Kraków 3.01.2017r.

 

An aircraft engine. Part 15

 

Kolejne silniki turboodrzutowe w UK

 

 

       Pierwsze silniki turboodrzutowe brytyjskie Dervent i Nene zostały już omówione. Będzie o nich jeszcze mowa w rozdziale o pierwszych silnikach turboodrzutowych na Wschodzie.

       Mimo, że trwała jeszcze druga wojna światowa badania i przemysł silników turboodrzutowych w Wielkiej Brytanii rozwijał się znakomicie. Powstawały kolejne coraz lepsze konstrukcje.

 

Metropolitan-Vickers F.2. 1941r.

 

         W kwietniu 1939 roku Frank Whittle dał pokaz pracy swojego silnika, który bezawaryjnie przepracował 20 minut. Wielu notabli zaczęło upatrywać w silniku turboodrzutowym nowy napęd samolotów. To spowodowało, że niemal natychmiast powrócono do konstrukcji „Betty”. Jeden z inżynierów firmy Metrovick, Dawid Smith zdecydował zakończyć mało efektywne prace nad silnikiem turbośmigłowym, koncepcji Alan Arnold Griffith i postanowił skoncentrować się na czystym silniku turboodrzutowym. Bazą były obliczenia dokonane dla konstrukcji „Betty” i turbiny „Freda”.

         W lipcu 1940 roku RAE podpisała kontrakt z firmą Metrovick na budowę silnika turboodrzutowego w oparciu o turbinę „Freda”. Opracowano kilka wersji z których wybrano jedną i oznaczono ją F.1. Pierwsze uruchomienie silnika Metropolitan-Vickers F.1 nastąpiło w listopadzie 1941 roku. Cały 1942 rok prowadzono testy naziemne, ale konieczne były testy w powietrzu. W przeciwieństwie do konstrukcji Frank Whitlle nie zdecydowano się na budowę samolotu doświadczalnego, tylko silnik Metropolitan-Vickers F.1zamontowano na latającym stanowisku badawczym. Był nim bombowiec Avro Lancaster Nr BT308, w którego komorze bombowej podwieszono silnik. Według innych danych silnik umieszczono w końcu kadłuba. Pierwszy lot wykonano w dniu 29 czerwca 1943 roku. W wyniku testów silnik poddano modyfikacji i tak powstała wersja Metropolitan-Vickers F.2.

            Turboodrzutowy silnik Metropolitan-Vickers F.1 określany skrótem Metrovick F.1 jest pierwszym Zachodnim silnikiem turboodrzutowym wyposażonym w sprężarkę typu osiowego. W swoim czasie był niezwykle zaawansowaną konstrukcją z nowoczesnymi rozwiązaniami. Sprężarka osiowa składa się z 9-stopni. W silniku Metropolitan-Vickers zastosowano także pierścieniową komorę spalania, która obecnie jest standardem. Po raz pierwszy zastosowano także 2-stopniową turbinę.

            Silnik jest jedno-wałowy, czyli ma jeden szpulę (pędnik), jak jest w zachodniej nomenklaturze. Model szpulki bardziej odpowiada modelowi: sprężarka, komora spalania, turbina. Polska nomenklatura „wał” jest zbyt ogólna.

             Początek pracy nad silnikiem Metropolitan-Vickers był bardzo obiecujący. Jednak stopniowo zainteresowanie konstrukcją malało. Powodów tego stanu rzeczy było kilka. Jednym z głównych był rozwój wydarzeń na frontach drugiej wojny światowej. (Rosnąca przewaga aliantów na zarazą germańską). Drugim powodem były zmiany własnościowe firm i fabryk w UK. Firma Metropolitan-Vickers została przejęta przez firmę Armstrong Siddeley. Trzecim powodem był rozwój konstrukcji silników Frank Whitlle, które uzyskiwały coraz lepsze parametry. Miały długą żywotność i dużą bezawaryjność.

