El General Electric J79 es un motor turborreactor de flujo axial construido para su uso en una variedad de aviones de combate y bombarderos y en un misil de crucero supersónico . El J79 fue producido por General Electric Aircraft Engines en los Estados Unidos y bajo licencia de varias otras empresas en todo el mundo. Entre sus principales usos se encontraba el Lockheed F-104 Starfighter , el Convair B-58 Hustler , el McDonnell Douglas F-4 Phantom II , el North American A-5 Vigilante y el IAI Kfir .
Una versión comercial, denominada CJ805 , impulsó el Convair 880 , mientras que un derivado con turboventilador de popa, el CJ805-23, impulsó los aviones de pasajeros Convair 990 y un único Sud Aviation Caravelle destinado a demostrar al mercado estadounidense los beneficios de un motor de derivación sobre el turborreactor Rolls-Royce Avon existente .
En 1959, el generador de gas del J79 se desarrolló como un motor turboeje de turbina libre estacionario de clase 10 MW (13.000 bhp) para energía naval, generación de energía y uso industrial, llamado LM1500 . [2] [3] Su primera aplicación fue en el hidroala de investigación USS Plainview .
A finales de la década de 1940, el diseño de los motores a reacción había progresado hasta el punto en que el avance estaba limitado por el rendimiento de su compresor; en particular, la relación de presión del compresor debía aumentarse para reducir el consumo de combustible del motor. Sin embargo, el rango operativo útil del compresor era limitado en ese momento y se centraba en su condición de diseño, que es una alta velocidad del compresor para el despegue o el crucero. Si estaba diseñado para una alta eficiencia a altas velocidades, era muy ineficiente y propenso a detenerse a bajas velocidades.
En 1944, el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica había probado una teoría para "ampliar el rango operativo útil de los compresores de flujo axial mediante el uso de palas de estator ajustables" haciendo funcionar un compresor axial de ocho etapas con una relación de presión de 3,42:1 y ángulos de pala ajustables. [4] Se obtuvieron mejoras considerables en la eficiencia a velocidades del compresor apreciablemente por debajo de la velocidad de diseño. [5]
Las desviaciones de velocidad con respecto a la condición de diseño son más notorias en las primeras etapas a bajas revoluciones y se vuelven más evidentes a medida que aumenta la relación de presión de diseño, lo que provoca que las palas se calen y el compresor se acelere, como sucedió con el compresor Rolls-Royce Avon , con una relación de presión de diseño de 6,3:1 en 1949. En 1947, Geoff Wilde , un diseñador de compresores de Rolls-Royce, había solicitado una patente "Regulación del compresor de flujo axial" "para proporcionar un compresor con un amplio rango de velocidad de funcionamiento". [6] Se construyó un compresor experimental de 12 etapas con las paletas guía de entrada y las primeras cuatro filas de paletas del estator ajustables para reducir los ángulos de incidencia del aire mientras funciona a baja velocidad. Fue muy eficaz para superar la pérdida y el aumento. Sin embargo, ya se había demostrado que una solución de diseño mecánico más simple (álabes guía de entrada variables y purga) funcionaba con la relación de presión de diseño requerida, por lo que los estatores variables no se utilizaron en un motor Rolls-Royce hasta la década de 1980 ( IAE V2500 ). [7]
En 1950, General Electric se centraba en motores supersónicos con estatores variables como resultado de estudios de diseño que los comparaban con tipos de doble rotor. Basándose en su experiencia pasada en ese momento y en la estimación del esfuerzo de desarrollo requerido para probar nuevas tecnologías, los estatores variables prometían la mejor manera de diseñar el compresor para la alta relación de presión requerida de 12:1. Esta relación de presión era necesaria para lograr el rendimiento supersónico, el rendimiento de crucero subsónico y el bajo peso necesarios para los futuros aviones supersónicos.
