General Electric YJ93

YJ93 — американский турбореактивный двигатель с форсажной камерой, разработанный компанией General Electric в конце 1950-х годов. Предназначался для установки на экспериментальный бомбардировщик North American XB-70 Valkyrie и являлся на момент создания одним из самых мощных авиационных двигателей в мире.

История создания

Разработка двигателя YJ93 началась в 1956 году в рамках программы создания сверхзвукового стратегического бомбардировщика XB-70. Требования к силовой установке включали обеспечение длительного полёта на скорости около 3 Маха (около 3200 км/ч) на высоте до 21 000 метров. Двигатель должен был работать на специальном высокотемпературном топливе JP-6, обладающем повышенной стабильностью и теплотворной способностью.

Прототип двигателя, обозначенный как XJ93-GE-1, впервые был запущен на стендовых испытаниях в 1958 году. После серии доработок, включавших усиление конструкции компрессора и камеры сгорания, был принят стандарт YJ93-GE-3, который и устанавливался на два построенных самолёта XB-70. Всего было изготовлено около 20 двигателей этой модели, включая запасные.

В 1961 году программа XB-70 была сокращена: вместо шести прототипов построили только два, а в 1964 году она была окончательно закрыта. После этого YJ93 не нашёл применения в серийных самолётах, хотя рассматривался как возможная силовая установка для сверхзвукового пассажирского лайнера Boeing 2707.

Конструкция

YJ93 представлял собой одновальный турбореактивный двигатель с осевым компрессором, кольцевой камерой сгорания и форсажной камерой. Основные конструктивные особенности:

• Компрессор: 11-ступенчатый осевой, с регулируемыми направляющими аппаратами первых четырёх ступеней. Степень повышения давления составляла около 14:1.
• Камера сгорания: кольцевая, с 20 форсунками, обеспечивавшими равномерное распыление топлива JP-6.
• Турбина: двухступенчатая, с воздушным охлаждением лопаток первой ступени. Температура газов перед турбиной достигала 1100 °C.
• Форсажная камера: с изменяемым соплом, позволявшим регулировать площадь выходного сечения. Форсаж обеспечивал увеличение тяги примерно на 40 %.
• Система управления: гидромеханическая, с электронным ограничителем температуры. Двигатель оснащался системой автоматического запуска и контроля параметров.

Масса двигателя составляла около 2300 кг. Длина — 5,7 м, диаметр — 1,3 м.

Характеристики

Основные параметры двигателя YJ93-GE-3:

• Тип: турбореактивный с форсажной камерой.
• Тяга на форсаже: 133,4 кН (13 600 кгс).
• Тяга без форсажа: 95,6 кН (9750 кгс).
• Удельный расход топлива на форсаже: 2,1 кг/(кгс·ч).
• Удельный расход топлива без форсажа: 0,85 кг/(кгс·ч).
• Степень повышения давления: 14:1.
• Расход воздуха: 136 кг/с.
• Температура газов перед турбиной: 1100 °C.
• Ресурс: около 1000 часов до капитального ремонта.

Для сравнения: двигатель Pratt & Whitney J58, устанавливавшийся на Lockheed SR-71, развивал на форсаже тягу около 145 кН, но при этом имел большую массу и сложность конструкции.

Применение

Единственным самолётом, на котором устанавливался YJ93, стал North American XB-70 Valkyrie. Каждый из двух построенных прототипов оснащался шестью двигателями YJ93-GE-3, размещёнными попарно в трёх мотогондолах под крылом. Двигатели работали на топливе JP-6, которое также использовалось для охлаждения гидравлической системы и элементов планера.

XB-70 совершил первый полёт 21 сентября 1964 года. Двигатели обеспечивали самолёту максимальную скорость 3,1 Маха (около 3300 км/ч) на высоте 21 300 метров. В ходе испытаний было выполнено 129 полётов, в том числе 33 на сверхзвуковых режимах. Второй прототип, XB-70A-2, разбился 8 июня 1966 года в результате столкновения с сопровождающим самолётом F-104 Starfighter. Первый прототип продолжал полёты до 1969 года, после чего был передан в Национальный музей Военно-воздушных сил США.

Оценка и наследие

YJ93 считается одним из наиболее удачных двигателей своего поколения по соотношению тяги к массе и надёжности. Он продемонстрировал возможность длительной работы на сверхзвуковых скоростях, что было достигнуто за счёт применения жаропрочных сплавов и эффективного воздушного охлаждения. Несмотря на то, что программа XB-70 была закрыта, опыт, полученный при создании YJ93, был использован в более поздних проектах General Electric, в частности при разработке двигателя GE4 для сверхзвукового пассажирского лайнера Boeing 2707 и в программе создания двигателя для стратегического бомбардировщика B-1 Lancer.

В настоящее время несколько двигателей YJ93 сохранились в музеях США, в том числе в Национальном музее Военно-воздушных сил США на авиабазе Райт-Паттерсон (Огайо) и в музее авиации «Марш» (Калифорния).

Источники

• Jenkins, Dennis R. North American XB-70 Valkyrie. — North Branch, MN: Specialty Press, 2002.
• Pace, Steve. XB-70 Valkyrie: The World’s First Mach 3 Bomber. — Atglen, PA: Schiffer Publishing, 1999.
• Jane’s All the World’s Aircraft 1965–66. — London: Jane’s Publishing Company, 1965.
• General Electric YJ93-GE-3 Engine Data Sheet. — General Electric Company, 1964.