              Jednak silnik Metropolitan-Vickers F.2 miał zdecydowanie większy potencjał. Prototypowe silniki Metropolitan-Vickers F.2 zamontowano na samolocie Gloster Meteor Nr DG204. Samolot pierwszy lot wykonał w dniu 13 listopada 1943 roku. Myśliwiec Gloster Meteor stał się pierwszy ma świecie samolotem, na którym testowano silniki turboodrzutowe ze sprężarkami odśrodkowymi (promieniowymi) i osiowymi. Zgodnie z oczekiwaniami silniki Metropolitan-Vickers F.2 miały większy ciąg i zapewniały większą prędkość wznoszenia i lotu poziomego. Silnik Metropolitan-Vickers F.2 miał ciąg 1 800 lbf (8,007 kN). Wkrótce udało się zwiększyć ciąg do 2 000 lbf (8,896 kN). W tym czasie silnik Whittle W.2B miał ciąg 1 600 lbf (7,117 kN). Lecz silnik Metropolitan-Vickers F.2 miał choroby wieku dziecięcego. Dużą awaryjność łożysk, przegrzewanie komory spalania, co prowadziło do deformacji i pięknieć dyszy wylotowej. Aby rozwiązać te problemy dokonano kilku istotnych zmian, które doprowadziły do powstania silnika Metropolitan-Vickers F.2/2 (sierpień 1942 roku). Zmieniono materiał z którego wykonywano turbinę ze stopu Rex 75 na NIMONIC 75. Sama pierścieniowa komora spalania została wydłużona o 6 in (15,24 cm). Ciąg uległ zwiększeniu do 2 400 lbf (10,675 kN). Problemu przegrzewania nie udało się całkowicie rozwiązać.

              Kolejna wersja silnika z 1943 roku, otrzymała oznaczenie Metropolitan-Vickers F.2/3. Miała rozwiązać problem przegrzewania. W silniku zmieniono pierścieniową komorę spalania na komorę dzbanową, tak jak w silnikach Frank Whitlle. Osiągnięto zamierzony efekt i ciąg zwiększono do 2 700 lbf (12,010 kN). Jednak w tym czasie kierownictwo firmy zdecydowało o jeszcze większym podniesieniu ciągu silnika.

             Wersja Metropolitan-Vickers F.2/4 Beryl. Silnik został wybrany przez firmę, która budowała bojowa łódź latającą Saunders-Roe SR.A/1. Silnik Metropolitan-Vickers F.2/4 Beryl został przetestowany na samolocie Avro Lancaster Mk.II Nr LL735. Początkowo ciąg był 3 250 lbf (14,456 kN). Następnie zwiększony do 3 850 lbf (17,125 kN) i ostatecznie do 4 000 lbf (17,792 kN). Dla porównania, współczesny silnik Dervent miał tylko 2 450 lbf (10,898 kN). Silnik Metropolitan-Vickers F.2/4 Beryl był najmocniejszą turbiną epoki. Niestety, program samolotu Saunders-Roe SR.A/1 został zakończony w 1947 roku. Silnik Metropolitan-Vickers F.2/4 Beryl wykorzystano jako napęd hydroplanu Bluebird K7, na którym ustanowiono siedem rekordów prędkości w latach 1955-1964.

 

 

 

 

               Dane silnika Metropolitan-Vickers F.2/2: Długość 159 in (4,04 m), średnica 34,9 in (0,89 m), masa własna 680 kg. 9-stopni sprężarki, pierścieniowa komora spalania wykonana ze stali żaroodpornej, turbina 2-stopniowa (osiowa, stopnie odsunięte znacznie od siebie). Paliwo nafta lotnicza (Kerosene - R.D.E. / F / KER). Ciąg startowy 2 400 lbf (10,675 kN). Kompresja sprężarki 3,5:1. Masowy przepływ powietrza: ~ 50.23lbs (~ 22,78 kg / s). temperatura spalin przed turbiną 750 °C. Jednostkowe zużycie paliwa: 1,07 lb / (lbf · h) (30 g / (kN · s)). Stosunek ciągu do masy: ~ 1,6:1.

             W kolejnych latach silnik Metropolitan-Vickers przekształcony został w udany silnik turboodrzutowe Sapphire.

 

Metropolitan-Vickers F.3 / F.5. 1943r.

 

             Silnik Metropolitan-Vickers F.3, mimo że wywodzi się z silnika Metropolitan-Vickers F.2, stał się właściwie zupełnie nową konstrukcją. Był pierwszym brytyjskim silnikiem turbo-wentylatorowym, a jednocześnie pierwszym na świecie silnikiem 3-wałowym (3-szpulowym). Jednak jego konstrukcja była inna od najbardziej popularnego i znanego później silnika 3-wałowego Rolls-Royce RB211. Wentylator został umieszczony w tyle silnika i nie był otunelowny. W 1942 roku z podzespołów przeznaczonych na silnik Metropolitan-Vickers F.2/2 zbudowano silnik Metropolitan-Vickers F.3. Bezpośrednio za turbiną wysokiego ciśnienia umieszczono moduł, który wprawiał w ruch dwa przeciwbieżne wentylatory. Budowa silnika była dojść skomplikowana. Sprężarka osiowa składała się z trzech segmentów (według innych źródeł czterech). Nieparzyste sekcje obracały się w prawo (zgodnie z ruchem wskazówek zegara), patrząc w kierunku lotu. Parzysta sekcja obracała się w lewo. Takie rozwiązanie pozwoliło na przeciwbieżną pracę wentylatora. Przed sprężarką umieszczono kierownice aerodynamiczne. Dalej nie było kierownic, bo kolejne sekcje sprężarki kręciły się w przeciwnych kierunkach.

