Pratt & Whitney J57

Pratt & Whitney J57 — это турбореактивный двигатель с осевым компрессором, разработанный и производившийся американской компанией Pratt & Whitney (подразделение United Aircraft Corporation) в 1950-х — 1960-х годах. J57 стал первым в мире серийным турбореактивным двигателем, развившим тягу более 10 000 фунтов (около 44,5 кН) на форсажном режиме, и одним из самых массовых и влиятельных авиационных двигателей своего поколения, применявшихся на стратегических бомбардировщиках, истребителях и пассажирских самолётах.

История создания

Разработка J57 началась в 1947 году под руководством инженера Леонарда Хоббса (Leonard Hobbs) и главного конструктора Уильяма Брауна (William Brown). В конце 1940-х годов ВВС США потребовался двигатель с тягой порядка 10 000 фунтов (44,5 кН) для перспективных тяжёлых бомбардировщиков B-52 Stratofortress и B-47 Stratojet. Существовавшие на тот момент двигатели (например, Pratt & Whitney J48) не обеспечивали требуемой мощности.

Первый запуск прототипа XJ57-P-1 состоялся в 1949 году. Двигатель прошёл длительные испытания, и в 1951 году началось серийное производство. Первым самолётом, оснащённым J57, стал прототип бомбардировщика Boeing B-52 (первый полёт 15 апреля 1952 года). В 1953 году J57 был установлен на истребителе North American F-100 Super Sabre, ставшем первым серийным сверхзвуковым истребителем США.

Конструкция

J57 представляет собой одновальный турбореактивный двигатель с осевым 16-ступенчатым компрессором, кольцевой камерой сгорания и 3-ступенчатой турбиной. Конструкция отличается высокой надёжностью и ремонтопригодностью для своего времени.

Компрессор

• 16 ступеней осевого компрессора.
• Первые 6 ступеней — с регулируемыми входными направляющими аппаратами (для улучшения работы на переходных режимах).
• Степень повышения давления — около 12:1 (для ранних версий) и до 13,5:1 (для поздних модификаций).

Камера сгорания

• Кольцевая, с 8 форсунками.
• Конструкция обеспечивала равномерное распределение топлива и стабильное горение на всех режимах.

Турбина

• Трёхступенчатая, с воздушным охлаждением лопаток первых двух ступеней (для работы при высоких температурах).
• Максимальная температура газа перед турбиной — около 870 °C.

Форсажная камера

• Применялась в модификациях J57-P-19 и J57-P-23 (для истребителей и бомбардировщиков).
• Форсажная камера с регулируемым соплом обеспечивала прирост тяги на 30–40 % на взлёте и в бою.

Модификации

J57 выпускался в многочисленных вариантах, различавшихся тягой, наличием форсажа, типом выхлопного сопла и системами управления. Основные серийные модификации:

Гражданская версия J57 получила обозначение Pratt & Whitney JT3C. Она отличалась отсутствием форсажной камеры, увеличенным ресурсом и сниженным уровнем шума. JT3C устанавливался на первых моделях Boeing 707 и Douglas DC-8.

Применение

J57 применялся на широком спектре военных и гражданских самолётов:

Военные самолёты

• Boeing B-52 Stratofortress — стратегический бомбардировщик (8 двигателей J57-P-19/23/29).
• Boeing KC-135 Stratotanker — топливозаправщик (4 двигателя J57-P-29).
• North American F-100 Super Sabre — истребитель-бомбардировщик (1 двигатель J57-P-19/23).
• McDonnell F-101 Voodoo — истребитель-перехватчик (2 двигателя J57-P-23/55).
• Chance Vought F-8 Crusader — палубный истребитель (1 двигатель J57-P-43).
• Douglas A-3 Skywarrior — палубный бомбардировщик (2 двигателя J57-P-55).
• Convair B-58 Hustler — сверхзвуковой бомбардировщик (4 двигателя J57-P-29, установлены на пилонах).

Гражданские самолёты

• Boeing 707-120 — первый серийный вариант (4 двигателя JT3C).
• Douglas DC-8-10 — первый серийный вариант (4 двигателя JT3C).

Характеристики

Основные параметры типовой модификации J57-P-23 (с форсажем):

• Тип: турбореактивный, одновальный, с форсажной камерой.
• Длина: 5,38 м.
• Диаметр: 1,07 м (входной патрубок).
• Сухая масса: 1 700 кг.
• Тяга (без форсажа): 44,5 кН (10 000 фунтов).
• Тяга (с форсажем): 71,2 кН (16 000 фунтов).
• Степень повышения давления: 12:1.
• Расход воздуха: 85 кг/с.
• Удельный расход топлива (без форсажа): 0,78 кг/(кгс·ч).
• Ресурс: 1 500–2 000 часов (до капитального ремонта).

Значение и наследие

J57 стал важнейшим этапом в развитии турбореактивных двигателей. Он продемонстрировал возможность создания мощных, надёжных и экономичных двигателей для тяжёлых самолётов. Его конструкция легла в основу более поздних двигателей Pratt & Whitney, таких как J75 (увеличенная версия для сверхзвуковых истребителей) и JT3D (турбовентиляторный двигатель, созданный на базе J57).

J57 также стал первым двигателем, который использовался на пассажирских реактивных лайнерах первого поколения — Boeing 707 и Douglas DC-8, что способствовало началу эры массовых реактивных авиаперевозок.

Интересные факты

• J57 был первым двигателем, который развил тягу более 10 000 фунтов (44,5 кН) на форсаже — это достижение было зафиксировано в 1952 году.
• На базе J57 был создан первый в мире турбовентиляторный двигатель Pratt & Whitney JT3D, который использовался на Boeing 707-320 и Douglas DC-8-50.
• Двигатель J57 устанавливался на самолёте Boeing B-52 в течение всей его эксплуатации (с 1955 года по настоящее время), что сделало его одним из самых долгоживущих авиационных двигателей.
• В 1958 году на самолёте F-100 Super Sabre с двигателем J57 был установлен мировой рекорд скорости — 1 215 км/ч.

Источники

• Gunston, Bill. World Encyclopedia of Aero Engines. Patrick Stephens, 1989.
• Taylor, John W. R. Jane's All the World's Aircraft 1956–1957. Jane's Publishing, 1956.
• Pratt & Whitney J57 Engine Historical Overview. Pratt & Whitney Archives, 1975.
• Boeing B-52 Stratofortress: History and Development. U.S. Air Force Historical Division, 1990.