El Westinghouse J40 fue uno de los primeros motores turborreactores de postcombustión de alto rendimiento diseñados por la División de Turbinas de Gas de Westinghouse Aviation a partir de 1946 a petición de la Oficina de Aeronáutica de la Armada de los EE. UU. (BuAer). BuAer tenía la intención de utilizar el diseño en varios aviones de combate y un bombardero. Sin embargo, aunque un primer diseño de baja potencia tuvo éxito, los intentos de ampliarlo a su potencia máxima fracasaron y el diseño finalmente se abandonó, considerado un "fiasco" y un "fracaso".
El diseño original requería un motor de 7.500 lbf (33 kN) de empuje en condiciones estáticas a nivel del mar sin postcombustión y 10.900 lbf de empuje con postcombustión. Se pretendía que una versión de empuje de 9.500/13.700 lbf del modelo más potente sustituyera a los motores anteriores en las distintas estructuras. En total, se planificaron trece variaciones diferentes. La necesidad prevista de motores de mayor potencia llevó a BuAer a firmar un contrato de producción de segunda fuente con Ford Motor Company, Lincoln Mercury Division, para los motores J40-WE-10 y J40-WE-12.
Las versiones de mayor potencia demostraron tener un diseño de compresor defectuoso y carecían de un sistema de control adecuado. Esto dejó a la Armada con solo los motores anteriores, de menor potencia. Estos se utilizaron finalmente para las primeras pruebas de vuelo, pero resultaron ser en gran medida inutilizables. Un uso particularmente notorio fue en el McDonnell F3H-1N Demon , que resultó ser peligrosamente poco potente con los motores más pequeños. El diseño fue rápidamente puesto en tierra después de repetidos incidentes causados por volar el fuselaje ahora con sobrepeso y una serie de fallas de motor que llevaron a la pérdida de la aeronave. Una investigación del gobierno sobre el problema del programa F3H-1N no pudo determinar si se habían perdido pilotos debido únicamente a los problemas del motor. Los fuselajes en tierra fueron desechados o utilizados para entrenamiento en tierra. El F3H-2N utilizó el motor Allison J71 .
El programa J40 finalizó en 1955, momento en el que todos los aviones que iban a ser propulsados por él fueron puestos en tierra, cancelados o rediseñados para utilizar motores alternativos. El fracaso del J40 fue uno de los que afectó a la mayoría de los programas militares. El fracaso del programa se debió principalmente a la falta de inversión en investigación y recursos experimentales por parte de Westinghouse, lo que les dejó incapaces de resolver los problemas con los distintos modelos de motores. En 1953, Westinghouse trabajó con Rolls-Royce para ofrecer motores basados en el Avon , que tenían un rendimiento similar pero maduraron hasta convertirse en un diseño excelente de una potencia aún mayor. Westinghouse abandonó el negocio de los motores de aviación en 1965, cuando su versión reducida de 6200 lbf (28 kN) de empuje del motor de la serie 300 de Avon de 12 000 lbf (53 kN), el XJ54, tampoco logró encontrar un mercado en los Estados Unidos. [1]
El J57 también reemplazaría, para la Armada estadounidense, al desastroso Westinghouse J40 que nunca se materializó del todo en forma aceptable.
— Thomas Gardner, F-100 Super Sabre en guerra
Westinghouse Electric Corporation fundó la Westinghouse Aviation Gas Turbine Division (AGT) en 1945. Junto con General Electric , Westinghouse tenía una amplia experiencia en el diseño de turbinas que la colocaba a la cabeza de los fabricantes de motores de aviación establecidos, que tenían poca experiencia con estos conceptos de diseño completamente nuevos. Si bien la mayoría de los primeros motores en los EE. UU. eran versiones rediseñadas de los jets británicos, el J30 fue el primer turborreactor de diseño verdaderamente estadounidense en funcionar y se utilizó en el McDonnell FH Phantom . El J34 ampliado estaba obsoleto cuando se presentó, pero tuvo un éxito moderado. Se necesitaba un nuevo diseño siguiendo el rápido progreso de la industria.
El J40 representó una gran oportunidad para que Westinghouse se convirtiera en un actor destacado en el mercado de los motores turborreactores. La Armada de los EE. UU. mostró una gran confianza en la empresa cuando apostó el éxito o el fracaso de una nueva generación de reactores a Westinghouse frente a otras tres empresas de motores. Fue en junio de 1947 cuando la Oficina de Aeronáutica de la Armada contrató su desarrollo. El motor prototipo funcionó por primera vez en noviembre de 1948. Según un artículo publicado en la edición de abril de 1949 del Naval Aviation Confidential Bulletin por el teniente comandante Neil D. Harkleroad de la División de Plantas Eléctricas de la Oficina de Aeronáutica, "el motor ha estado funcionando con éxito hasta la fecha". En el momento de escribirse ese artículo, la prueba de verificación de vuelo de 50 horas debía haberse completado en junio de 1949 y la prueba de calificación de 150 horas en diciembre de 1949.