              Testy silnika Metropolitan-Vickers F.3 wypadły obiecująco. Ciąg statyczny zwiększył się z 2 400 lbf (10,675 kN) do 4 000 lbf (17,792 kN). Drastycznie spadło zużycie paliwa z 1,05 do 0,65 funtów / (lbf · h) (od 30 do 18 g / kN · s), co było doskonałym wynikiem. Przy okazji spadł poziom hałasu, co było wynikiem wolniejszego przepływu powietrza przez zespół napędowy. Masa silnika w stosunku do odmiany bazowej wzrosła o 54 %. Mimo tego program został wstrzymany z uwagi na zakończenie drugiej wojny światowej.

Już po wojnie powrócono do koncepcji nieco ją modyfikując. Tak powstał silnik Metropolitan-Vickers F.5. Silnik otrzymał 4-stopniowa sprężarkę niskiego ciśnienia. Napędzała ona dwa przeciwbieżne śmigła. Każde wyposażone w sześć łopat, które zaklinowano pod stałym kątem. Silnik miał ciąg 4 710 lbf (20,951 kN) i niskie zużycie paliwa. W stosunku do silnika Metropolitan-Vickers F.2/4 Beryl masa silnika Metropolitan-Vickers F.5 wzrosła zaledwie o 26 %. Testowano także wentylatory o większej liczbie łopat.

             Prace nad silnikiem Metropolitan-Vickers F.5 przerwano w 1946 roku, kiedy firma sprzedała swoją działalność w dziedzinie turbin firmie Armstrong Siddeley.

 

 

Gloster Meteor 1943r.

 

            Decyzja o budowie samolotu bojowego Gloster Meteor zapadła w listopadzie 1940 roku. Samolot miał być napędzany dwoma silnikami Rolls-Royce Welland, do produkcji których już się przygotowywano. Silniki umieszczono w gondolach skrzydłowych, pomiędzy przednim i tylnym dźwigarem, co częściowo rekompensowało pękaty kształt silnika. Z tego właśnie powody silników nie umieszczono w gondolach podwieszanych. Silnik Rolls-Royce Welland miał ciąg 1 700 lbf (7,56 kN) i był oparty na silniku Power Jet W.2B/23C. Pierwszy lot wykonano w dniu 5 marca 1943 roku. Z tym napędem samolot osiągał prędkość 670 km/h na pułapie 3 000 m i miał zasięg 1 600 km. Uruchomienie zespołu napędowego zostało tak zautomatyzowane, że wystarczyło, aby pilot nacisną przycisk startera w kokpicie. Silnik poprzez przekładnię napędza generator prądu. Kokpit załogi jest ogrzewany przez upust sprężonego z jednego z silników. Pilot ciągiem silnika sterował ręcznie poprzez mechaniczną dźwignię zwiększającą dopływ paliwa do silnika. Zbyt gwałtowny ruch dźwignia gazu doprowadzał do pompażu silnika. W trakcie kolejnych prac ograniczono zjawisko pompażu poprzez modyfikacje silnika Rolls-Royce Welland jak i samego samolotu. Przy maksymalnych prędkościach Gloster Meteor miał tendencje do tracenia stateczności kierunkowej. Zwłaszcza w złych warunkach pogodowych. Piloci radzili sobie z tym problemem poprzez zmniejszanie prędkości lotu.

               Nieco później samoloty Gloster Meteor wyposażano w silniki Derwent, który był produkowany jako Rover B.26. Kolejnym był silnik Derwent V, który opierał się na silniku Nene.

              Samolotów Gloster Meteor zbudowano około 4 000 sztuk. Kilka sztuk służyło jako latające laboratoria na których testowano niemal wszystkie silniki turboodrzutowe budowane w UK, takich firm jak: Armstrong-Siddeley, Bristol Aircraft, Metropolitan-Vickers, De Havilland, czy silnik Rolls-Royce Avon.

 

 

De Havilland Vampire. 1943r.

 

              Samolot bojowy De Havilland Vampire był opracowany w UK równolegle z samolotem Gloster Meteor. Jednak w przeciwieństwie do niego otrzymał zespół napędowy złożony z jednego silnika turboodrzutowego. Silnik umieszczono w szczątkowym kadłubie, tuż za kabina załogi. Pierwszy lot samolot De Havilland Vampire odbył w dniu 20 września 1943 roku.

