TF39¶

TF39 — это американский турбовентиляторный авиационный двигатель с высокой степенью двухконтурности, разработанный компанией General Electric в 1960-х годах. Он стал первым в мире серийным двигателем, в котором использовалась технология газогенератора с трёхвальной схемой и системами управления, обеспечивающими высокую топливную эффективность. TF39 предназначался для оснащения военно-транспортного самолёта Lockheed C-5 Galaxy и стал основой для последующего семейства двигателей GE CF6, широко применяемых в гражданской авиации.

¶История

¶Разработка

В начале 1960-х годов ВВС США объявили конкурс на создание нового тяжёлого военно-транспортного самолёта, способного перевозить крупногабаритные грузы на межконтинентальные расстояния. Проект, получивший обозначение CX-X (позже C-5 Galaxy), требовал двигателя с тягой около 180–200 кН и низким удельным расходом топлива. Компания General Electric, ранее специализировавшаяся на военных реактивных двигателях, предложила инновационную конструкцию с трёхвальной схемой, которая позволяла оптимизировать работу компрессора низкого давления, компрессора высокого давления и вентилятора независимо друг от друга.

Первый запуск прототипа двигателя, обозначенного GE1/6, состоялся в 1965 году. После успешных испытаний в 1966 году ВВС США выбрали TF39 для оснащения C-5 Galaxy. Серийное производство началось в 1967 году, а первый полёт самолёта с этими двигателями состоялся 30 июня 1968 года.

¶Эксплуатация

TF39 эксплуатировался исключительно на самолётах C-5A, C-5B и C-5C Galaxy. В период с 1969 по 1973 год было выпущено около 500 двигателей. В 1980-х годах, в связи с модернизацией парка C-5, часть двигателей была заменена на более современные TF39-GE-1C с улучшенными характеристиками. В начале 2000-х годов ВВС США начали программу замены TF39 на двигатели GE CF6-80C2 (в варианте F108-CF-100) в рамках модернизации C-5M Super Galaxy. Последние TF39 были сняты с эксплуатации к 2018 году.

¶Конструкция

¶Общая схема

TF39 представляет собой двухконтурный турбовентиляторный двигатель с трёхвальной архитектурой. Основные компоненты:

• Вентилятор — одноступенчатый, с титановыми лопатками, обеспечивает первичный поток воздуха, часть которого направляется во внешний контур.
• Компрессор низкого давления (КНД) — четырёхступенчатый, приводится в действие турбиной низкого давления.
• Компрессор высокого давления (КВД) — десятиступенчатый, приводится в действие турбиной высокого давления.
• Камера сгорания — кольцевая, с низким уровнем выбросов.
• Турбина высокого давления (ТВД) — двухступенчатая, с охлаждаемыми лопатками.
• Турбина низкого давления (ТНД) — четырёхступенчатая.
• Система управления — гидромеханическая, с возможностью ручного регулирования.

¶Особенности

Трёхвальная схема позволила разделить вращение роторов: вал вентилятора и КНД вращается с частотой около 6000 об/мин, вал КВД — около 10 000 об/мин, а вал ТВД — до 12 000 об/мин. Это повысило эффективность работы двигателя на разных режимах, особенно на взлёте и крейсерском полёте. Степень двухконтурности (bypass ratio) составляет 6:1, что для своего времени было рекордным показателем.

¶Характеристики

¶Технические параметры (модификация TF39-GE-1C)

• Тяга — 191,3 кН (43 000 фунт-сил) на взлётном режиме.
• Удельный расход топлива — 0,34 кг/(кН·ч) на крейсерском режиме.
• Масса — 3 900 кг.
• Диаметр вентилятора — 2,44 м.
• Длина — 5,7 м.
• Степень сжатия — 25:1.
• Температура газов перед турбиной — около 1 200 °C.

¶Эксплуатационные показатели

• Ресурс до первого капитального ремонта — 5 000 часов.
• Общий ресурс — до 15 000 часов.
• Надёжность — средняя наработка на отказ (MTBF) составляла около 2 500 часов.

¶Модификации

• TF39-GE-1 — базовая версия для C-5A (1967).
• TF39-GE-1A — улучшенная версия с увеличенной тягой до 194 кН (1970).
• TF39-GE-1C — модификация с усиленной турбиной и сниженным расходом топлива (1980).
• TF39-GE-1C-1 — вариант с электронной системой управления (1985).

¶Применение

TF39 устанавливался исключительно на самолёты семейства Lockheed C-5 Galaxy:

• C-5A — первый серийный вариант (77 самолётов, 1969–1973).
• C-5B — модернизированная версия (50 самолётов, 1985–1989).
• C-5C — модификация для перевозки крупногабаритных грузов (2 самолёта, 1989).
• C-5M Super Galaxy — программа модернизации, в ходе которой TF39 заменялись на CF6-80C2 (52 самолёта, 2006–2018).

¶Значение и наследие

TF39 стал первым в мире серийным турбовентиляторным двигателем с трёхвальной схемой, что позволило добиться высокой топливной эффективности и надёжности. Его конструкция легла в основу семейства двигателей General Electric CF6, которые с 1970-х годов широко используются на гражданских самолётах, таких как Boeing 747, Airbus A300, Boeing 767 и McDonnell Douglas DC-10. Технологии, отработанные на TF39, включая охлаждение лопаток турбины и систему управления, были применены в последующих разработках GE, включая двигатели GE90 и GEnx.

¶Интересные факты

• Двигатель TF39 был впервые представлен публике на авиасалоне в Париже в 1967 году.
• На момент создания TF39 был самым мощным турбовентиляторным двигателем в мире.
• В 1970-х годах рассматривалась возможность установки TF39 на гражданские самолёты, но проект не был реализован из-за экономических соображений.
• В 2006 году двигатель TF39-GE-1C установил рекорд по наработке на одном самолёте C-5A — более 12 000 часов без капитального ремонта.

¶Источники

• Gunston, Bill. World Encyclopedia of Aero Engines. Patrick Stephens, 1995.
• Neumann, Gerhard. The General Electric Story: A History of the General Electric Company. GE, 1993.
• Jane's All the World's Aircraft 1975–76. Jane's Information Group, 1975.
• TF39 Engine Technical Manual. General Electric Aircraft Engines, 1968.
• C-5 Galaxy: The Heavy Lifter. Air Force Magazine, 2008.