El Westinghouse J40 fue uno de los primeros motores turborreactores de postcombustión de alto rendimiento diseñado por la División de Turbinas de Gas de Aviación de Westinghouse a partir de 1946 a solicitud de la Oficina de Aeronáutica de la Marina de los EE. UU. (BuAer). BuAer tenía la intención de utilizar el diseño en varios aviones de combate y en un bombardero. Sin embargo, si bien un diseño inicial de bajo consumo tuvo éxito, los intentos de ampliarlo a su máxima potencia de diseño fracasaron y el diseño finalmente fue abandonado, considerado un "fiasco" y un "fracaso".
El diseño originalmente requería un motor de 7500 lbf (33 kN) de empuje en condiciones estáticas al nivel del mar sin postquemador y 10,900 lbf de empuje con postquemador. Se pretendía que un modelo más potente con un empuje de 9.500/13.700 lbf reemplazara los motores anteriores en las distintas estructuras del avión. En total se planificaron trece variaciones diferentes. La necesidad proyectada de motores de mayor potencia llevó a BuAer a firmar un contrato de producción de segunda fuente con Ford Motor Company, División Lincoln Mercury, 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 sólo con los motores anteriores de menor potencia. Finalmente se utilizaron para las primeras pruebas de vuelo, pero resultaron ser en gran medida inutilizables. Un uso particularmente notorio fue el del McDonnell F3H-1N Demon , que demostró tener peligrosamente poca potencia con los motores más pequeños. El diseño fue rápidamente suspendido después de repetidos incidentes causados por volar el fuselaje ahora con sobrepeso y una serie de fallas en el motor que llevaron a la pérdida del avión. Una investigación gubernamental sobre el problema del programa F3H-1N no logró determinar si los pilotos se habían perdido debido únicamente a problemas con el motor. Los fuselajes en tierra fueron desguazados 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 debía propulsar 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 los 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 potencia aún mayor. Westinghouse estaba fuera del negocio de motores de aviones en 1965 cuando su versión reducida de 6200 lbf (28 kN) de empuje del motor Avon de la serie 300 de 12 000 lbf (53 kN), el XJ54, tampoco logró encontrar un mercado estadounidense. [1]
El J57 también reemplazaría, para la Marina de los EE. UU., al desastroso Westinghouse J40 que nunca se materializó completamente en una forma aceptable.
— Thomas Gardner, F-100 Super Sabre en guerra
Westinghouse Electric Corporation estableció la División de Turbinas de Gas para Aviación (AGT) de Westinghouse en 1945. Junto con General Electric , Westinghouse tenía una amplia experiencia en el diseño de turbinas que los colocaba a la cabeza sobre 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 aviones británicos, el J30 fue el primer turborreactor verdaderamente diseñado en Estados Unidos que funcionó y se utilizó en el McDonnell FH Phantom . El J34 ampliado quedó obsoleto cuando se introdujo, pero tuvo un éxito moderado. Se necesitaba un nuevo diseño siguiendo el rápido progreso de la industria.
El J40 representó una gran oportunidad para Westinghouse de convertirse en un actor destacado en el mercado de los motores turborreactores. La Marina estadounidense mostró una gran confianza en la compañía cuando apostó por el éxito o el fracaso de una nueva generación de aviones a Westinghouse frente a otras tres compañías de motores. Fue en junio de 1947 que la Oficina de Aeronáutica de la Armada contrató su desarrollo. El motor prototipo funcionó por primera vez en noviembre de 1948. Según un artículo de la edición de abril de 1949 del Boletín Confidencial de Aviación Naval escrito por el teniente comandante Neil D. Harkleroad de la División de Plantas de Energía de la Oficina de Aeronáutica, "El motor ha estado funcionando con éxito hasta la fecha. " Al momento de escribir este 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 permite que el J40-WE-8 con postcombustión impulse a muchos de los nuevos cazas de la Armada basados en portaaviones con un solo motor. Estos incluían el caza de propósito general de ala de barrido variable Grumman XF10F Jaguar , los interceptores McDonnell F3H Demon y Douglas F4D Skyray . Se proyectó un crecimiento a más de 15.000 lbf (67 kN) de empuje en el postquemador. Una versión sin postquemador, el J40-WE-6, iba a propulsar el bombardero bimotor Douglas A-3D Skywarrior con base en portaaviones.