              Pojedynczy silnik niemal nie stał się powodem przerwania programu. Lecz skuteczne pokonanie wszystkich problemów i bardzo dobre osiągi samolotu spowodowały, że samolot zbudowano w ogromnej ilości około 3 300 sztuk. Samolot wszedł do służby dopiero w marcu 1946 roku, a więc po drugiej wojnie światowej. W pierwszej linii był do 1953 roku.

 

 

De Havilland Engine Company. Frank Halford

De Havilland Goblin. 1942r.

 

           Wspomniane powyżej pierwsze brytyjskie samoloty bojowe z napędem turboodrzutowym zostały przetoczone celowo, bo wiążą się z nimi nowe silniki turboodrzutowe. W ich opracowaniu dużą rolę odegrał inżynier Frank Halford.

Warto w tym miejscu napisać parę zdań o inż. Frank Halford (1894-1955). Był jednym z nielicznych inżynierów, którzy przysłużyli się rozwojowi silników tłokowych i turboodrzutowych jednocześnie. Najbardziej znanym jego silnikiem tłokowym był De Havilland Gipsy, który w 20/30-latach był podstawowym silnikiem samolotów lekkich. Frank Halford studiował na uniwersytecie w Nottingham, którego nie ukończył, bo w 1913 roku zgłosił się do szkoły lotniczej w Bristol, aby nauczyć się latać. Został tam instruktorem. Jako pilot walczył w pierwszej wojnie światowej. Wówczas to zajął się poprawą parametrów silników lotniczych. W 1923 roku założył własną firmę konsultingową w Londynie i zajął się projektowaniem chłodzonych powietrzem silników rzędowych De Havilland Gipsy, których produkcje rozpoczęła firma De Havilland. Frank Halford budował także silniki samochodowe i motocyklowe oraz pojazdy wyścigowe. Jego firma współpracowała ze znaną firmą Napier & Son, która także budowała silniki lotnicze. Wspólnie zbudowali potężny tłokowy silnik Napier Sabre o mocy 3 500 KM.

              W czasie drugiej wojny światowej Frank Halford zainteresował się silnikami turboodrzutowymi. Opracował nową sprężarkę odśrodkową z nowym wlotem powietrza od przodu. Zmodernizował dzbanowe komory spalania. W efekcie pracy Frank Halford opracował nowy silnik turboodrzutowy, który oznaczono jako Halford H.1 i był on niezwykle obiecujący. Program został przejęty przez firmę De Havilland, który wyprodukował go jako De Havilland Goblin. Firma Frank Halford została ostatecznie wykupiona przez koncern De Havilland. Od 1944 roku Frank Halford kontynuował prace nad silnikami strumieniowymi, turbośmigłowymi i rakietowymi.

             Silnik De Havilland Goblin miał być głównym napędem samolotów De Havilland Vampire oraz innych samolotów, jak np. Lockheed F-80 Shooting Star. Silniki dla tego samolotu miały być budowane w USA jako Allison-Chalmers J36. Do tego jednak nie doszło. Inżynierowie w UK natrafili na kilka istotnych problemów, które wydłużyły okres budowy i testów.

Silnik oprócz czołowego wlotu do sprężarki odśrodkowej miał 16 dzbanowych komór spalania i jednostopniowa turbinę. Wał silnika został podparty dwoma łożyskami: na obu końcach szpuli. W przeciwieństwie do silników Frank Whittle, które miały trzy łożyska. Układ dwóch łożysk znacznie ułatwiał remont. Silnik De Havilland Goblin był zwartą konstrukcją. Pierwsze uruchomienie silnika De Havilland Goblin nastąpiło w dniu 13 kwietnia 1942 roku W dniu 5 marca 1943 roku w powietrze wystartował Gloster Meteor z nowymi silnikami, a w dniu 26 września 1943 roku De Havilland Vampire.

             Silnik De Havilland Goblin rozpoczyna się czołowym chwytem powietrza, który składa się z owali wpisanych w okrąg. Tuż za chwytem znajduje się jednostronna sprężarka odśrodkowa. Z niej powietrze jest kierowane do 16-stu dzbanowych komór spalania. Dalej znajduje się 1-stopniowa turbina i stosunkowo długa dysza wylotowa. W zależności od wersji silnik De Havilland Goblin ma ciąg od 2 300 lbf (10,23 kN) do 3 750 lbf (16,68 kN). Oprócz samolotów brytyjskich (np. De Havilland DH.108 Swollow) silnik De Havilland Goblin napędzał samoloty doświadczalne Yankskie, włoskie (FIAT G.80) i szwedzkie (SAAB 21R). silnik napędzał także wodny ścigacz Bluebirt K.4.

