Armstrong Siddeley Sapphire

Введение

1940-е годы Британский турбореактивный авиационный двигатель реактивный двигатель Armstrong Siddeley Sapphire - британский турбореактивный двигатель, который был произведен компанией Armstrong Siddeley в 1950-х годах. Это было окончательным развитием работы, которая началась как Metrovick F.2 в 1940 году, превратившись в передовую конструкцию осевого потока с кольцевой камерой сгорания, которая развивалась над ранними версиями Hawker Hunter и Handley Page Victor, а также каждой Gloster Javelin. Производство также было начато по лицензии в Соединенных Штатах Wright Aeronautical как J65, питая ряд американских конструкций. Основным конкурентом Sapphire был Rolls Royce Avon.

Проектирование и разработка

Эволюция дизайна Sapphire началась в Metropolitan Vickers (Metrovick) в 1943 году как ответвление проекта F.2. С F.2 достигнув качества полета примерно в 1860, Метровик обратился к производству более крупных конструкций, как увеличенный F.2 известный как Beryl, так и гораздо более крупный F.9 Sapphire. (Названия были выбраны после решения использовать драгоценные камни для будущих названий двигателей). В конечном итоге Beryl получил тягу в 4000 фунтов (18 кН), но единственный проект, который был выбран, Saunders Roe SR. A/1, был отменен. Министерство снабжения (MoS) обозначило F.9 как MVSa.1. В 1948 году Метровик покинул авиационную промышленность. Армстронг Сиддли, у которого уже была собственная турбина ASX, взял MVSa.1, теперь переименованный в ASSa.1. После перепроектирования он появился как ASSa.2. В декабре 1949 года ASSa.2 завершил приемную проверку на его конкуренте, Avon RA.3 имел проектный толчок на то время. Ряд компаний проявили интерес к Sapphire, и он считался либо основным, либо резервным двигателем для большинства британских моделей конца 40-х и начала 50-х годов. ASSa.5 с тягой использовался только на английском электрическом P.1A, прототипе Lightning. Для расширения предельной производительности при испытаниях стабильности и контроля был установлен простой фиксированный нагреватель для сопла с предельной скоростью около 1,1 Маха до более 1,5 Маха. Будущие версии Lightning были оснащены двигателем Avon. ASSa.6, , использовался на Gloster Javelin FAW Mk.1, Hawker Hunter F. Mk.2 и F. Mk.5, а также на прототипе Sud Ouest SO 4050 Vautour. Более высокая тяга ASSa.7 at была первым британским двигателем, который был оценен выше, и он работал на Gloster Javelin FAW Mk.7, Handley Page Victor B. Mk.1 и прототипе швейцарского истребителя-бомбардировщика FFA P 16. Компрессор Sapphire работал хорошо, без перепадов, в течение всего диапазона оборотов в минуту без необходимости использования переменных впускных проводников (VIGV) или кровотечения. Однако ранние стадии компрессора страдали от усталости из-за ротационного застоя при низких оборотах в минуту, и были включены различные исправления, такие как шнурочный провод. Куртисс Райт ввел переменные рампы на Wright J65 на входе в компрессор, чтобы предотвратить задержку и возбуждение лопасти. Армстронг Сиддли испытал аналогичное решение на Sapphire, но вместо этого включил изменения в лезвия, чтобы уменьшить реакцию лезвия на задержку. Кейгилл утверждает, что одна из самых серьезных проблем, с которыми сталкивается Gloster Javelin, была вызвана "закрытием центральной линии" на двигателе Sapphire. Полет через густые облака может привести к уменьшению корпуса компрессора и раздражению лопастей, что приведет к катастрофическим сбоям двигателя и потере самолета. "Закрытие центральной линии" также вызвало сбой Sapphire на Victor B.1. Для ASSa.7 Javelin требовался запасный двигатель с ограниченным усилением, что сделало его ASSa.7LR. Для восстановления перехватных возможностей бомбардировщиков, потерянных при перевозке новых ракет де-Хавилленда Firestreak, на больших высотах требовалось увеличение на 12%. и "Bristol Simplified Reheat" (BSR), с около 16% ускорением при взлете, испытанных на двигателях Derwent V, Orenda, Olympus и Orpheus.

Design evolution of the Sapphire started at Metropolitan Vickers (Metrovick) in 1943 as an offshoot of the F.2 project. With the F.2 reaching flight quality at about , Metrovick turned to producing larger designs, both an enlarged F.2 known as the Beryl, as well as the much larger F.9 Sapphire. (The names were chosen after a decision to use gemstones for future engine names). The Beryl eventually developed 4,000 lbf (18 kN) thrust, but the only project to select it, the Saunders Roe SR. A/1, was cancelled. The Ministry of Supply (MoS) designated the F.9 as the MVSa.1. In 1948 Metrovick exited the jet engine industry. Armstrong Siddeley, who already had a turbine development of their own, the ASX, took over the MVSa.1, now renamed ASSa.1. After a redesign it emerged as the ASSa.2. In December 1949 the ASSa.2 completed an acceptance test at Its competitor, the Avon RA.3 had a design thrust of at that time. A number of companies expressed interest in the Sapphire, and it was considered as either the main or backup powerplant for most British designs of the late '40s and early '50s. The ASSa.5 with thrust was used only on the English Electric P.1A, prototype for the Lightning. A simple fixed nozzle reheat was fitted to extend the performance boundary for stability and control testing from about Mach 1.1 to beyond Mach 1.5. Future versions of the Lightning were powered by the Avon. The ASSa.6, , was used on the Gloster Javelin FAW Mk.1, Hawker Hunter F. Mk.2 and F. Mk.5, and the prototype Sud Ouest SO 4050 Vautour. The higher thrust ASSa.7 at was the first British engine to be rated above and it powered the Gloster Javelin FAW Mk.7, Handley Page Victor B. Mk.1 and a prototype Swiss fighter bomber, the FFA P 16. The Sapphire compressor operated well, free from surging, over its complete RPM range without the need for variable inlet guide vanes (VIGV) or bleed. However, early compressor stages suffered from fatigue due to rotating stall at low RPM and various fixes, such as lacing wire, were incorporated. Curtiss Wright introduced variable ramps on the Wright J65 at the entry to the compressor to prevent the stalling and blade excitation. Armstrong Siddeley tested a similar solution on the Sapphire but incorporated blade changes instead to reduce the blade response to the stalling. Caygill states that one of the most serious problems encountered throughout the life of the Gloster Javelin was caused by "centre line closure" on the Sapphire engine. Flying through thick cloud could cause the compressor case to shrink and rub the blades causing catastrophic engine failures and loss of the aircraft. "Centre line closure" also caused a Sapphire failure on a Victor B.1. An afterburner with limited boost was required for the Javelin's ASSa.7, making it the ASSa.7LR. 12% boost was required at high altitudes to regain the bomber intercept performance that had been lost carrying the new de Havilland Firestreak missiles. and "Bristol Simplified Reheat"(BSR), with about 16% boost at take off, tested on Derwent V, Orenda, Olympus and Orpheus engines.