Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Семья турбовентиляторных авиационных двигателей
Family of turbofan aircraft engines
Двигатель Pratt & Whitney JT3D – это ранний турбовентиляторный авиационный двигатель, разработанный на базе Pratt & Whitney JT3C. Его первый запуск состоялся в 1958 году, а первый полет – в 1959 году на опытном самолете B-45 Tornado. С 1959 по 1985 год было произведено более 8000 двигателей JT3D. Большинство двигателей JT3D, которые до сих пор находятся в эксплуатации, используются на военных самолетах, где они известны под военным обозначением TF33.
The Pratt & Whitney JT3D is an early turbofan aircraft engine derived from the Pratt & Whitney JT3C. It was first run in 1958 and was first flown in 1959 under a B 45 Tornado test aircraft. Over 8,000 JT3Ds were produced between 1959 and 1985. Most JT3D engines still in service today are used on military aircraft, where the engine is referred to by its US military designation of TF33.
Проектирование и разработка
Учитывая конкуренцию со стороны турбовентиляторного двигателя Rolls Royce Conway, Pratt & Whitney приняли решение разработать турбовентилятор JT3D на базе турбореактивного JT3C для последующих поставок Boeing 707 и Douglas DC-8, которые в то время приближались к началу эксплуатации. Двухступенчатый вентилятор заменил первые три ступени девятиступенчатого компрессора низкого давления JT3C. На турбине низкого давления была увеличена вторая ступень и добавлена третья. В отличие от GE с CJ805-23, Pratt & Whitney не проводили исследований в области околозвуковых вентиляторов до проектирования JT3D, поэтому не смогли включить в техническое задание одноступенчатый модуль. Вместо этого P&W разработали двухступенчатый модуль, основываясь на исследованиях, проведенных ими для поддержки ядерного турбореактивного двигателя J91. На Boeing 707 гондола вентилятора JT3D была относительно короткой, в то время как установка на Douglas DC-8 имела полноразмерный обтекатель вентилятора. Pratt & Whitney предоставили комплект для модернизации JT3C до спецификации JT3D с улучшенными характеристиками во время капитального ремонта. В 1959 году важными заказами на двигатель стали Boeing 707-120B и Boeing 720B, когда American Airlines заказали один Boeing 707, оснащенный турбовентиляторами JT3D, а KLM – Douglas DC-8 с двигателями JT3D. Более ранние Boeing 707 и Douglas DC-8 были оснащены турбореактивными двигателями JT3C и JT4A, и повышенная эффективность турбовентилятора вскоре привлекла внимание авиакомпаний. Самолеты Boeing 707-123B и 720-023B с двигателями JT3D (суффикс "B" обозначал самолет с турбовентиляторным двигателем) поступили в эксплуатацию 12 марта 1961 года. Все Boeing KC-135 Stratotanker изначально оснащались турбореактивными двигателями. После вывода из эксплуатации многих авиалайнеров Boeing 707 ВВС США воспользовались возможностью приобрести излишки фюзеляжей и использовать двигатели для переоборудования KC-135A, используемых Национальной гвардией и резервными эскадрильями, гражданскими двигателями JT3D (обозначение TF33-PW-102). Было модифицировано более 150 самолетов, а бывший KC-135A получил обозначение KC-135E. После длительной эксплуатации как в авиакомпаниях, так и в военно-воздушных силах, количество самолетов с двигателями JT3D неуклонно сокращается. 135 KC-135 используют JT3D, в то время как 354 были оснащены двигателями CFM International CFM56, которые обеспечивают большую тягу, меньший расход топлива и повышенную эксплуатационную гибкость благодаря сниженному уровню шума. Шум JT3D является одной из причин, по которой НАТО рассматривает возможность переоборудования своего парка самолетов E-3 Sentry AWACS, поскольку на эти самолеты распространяются ограничения, не распространяющиеся на самолеты с современными двигателями. Эксплуатационная гибкость также будет увеличена за счет возможности двигателей большей мощности повысить потолок самолета, расширяя горизонт радиолокационного наблюдения; например, самолеты RAF, французские и саудовские E-3 обычно летают на большей высоте, чем их коллеги из НАТО/ВВС США. В 1961 году на вооружение поступил Boeing B-52H Stratofortress с двигателями TF33. Модификация "H" B-52 была единственным серийным вариантом тяжелого бомбардировщика, оснащенным турбовентиляторными двигателями, и является единственной моделью, остающейся на вооружении ВВС США. Ожидается, что он останется основой парка тяжелых бомбардировщиков ВВС как минимум до 2040 года, рассматриваются варианты замены 8 двигателей TF33 более современными аналогами. В апреле 2020 года ВВС США опубликовали запрос предложений на 608 коммерческих двигателей-заменителей, с планом заключения контракта в мае 2021 года. В сентябре 2021 года ВВС США объявили, что двигатель TF33 будет заменен на Rolls Royce F130.