 

 

             Dane silnika De Havilland Goblin D.H. II D.Gn 27 : długość 107 in (2,72 m), średnica 50 in (1,27 m), masa 703 kg. Paliwo nafta lotnicza (kerozyna R.D.E. / F / KER). Ciąg 3 000 lbf (13,34 kN). Kompresja 3,3:1. Przepływ powietrza 27,22 kg/s. Temperatura przed turbiną 800 stopni C. Zużycie paliwa 3,720 lb/hr (465 imp.gal/hr), (1,687 kg/h) or (2,114 l/h). stosunek ciągu do masy 1.9 lbf/lb (0.0186 kN/kg).

 

De Havilland Ghost. 1944r.

 

             Silnik De Havilland Ghost był czystym rozwinięciem silnika De Havilland Goblin . Początkowo nosił oznaczenie Halford H-2. Był to pierwszy silnik turboodrzutowy, który zamierzano wykorzystać w lotnictwie cywilnym, a konkretnie dla przewoźnika BOAC. Silnik napędzał takie konstrukcje jak: bojowy De Havilland Venom, komunikacyjny De Havilland Comet i był produkowany licencyjne w Szwecji jako RM-2 dla samolotu SAAB J-29 Tunnan.

 

 

                W 1943 roku doszło do spotkania Frank Halford z kierownictwem koncernu De Havilland. Rozmowa dotyczyła możliwości zastosowania silników turboodrzutowych w samolocie pasażerskim. Już wówczas mówiono, że samolot będzie się nazywał Comet. Wydawało się, że wystarczy nieznacznie zmodyfikować silniki Halford H-1. Jednak Frank Halford postanowił opracować nowy silnik, większy od Halford H-1. To w tym czasie nastąpiły zmiany własnościowe firmy konsultingowej Frank Halford, która została przejęta przez De Havilland Engine Company i nastąpiła zmiana nazw silników: H-1 Globin, H-2 Ghost.

                Silnik Halford H-2 otrzymał 10-komór spalania (puszek płomieniowych) większych niż w silniku H-1. Dopływ powietrza do każdej komory spalania został zrealizowany przez dwie rurki, które łączą się tuż przed puszką.

 

 

 

             Silnik De Havilland Ghost został przetestowany w 1944 roku. W powietrzu testy przeprowadzono w 1945 roku, czyli na długo zanim samolot Comet czy Venom były gotowe do lotu. W tym czasie De Havilland Ghost został wybrany przez szwedów dla programu JXR, którego efektem był samolot SAAB J-29 Tunnan. Silnik był produkowany w zakładach Svenska Flygmotor (późniejszy Volvo Aero) jako RM-2. Produkcja licencyjna silnika De Havilland Ghost była prowadzono także we Włoszech i Szwajcarii.

             Pierwszy wzlot samolotu pasażerskiego Comet z silnikami De Havilland Ghost nastąpił w dniu 27 lipca 1949 roku. Każdy silnik De Havilland Ghost 50 miał ciąg 5 000 lbf (22,24 kN). Jednak już w tym czasie dla samolotu Comet 2 przewidywano silniki Rolls-Royce Avon, które były w opracowaniu. Ponieważ nawet silnik Rolls-Royce Avon mogły się okazać za słabe dla nowej konstrukcji samolotu Comet, dlatego konstruktorzy zastosowali możliwie najcieńsze pokrycie, co było efektem katastrof, spowodowanych zmęczeniem materiałowym.

              Eksploatacja silników De Havilland Ghost zaczęła się w wrześniu 1949 roku. Silniki były budowane w kilku wersjach różniących się oznaczeniem (45, 48, 50, 103, 104 105) oraz ciągiem od 4 400 lbf (20,02 kN) do 5 150 lbf (22,91 kN). Silniki napędzały samoloty: Comet, Venom, Sea Venom, SAAB J-29 i inne.

             Dane silnika De Havilland Ghost 50 : długość 121 in (3,07 m), średnica 53 in (1,35 m), masa 2 218 lb (1 006 kg). Pojedyncza sprężarka odśrodkowa z centralnym dopływem powietrza. Stopień sprężania 4,6:1. 10-dzbanowych komór spalania. Pojedyncza turbina osiowa. Ciąg 5 000 lbf (22,24 kN). Paliwo nafta lotnicza. Zużycie paliwa 1.02 lb/hr/lbf .

 

Armstrong Siddeley Sapphire. 1946r.

