Pratt & Whitney JT8D

Pratt & Whitney JT8D — это семейство двухконтурных турбореактивных авиационных двигателей, разработанных и производившихся американской компанией Pratt & Whitney (подразделение United Technologies Corporation). Двигатели JT8D стали одними из самых массовых и широко используемых в истории гражданской авиации, устанавливались на множество типов пассажирских и грузовых самолётов, включая Boeing 727, Boeing 737 (ранние модификации), McDonnell Douglas DC-9 и их производные. JT8D известен своей высокой надёжностью, но также и относительно высоким уровнем шума и расхода топлива по современным меркам, что привело к постепенному выводу из эксплуатации в пользу более эффективных и тихих двигателей.

История создания

Разработка JT8D началась в конце 1950-х годов как ответ на потребность авиакомпаний в более мощном и экономичном двигателе для нового поколения узкофюзеляжных реактивных самолётов. Предшественником JT8D был военный турбореактивный двигатель Pratt & Whitney J52 (J52-P-6), который использовался на истребителях-бомбардировщиках Douglas A-4 Skyhawk и Grumman A-6 Intruder. Инженеры Pratt & Whitney взяли за основу газогенератор J52 и добавили к нему вентилятор (первую ступень компрессора низкого давления), что превратило его в двухконтурный двигатель (турбовентиляторный). Первый запуск прототипа JT8D состоялся в 1960 году.

Первый коммерческий полёт самолёта с двигателями JT8D совершил Boeing 727 в 1963 году. Двигатель быстро завоевал популярность благодаря своей надёжности и относительно низкой стоимости эксплуатации. В 1960-х и 1970-х годах JT8D стал стандартным силовым агрегатом для многих типов самолётов, включая Boeing 737-100/200, McDonnell Douglas DC-9 и его удлинённую версию MD-80, а также для французского регионального самолёта Dassault Mercure. Всего было произведено более 14 000 двигателей JT8D различных модификаций, что делает его одним из самых массовых авиационных двигателей в истории.

Конструкция и технические характеристики

JT8D представляет собой двухконтурный турбореактивный двигатель с осевым компрессором. Основные конструктивные особенности:

• Компрессор: состоит из двух каскадов — компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД). КНД включает в себя вентилятор и несколько ступеней, КВД — многоступенчатый осевой компрессор. Степень двухконтурности (bypass ratio) у ранних моделей составляет около 1,0, что является низким показателем по современным стандартам.
• Камера сгорания: кольцевая, с множеством форсунок, обеспечивающая равномерное сгорание топлива.
• Турбина: двухкаскадная, с турбиной высокого давления (ТВД) и турбиной низкого давления (ТНД). ТВД приводит в движение КВД, ТНД — КНД и вентилятор.
• Выходное устройство: сопло с регулируемым створками (на некоторых модификациях) для оптимизации работы на разных режимах.

Основные технические параметры (на примере JT8D-9A)

Модификации

Семейство JT8D включает множество модификаций, различающихся по тяге, расходу топлива и другим характеристикам. Основные серии:

• JT8D-1 — базовая модель, тяга 62,3 кН (14 000 фунтов).
• JT8D-7 — увеличенная тяга до 64,5 кН (14 500 фунтов).
• JT8D-9 — улучшенная экономичность, тяга 64,5 кН.
• JT8D-15 — тяга 69,4 кН (15 600 фунтов), устанавливался на Boeing 727-200 и MD-80.
• JT8D-17 — тяга 71,2 кН (16 000 фунтов), использовался на MD-80 и некоторых модификациях Boeing 737.
• JT8D-200 — серия с увеличенной степенью двухконтурности (до 1,7) и сниженным уровнем шума, разработанная специально для самолётов McDonnell Douglas MD-80. Тяга от 82 до 98 кН (18 500–22 000 фунтов).

Применение

Двигатели JT8D устанавливались на следующие типы самолётов:

• Гражданские пассажирские и грузовые:
• Boeing 727 (все модификации)
• Boeing 737-100/200 (ранние версии)
• McDonnell Douglas DC-9 (все модификации)
• McDonnell Douglas MD-80 (серия MD-81/82/83/87/88)
• Dassault Mercure
• Sud Aviation Caravelle (поздние модификации)
• Военные:
• Boeing C-22 (военная версия Boeing 727)
• McDonnell Douglas C-9 (военная версия DC-9)
• Grumman C-2 Greyhound (на некоторых модификациях)
• Northrop Grumman E-2 Hawkeye (на некоторых модификациях)

Эксплуатация и проблемы

JT8D зарекомендовал себя как чрезвычайно надёжный двигатель. Однако к концу XX века он стал устаревать по ряду параметров:

• Шум: JT8D является одним из самых шумных турбовентиляторных двигателей своего поколения. Уровень шума превышает современные нормы ICAO (Глава 3, 4). Это привело к тому, что самолёты с JT8D были запрещены к эксплуатации во многих аэропортах мира с 2000-х годов (например, в странах Европейского союза).
• Расход топлива: низкая степень двухконтурности (1,0) приводит к относительно высокому удельному расходу топлива по сравнению с более современными двигателями (например, CFM56 или IAE V2500).
• Эмиссия: выбросы вредных веществ (CO2, NOx) также выше, чем у современных двигателей.

В связи с этим, начиная с 1990-х годов, самолёты с двигателями JT8D активно заменялись на более современные модели (Boeing 737NG, Airbus A320). Однако многие самолёты с JT8D продолжают эксплуатироваться в странах с менее строгими экологическими нормами, а также в грузовых и военных целях.

Интересные факты

• Двигатель JT8D стал первым в мире турбовентиляторным двигателем, который был сертифицирован для эксплуатации на самолётах гражданской авиации.
• На базе JT8D был разработан военный двигатель Pratt & Whitney TF33, который устанавливался на бомбардировщики B-52 Stratofortress и транспортные самолёты C-141 Starlifter.
• В 1970-х годах двигатель JT8D использовался на экспериментальном самолёте с вертикальным взлётом и посадкой (VTOL) — Dornier Do 31.
• Некоторые самолёты с JT8D (например, Boeing 727) до сих пор используются в качестве грузовых и чартерных в странах Африки, Азии и Латинской Америки.

Источники

• Pratt & Whitney JT8D Engine Technical Manual (P&W, 1975)
• Jane's All the World's Aircraft 1975–76 (Jane's Information Group)
• "The Jet Engine" (Rolls-Royce plc, 1996)
• "Aircraft Engines and Gas Turbines" (Jack D. Mattingly, 1996)
• "Boeing 727: A History" (Graham M. Simons, 2014)
• "McDonnell Douglas DC-9 and MD-80" (Arthur Pearcy, 1995)