppo correlato

Motori comparabili

Elenchi correlati

Riferimenti

Ulteriore lettura

  • Gunston, Bill (2006). Lo sviluppo di motori aeronautici a getto e turbina, 4a edizione . Sparkford, Somerset, Inghilterra, Regno Unito: Patrick Stephens, Haynes Publishing. ISBN   0-7509-4477-3 .
  • Leyes II, Richard A .; William A. Fleming (1999). La storia dei motori aeronautici nordamericani a turbina a gas di piccole dimensioni . Washington, DC: Smithsonian Institution. ISBN   1-56347-332-1 .

link esterno