 

          W 1946 roku UK miała już kilka sprawdzonych i udanych konstrukcji silników lotniczych. Jednak Brytyjczycy nie ustawali w ich rozwoju.

            Parę zdań o firmie Armstrong Siddeley. Ponieważ sprawy własnościowe i przekształcenia firm w UK w pierwszej połowie XX wieku były dojść dynamiczne, dlatego przedstawię tylko podstawowe informacje. Firma Armstrong Siddeley to dawne już nie istniejące brytyjski przedsiębiorstwo działające w branży motoryzacyjnej i lotniczej. Firma Armstrong Siddeley powstała z początkiem XX wieku. Zajęła się budową luksusowych samochodów. W trakcie wielkiej wojny światowej rozpoczęła produkcję silników lotniczych. Główne zakłady znajdowały się w Parkside. W 1919 roku przedsiębiorstwo zostało wykupione przez wielki wówczas koncern Armstrong Whitworth z Newcastle upon Tyne, który produkował samoloty. Powstała nowa firma o nazwie Armstrong Siddeley Motors Ltd, której główne zakłady nadal zajmowały się produkcją silników lotniczych. W 1927 roku nastąpiło połączenie z zakładami Vickers i powstała nowy koncern Vickers Armstrong, w którym podmiot Armstrong Siddeley Motors Ltd, był jednym z zakładów. W 30-latach zakład Armstrong Siddeley Motors Ltd stał się częścią zakładów Hawker Siddeley. W czasie drugiej wojny światowej, tuż po zakończeniu Bitwy o Anglię, zakład zajął się sprężarkami i silnikami turboodrzutowymi. Po wojnie zakład włączono do Bristol Aero Engines. W 1966 roku zakład połączono z koncernem Rolls Royce. Prawa do marki Armstrong Siddeley nabyło zrzeszenie Armstrong Siddeley Owners Club Ltd., które odkupiło je od koncernu Rolls-Royce w 1972 roku. Niemniej jednak logo Armstrong Siddeley już nie występuje na żadnych wyrobach.

             W 1946 roku zakład Armstrong Siddeley Motors Ltd przejął cały program rozwojowy silników Metropolitan-Vickers F. Pozostawiono nazwę Metropolitan-Vickers dodając do niej nazwę Sapphire. Postanowiono kontynuować nadawanie nazw własnych pochodzących od kamieni szlachetnych. Po Berylu Wybrano Sapphire (szafir). Nieco wcześniej zakład Armstrong Siddeley Motors Ltd pracował już nad własnymi turbinami, które oznaczono ASX. Po przejęciu spuścizny po Metropolitan-Vickers turbinę znacznie udoskonalono i nazwę przemianowano na ASSa.1. Turbina Armstrong Siddele ASSa.1 pojawiła się w 1948 roku, a po kolejnych zmianach otrzymała oznaczenie ASSa.2.

              Testy silnika Armstrong Siddele ASSa.2 rozpoczęto w dniu 1 października 1948 roku. W grudniu 1949 roku przeszedł próby porównawcze z konkurencyjnym silnikiem Avon. Silnik Armstrong Siddeley ASSa.2 osiągnął ciąg 7 380 lbf (32,827 kN). Silnik okazał się bardzo udany i wielu producentów lotniczych wybrało go jako napęd do swoich samolotów.

Silnik ASSa.3 o ciągu 7 500 lbf (33,36 kN) w listopadzie 1951 roku przeszedł pomyślnie test 150 godzin bezawaryjnej pracy.

Powstało kilka podstawowych wersji silnika Armstrong Siddele ASSa.2 Sapphire. Silnik Armstrong Siddele ASSa.5 Sapphire był silnikiem specjalnie przystosowanym do napędu naddźwiękowego myśliwca Electric P.1A Lightning w jego prototypie. Ważną zmianą było zastosowanie regulowanej dyszy wylotowej. Kolejne wersje samolotu otrzymały już silniki Avon. Silnik Armstrong Siddele ASSa.5 Sapphire ma ciąg 7 500 lbf (33,36 kN).

             Wersja silnika Armstrong Siddele ASSa.6 Sapphire ma ciąg 8 300 lbf (36,92 kN). Silniki zamontowano w Gloster Javelin FAW Mk.1, Hawker Hunter F.Mk.2 i F.Mk.5 i francuski prototypu Sud Ouest SO 4050 Vautour.

            Kolejna wersja Armstrong Siddele ASSa.7 Sapphire o ciągu 11 000 lbf (48,93 kN) był pierwszym silnikiem brytyjskim o ciągu ponad 10 000 lbf. Był użyty w kolejnych samolotach bojowych, między innymi: Gloster Javelin FAW Mk.7, Handley Page Victor B.Mk.1.