El J40 fue diseñado para ofrecer el doble de empuje que los motores actualmente en servicio, lo que permitió que el J40-WE-8 con postcombustión impulsara a muchos de los nuevos cazas embarcados de la Armada con un solo motor. Entre ellos se encontraban el caza de propósito general de ala de barrido variable Grumman XF10F Jaguar , el McDonnell F3H Demon y los interceptores Douglas F4D Skyray . Se proyectaba un crecimiento a más de 15.000 lbf (67 kN) de empuje en postcombustión. Una versión sin postcombustión, el J40-WE-6, iba a impulsar al bombardero embarcado bimotor Douglas A-3D Skywarrior .
El J40-8 tenía apenas un poco más de 1000 mm de diámetro pero 7,6 m de largo, con accesorios y postcombustión incluida. Pesaba casi 1600 kg, siendo el -6 casi 2,1 m más corto y unos 270 kg más ligero, porque no tenía postcombustión.
En 1949, se propuso una versión J40-WE-12 de mayor potencia sin postcombustión que desarrollaba 9.500 lbf (42 kN) de empuje, con un mejor consumo de combustible, para el A3D, y una versión con postcombustión (J40-WE-10) que desarrollaba 13.700 lbf (61 kN) de empuje para los proyectos de cazas. Ambas versiones fueron aceptadas y se convirtieron en los motores para los que estaban diseñados los fuselajes. Los primeros modelos de desarrollo de menor potencia ahora estaban destinados a ser utilizados solo para pruebas en tierra y vuelos iniciales hasta que estuvieran disponibles los motores de alta potencia.
El desarrollo del gran motor fue prolongado. La importantísima prueba de calificación de 150 horas, que debía haberse realizado en diciembre de 1949, no se completó hasta enero de 1951, un año después de lo previsto. El postquemador fue especialmente problemático: la versión del motor con postquemador, el J40-WE-8, no pasó la prueba de calificación de 150 horas hasta agosto de 1952. Como resultado, los motores J40-WE-6 sin postquemador tuvieron que usarse para las pruebas iniciales, lo que provocó retrasos en los programas de pruebas de vuelo.
Al principio, incluso las versiones de baja potencia del motor se consideraban inutilizables debido a problemas de fiabilidad. El A3D demostraría ser exitoso con motores alternativos, pero el F3H-1 fue relegado a un rendimiento subsónico utilizando el motor de menor potencia y continuó siendo subsónico incluso después de la sustitución por el Allison J71 de mayor potencia. Se ha afirmado que, aunque se considera un fracaso, el F3H-1 podría haber sido competitivo con los primeros cazas supersónicos de la Serie Century de la Fuerza Aérea si los motores originales se hubieran entregado según sus especificaciones de diseño. [2] De hecho, el Demon que surgió del desarrollo era un caza para todo clima armado con misiles que pesaba más de 8000 libras (3600 kg) más que el XF3H-1, e incluso el J71 de alta potencia no pudo recuperar su rendimiento.
El caza monomotor a reacción F3H-1N Demon fue inicialmente una gran decepción, debido a la poca fiabilidad del J40 y las dificultades de volar el fuselaje mucho más pesado con los motores J40-WE-22A de menor potencia. El diseño del fuselaje había asumido que el J40-WE-10 de mayor potencia sería el motor. Estos primeros Demons de producción fueron puestos en tierra para un rediseño para aceptar el motor J71 después de la pérdida de seis aviones y cuatro pilotos. [3] La decisión de cambiar el Demon al J71 se había tomado mucho antes de que surgiera el lote de producción inicial y, como el desarrollo de un postquemador adecuado para el J71 se estaba prolongando, BuAer decidió aceptar los primeros aviones con motores Westinghouse J40-WE-22A y -22. Esta decisión fue revisada por el Congreso en 1955 y provocó duras críticas del Congreso. La revista Time calificó de "fiasco" la decisión de la Marina de dejar en tierra todos los Demon F3H-1 con motor Westinghouse, con 21 aviones inoperativos que sólo podían utilizarse para el entrenamiento terrestre de la Marina, con una pérdida de 200 millones de dólares. [4] Un punto culminante del J40 fue el establecimiento en 1955 de un récord no oficial de tiempo de ascenso, en un Demon, de 10.000 pies (3.000 m) en 71 segundos. [3]
No era fácil instalar un motor de repuesto en los Demons que estaban en tierra, ya que el fuselaje tuvo que ser rediseñado y agrandado. Cuando se realizó este rediseño para acomodar el J71, también se amplió el área del ala para contrarrestar el mayor peso del avión para todo clima. El F4D Skyray, que había sido diseñado para aceptar más fácilmente diferentes motores, apareció en producción impulsado por el Pratt & Whitney J57 .
El A3D también salió con motores J57 sin postcombustión. El programa F10F-1 se canceló principalmente debido a problemas aerodinámicos irresolubles con el ala de barrido variable y los sistemas de control. Los problemas con el motor J40 fueron de importancia secundaria durante las pruebas de vuelo del prototipo.
Datos del vuelo. [5] [6]
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