Aware of the competition from the Rolls Royce Conway turbofan, Pratt & Whitney decided to develop the JT3D turbofan from the JT3C turbojet for later deliveries of the Boeing 707 and the Douglas DC 8, then nearing entry into service. A 2 stage fan replaced the first 3 stages of the 9 stage JT3C LP compressor. On the LP turbine, the second stage was enlarged and a third stage added. Unlike GE with the CJ805 23, Pratt & Whitney had not undertaken any transonic fan research prior to designing the JT3D, so they were unable to incorporate a single stage unit into the specification. Instead P&W designed a 2 stage unit based on some research they had done to support the J91 nuclear turbojet. On the Boeing 707 the JT3D fan nacelle was relatively short, whereas the Douglas DC 8 installation had a full length fan cowl. Pratt & Whitney provided a kit whereby JT3Cs could be converted to the JT3D specification, and performance, during an overhaul. In 1959, important orders for the engine were the Boeing 707 120B and Boeing 720B when American Airlines ordered one 707 powered by JT3D turbofans and KLM ordered a JT3D powered Douglas DC 8. Earlier 707s and DC 8s had been powered by the JT3C and JT4A turbojets, and the improved efficiency of the turbofan soon attracted the airlines. A JT3D powered 707 123B and 720 023B (the suffix B was to indicate a turbofan powered aircraft) entered service with American Airlines on the same day, March 12, 1961. The Boeing KC 135 Stratotankers were all originally powered by turbojet engines. With the demise of many airline 707s, the United States Air Force took the opportunity to buy the surplus airframes and use the engines to re fit the KC 135As used by the Air National Guard and reserve squadrons with the civilian JT3D (designated TF33 PW 102). Over 150 aircraft were modified and the former KC 135A was re designated the KC 135E. After long service for both airlines and air forces, the number of JT3D powered aircraft is steadily decreasing. One hundred thirty five KC 135s use the JT3D, while 354 were fitted with CFM International CFM56 engines, which provide greater thrust, lower fuel consumption, and increased operational flexibility due to their lower noise footprint. The noise of the JT3D is one of the reasons NATO has debated re fitting their E 3 Sentry AWACS fleet, since the aircraft are subject to restrictions that aircraft with modern engines are not. Operational flexibility would be further increased due to the ability of higher power engines to increase the ceiling of the aircraft, extending the horizon for radar surveillance; for instance, RAF, French and Saudi E 3s routinely fly higher than NATO/USAF counterparts. In 1961, the TF33 powered Boeing B 52H Stratofortress entered service. The "H" model of the B 52 was the only production variant of the heavy bomber to be fitted with turbofan engines, and is the only model remaining in United States Air Force service. It is expected to remain as a mainstay of the Air Force heavy bomber fleet until at least 2040, with options for replacing the 8 TF33 engines with more modern equivalents being considered. In April 2020, the USAF released a request for proposals for 608 commercial replacement engines, with the plan to award the contract in May 2021. In September 2021, the USAF announced that the TF33 would be replaced by the Rolls Royce F130.