              Silniki Armstrong Siddele ASSa.2-7 Sapphire okazały się bardzo elastyczne w pełnym zakresie obrotów i prędkości postępowej samolotu. Nie było konieczności stosowania łopatek kierowniczych o zmiennych kątach zaklinowania (VIGV) oraz dodatkowych upustów ze sprężarki. Firma prowadziła testy z takimi łopatkami, ale efekty nie były przekonujące, a nawet dochodziło do gaśnięcia silnika.

             Największe problemy w eksploatacji silników Armstrong Siddele ASSa.7 Sapphire odnotowano na poddźwiękowych samolotach Gloster Javelin. Na tych samolotach pojawiło się zjawisko, które nazwano „centre-line closure”, w wolnym tłumaczeniu – „zamknięcie linii środkowej”. Chodzi o to, że podczas lotu wysoko manewrowego, z uwagi na kształt przodu kadłuba i chwytów powietrza, przed silnikiem może pojawić się wysoce zagęszczone powietrze, które może doprowadzić do uszkodzenia łopatek sprężarki. W efekcie pojawiały się groźne awarie silników. Problem był poważny, bo RAF eksploatował ponad 400 maszyn tego typu.

             Generalnie silniki Armstrong Siddele ASSa.7 Sapphire nie były wyposażone w dopalacz. Jednak powstała wersja Armstrong Siddele ASSa.7 LR Sapphire, wyposażona w dopalacz małej mocy, który zwiększał ciąg do 12 % na dużych pułapach. Firma Armstrong Siddele wychodziła z założenia, że dopalacz znacznie zwiększa zużycie paliwa, co drastycznie wpływa na skrócenie zasięgu, co w przypadku wyspiarskiego kraju, jakim jest Wielka Brytania, jest bardzo ważne.

              Produkcja silnika Armstrong Siddele ASSa.9 Sapphire rozpoczęła się również na licencji w USA przez firmę Wright Aeronautical jako Wright J65. Licencja została zakupiona w 1950 roku z zamiarem uruchomienia produkcji w 1951 roku. Jednak nastąpił dwuletni poślizg i silniki seryjne pojawiły się w 1953 roku. Silnik Wright J65 napędzał takie samoloty jak: McDonnell Douglas A-4 Skyhawk, Grumman F-11 Tiger, Martin B-57 Canberra, Lockheed XF-104, North American FJ-3 Fury, North American FJ-4 Fury, Republic F-84F Thunderstreak i inne.

 

 

              Dane silnika Armstrong Siddele ASSa.7 Sapphire: długość 125,2 in (3,18 m) (silnik z dopalaczem ASSa.7 LR ; 293 in (7,44 m)), średnica 37,55 in (0,95 m), masa 3 050 lb (1 383 kG), (ASSa.7LR 3,180 lb (1,442 kg)). Sprężarka 13-stopniowa. Komora spalania pierścieniowa z 24 palnikami. Turbina 2-stopniowa. Paliwo nafta lotnicza kerosene to DERD 2482 or DERD 2486. Ciąg silnika 11 000 lbf (48,93 kN), a z dopalaniem 12 390 lbf (55,11 kN). Jednostkowe zużycie paliwa: 0,885 lb / hr / lb (90.214 kg / kN / h) przy starcie. Stosunek ciągu do masy: 3,607 lbf / lb (0,035 kN / kg).

 

Rolls Royce Avon. 1946r.

 

            Rolls Royce Avon był pierwszym silnikiem turboodrzutowym ze sprężarka osiową zaprojektowany w firmie Rolls Royce. Okazał się niezwykle udany. Był używany w lotnictwie wojskowym, cywilnym, wykorzystywanym do napędu okrętów i turbiny stacjonarne. Samolot English Electric Canberra jako pierwszy samolot z silnikami turboodrzutowymi przeleciał Atlantyk. Samolot Comet 4 jako pierwszy samolot komercyjny z silnikami turboodrzutowymi pokonał Atlantyk (1958 rok). Zbudowano ponad 11 000 sztuk silników Rolls Royce Avon. Produkcja silnika zakończyła się w 1974 roku, po 24 latach nieprzerwanej produkcji.