En 1951, un equipo de General Electric dirigido por Gerhard Neumann , en aquel momento a cargo de las pruebas de desarrollo de motores, recibió financiación para construir un compresor de prueba con estatores variables. Además, el líder de la División de Turbinas de Gas para Aeronaves, CW 'Jim' LaPierre, formó dos equipos para realizar estudios de diseño para un motor que pudiera funcionar durante períodos prolongados a Mach 2,0 y al mismo tiempo ofrecer una buena economía de combustible mientras navegaba a Mach 0,9. Neumann dirigió un equipo que utilizaba una configuración de estator variable, mientras que Chapman Walker dirigió un esfuerzo paralelo utilizando dos carretes. Después de un año de estudio se optó por el motor con estatores variables porque era más ligero, más sencillo y tenía un diámetro más pequeño. [8] Se construyó un motor de demostración con estatores variables, el GOL-1590, predecesor del J79. Al mismo tiempo, se diseñó un nuevo motor, el X-24A, para un avión supersónico y fue seleccionado por la Fuerza Aérea. El desarrollo del nuevo motor se apoyó en el funcionamiento del motor demostrador GOL-1590. [9]
GE ganó el contrato de la Fuerza Aérea para un nuevo motor con aproximadamente 14.000 libras de empuje, con postcombustión, para impulsar un nuevo bombardero supersónico, que se convirtió en el Convair B-58 Hustler . Los otros dos motores ofrecidos por GE, una versión avanzada del J73 existente y un diseño mucho más grande, conocido como J77, fueron cancelados. El primer prototipo de la versión de producción, el XJ-79, se puso en marcha el 8 de junio de 1954. [10]
El primer vuelo del motor fue el 20 de mayo de 1955 con el motor instalado en un B-45C Tornado norteamericano con motor General Electric J47 ( serie 48-009 ) . En vuelo, el J79 fue bajado desde la bahía de bombas a la corriente de aire para realizar pruebas. [11] El primer vuelo después de la prueba de calificación de 50 horas, necesaria para un nuevo motor que es la única fuente de empuje para un banco de pruebas volador, se realizó el 8 de diciembre de 1955, impulsando la segunda preproducción del Douglas F4D Skyray , con el J79. en lugar de su motor Westinghouse J40 original como parte del programa de calificación y desarrollo de General Electric. El YF-104 fue el siguiente avión en volar con el J79, seguido de un Grumman F11F Tiger rediseñado en un programa patrocinado por la Marina para adquirir experiencia con el motor antes del primer vuelo del F4H (F-4).
El J79 se utilizó en el avión F-104 Starfighter, B-58 Hustler, F-4 Phantom II, A-5 Vigilante, IAI Kfir y el misil de crucero supersónico SSM-N-9 Regulus II . Fue producido durante más de 30 años. Se construyeron más de 17.000 J79 en Estados Unidos y bajo licencia en Bélgica, Canadá, Alemania, Israel, Italia y Japón. Se propuso una versión degradada del General Dynamics F-16 Fighting Falcon con un J79 como caza de bajo costo para exportación, y aunque se voló un prototipo de avión, no encontró clientes.
El J79 fue reemplazado a finales de la década de 1960 en nuevos diseños de cazas por turbofanes de postcombustión como el Pratt & Whitney TF30 usado en el F-111 y F-14 , y turbofanes de nueva generación con el Pratt & Whitney F100 usado en el F-15 Eagle. lo que proporciona una mejor eficiencia del combustible en crucero al pasar el aire alrededor del núcleo del motor.
Por su participación en el diseño del J79, Gerhard Neumann y Neil Burgess de General Electric Aircraft Engines recibieron conjuntamente el Trofeo Collier en 1958, honor que también compartió con Clarence Johnson (Lockheed F-104) y la Fuerza Aérea de EE. UU. (Flight Records). [12]
Las palas y paletas del compresor están hechas de acero inoxidable 403 , excepto las variantes -3B y -7A, que tienen paletas A286 en las etapas 7 a 17. El rotor del compresor está hecho de Lapelloy, B5F5 y titanio. [13] El J79 emite un aullido particular en ciertas configuraciones del acelerador. Esta extraña característica llevó a que el F-104B Starfighter, N819NA , operado por la NASA , fuera nombrado Howling Howland . [14] Los primeros motores también producían cantidades notables de humo, especialmente en la configuración de velocidad media/crucero, una desventaja en los aviones de combate que los hacía vulnerables a la detección visual. Los modelos posteriores fueron rediseñados para que fueran "sin humo".
La contraparte del turboeje del J79 es el General Electric LM1500, utilizado para aplicaciones terrestres y marinas. Muchos motores derivados del J79 han encontrado usos como generadores de energía de turbinas de gas en ubicaciones remotas, en aplicaciones como la alimentación de tuberías.
El J79 tiene dos derivados comerciales: CJ805 -3 (un motor sin postcombustión, equipado con inversor de empuje y supresor de sonido) y el CJ805 -23 (con ventilador de popa de rueda libre y inversor de empuje) instalado en el Convair CV-880. y el Convair CV-990 respectivamente.
Los motores J79 se pueden arrancar usando aire comprimido directamente en las palas de la turbina del motor [15] o usando un arrancador de turbina conectado a la caja de cambios accesoria. El gas utilizado en este motor de arranque es aire comprimido o un cartucho de propulsor sólido. [dieciséis]
Datos de Jane's All The World's Aircraft, [19] J79 - Motores de turbina: una mirada más cercana [20]
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