El J40-8 tenía solo un poco más de 40 pulgadas (1000 mm) de diámetro pero 25 pies (7,6 m) de largo, con accesorios e incluido el postquemador. Pesaba casi 3500 libras (1600 kg), siendo el -6 casi 7 pies (2,1 m) más corto y alrededor de 600 libras (270 kg) más ligero, porque no tenía postquemador.
En 1949, se propuso para el A3D una versión sin postcombustión J40-WE-12 de mayor potencia que desarrollaba 9.500 lbf (42 kN) de empuje y un mejor consumo de combustible, y una versión con poscombustión (J40-WE-10) que desarrollaba 13.700 lbf. (61 kN) se propuso para los proyectos de caza. Ambas versiones fueron aceptadas y se convirtieron en los motores para los que fueron diseñados los fuselajes. Los primeros modelos de desarrollo de menor potencia ahora estaban destinados a usarse solo para pruebas en tierra y en vuelo inicial hasta que los motores de alta potencia estuvieran disponibles.
El desarrollo del gran motor fue prolongado. La importante prueba de calificación de 150 horas que debía realizarse en diciembre de 1949 no se completó hasta enero de 1951, con un año de retraso. El postquemador fue particularmente problemático: la versión del motor con postquemador, el J40-WE-8, no pasó su calificación de 150 horas hasta agosto de 1952. Como resultado, los motores J40-WE-6 sin postquemadores tuvieron que usarse para las primeras pruebas. pruebas, provocando 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 tendría éxito con motores alternativos, pero el F3H-1 quedó relegado a un rendimiento subsónico utilizando el motor de menor potencia y continuó siendo subsónico incluso después de la sustitución del Allison J71 de mayor potencia. Se ha dicho que, aunque se consideraron fallas, el F3H-1 podría haber sido competitivo con los primeros cazas supersónicos Century Series 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, más de 8.000 lb (3.600 kg) más pesado que el XF3H-1, e incluso el J71 de alta potencia no pudo restaurar su rendimiento.
El caza a reacción monomotor F3H-1N Demon fue inicialmente una gran decepción, debido a la falta de fiabilidad del J40 y las dificultades para 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 la central eléctrica. Estos primeros Demons de producción fueron castigados por un rediseño para aceptar el motor J71 después de la pérdida de seis aviones y cuatro pilotos. [3] La decisión de trasladar el Demon al J71 se había producido mucho antes de que surgiera el lote de producción inicial y con el desarrollo de un posquemador adecuado para el J71, BuAer decidió aceptar los primeros aviones con Westinghouse J40-WE-22A y -22 motores. Esta decisión fue objeto de revisión por el Congreso en 1955 y provocó duras críticas por parte del Congreso. La revista Time calificó la inmovilización por parte de la Marina de todos los F3H-1 Demons propulsados por Westinghouse como un "fiasco", con 21 aviones no volables, que sólo podrían usarse para entrenamiento en tierra 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 se pudo instalar fácilmente un motor de reemplazo en los Demons en tierra, ya que el fuselaje tuvo que ser rediseñado y ampliado. Cuando se realizó este rediseño para acomodar el J71, el área del ala también se amplió para contrarrestar el aumento de peso del avión para todo clima. El F4D Skyray que había sido diseñado para aceptar más fácilmente diferentes motores surgió en producción impulsado por el Pratt & Whitney J57 .
El A3D también surgió con motores J57 sin postcombustión. El programa F10F-1 fue cancelado 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 de Vuelo. [5] [6]
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