             Silnik Rolls Royce Avon był projektowany dla napędu samolotu Electric Electric Canberra, jako AJ.65 o ciągu 6 500 lbf (28,91 kN). Bazą był silnik Rolls-Royce Nene, w którym zastąpiono sprężarkę odśrodkową, sprężarka osiową. Prace rozpoczęto w 1945 roku. Początkowo projekt był prowadzony w zakładzie w Barnoldswick, by w 1948 roku przenieść prace do zakładu w Derby. Pierwsze uruchomienie silnika nastąpiło w 1946 roku. W trakcie prac silnik otrzymał 12-stopniową sprężarkę osiową oraz regulowane kierownice na wlocie i upust w rejonie czwartego-stopnia. Silnik przeszedł 25-godzinny test, po czym w sierpniu 1948 roku wykonano testy na latającym laboratorium Avro Lancastrian VM732.

              W trakcie kolejnych prac silnik poddawano kolejnym modyfikacjom. Zmieniano liczbę stopni sprężarki (13-15-stopni). Przeprojektowywano komory spalania. Były komory pierścieniowo-rurowe i pierścieniowe. Również turbina przechodziła zmiany. Pierwsza wersja produkcyjna silnika Rolls Royce Avon RA.3 / Mk.101 o ciągu 6 500 lbf (28,91 kN) trafiła do produkcji w 1950 roku i trafiły do napędu samolotów English Electric Canberra. Kolejne wersje silnika były coraz mocniejsze i napędzały kolejne samoloty: wojskowe: CAC Sabre, de Havilland Sea Vixen, English Electric Lightning, Fairey Delta 2, Ryan X-13 Vertijet, SAAB Lansen, SAAB J-35 Draken, Supermarine Scimitar, Vickers Valiant, cywilne: De Havilland Comet, Sud Aviation Caravelle. Opracowano także wersje z dopalaczami. Najmocniejszy był Rolls Royce Avon RA.29 / Mk.301 / RB.146 o ciągu 12 690 lbf (56,46 kN), a z dopalaniem 17 110 lbf (76,11 kN).

 

 

           Silnik Avon znalazł także zastosowania w energetyce, jak stacjonarne źródło napędu. Przykładem jest Avon 1533, który przy 7 900 obr/min ma sprawność cieplną 30 % i generował moc 14,9 MW. Stacjonarne turbiny oparte na silniku Avon okazały się niezwykle trwałe i niezawodne.

Dane silnika Rolls Royce Avon Mk.301: długość 126 in (3,20 m), średnica 35,7 in (0,907 m), masa 1 310 kg, silnik składa się z 15-stopniowej sprężarki osiowej, komora spalania pierścieniowo-rurowa, 2-stopniowa turbina, paliwo nafta lotnicza, o ciągu 12 690 lbf (56,46 kN), a z dopalaniem 17 110 lbf (76,11 kN). Kompresja sprężarki 7,45:1. Zużycie paliwa 0.932 lb/(lbf·h) lub 26.4 g/(kN·s). Stosunek ciągu do masy 5,66:1.

 

De Havilland Gyron 1953r.

 

             Silnik De Havilland Gyron był ostatnim projektem silnika turboodrzutowego słynnego Frank Halford. Silnik początkowo nosił oznaczenie Halford H-4. Projekt był rozwijany przez samego Frank Halford, który był już pracownikiem firmy De Havilland. W firmie De Havilland program początkowo oznaczono PS.23, a następnie PS.52 Gyron. Później silnik De Havilland Gyron stał się bazą dla mniejszego silnika De Havilland Gyron Junior, który był wersją o mniejszym ciągu o około 45 %.

De Havilland Gyron był najmocniejszym silnikiem epoki, przeznaczony dla celów wojskowych. Zapewniał ciąg 20 000 lbf (88,96 kN) bez dopalania oraz 27 000 lbf (120,10 kN) z dopalaniem. Dla tak mocnego silnika nie było zbyt wielu wówczas zastosowań, stąd pomysł na silnik De Havilland Gyron Junior. Oprócz tego, że silnik otrzymał sprężarkę osiową, to od samego początku był projektowany jako silnik dla prędkości naddźwiękowej. Pierwsze uruchomienie silnika De Havilland Gyron nastąpiło w 1953 roku. Próby w locie rozpoczęto w 1955 roku na bombowcu Short Sperrin (pierwszy lot w 1951 roku), który był standardowo napędzany silnikami Rolls-Royce Avon. Silnik De Havilland Gyron miał wówczas ciąg 18 000 lbf (80,07 kN).

              Silnik De Havilland Gyron został wybrany dla kilku nowych projektów. Problem w tym, że w związku z wydaniem przez ministerstwo lotnictwa tak zwanej Białej Księgi programy te zostały anulowane. W marcu 1957 roku program De Havilland Gyron został odwołany. Całkowity jego koszt wyniósł 3,4 mln £.

             Dane silnika De Havilland Gyron: długość 155,5 in (3,95 m) bez dopalacza, średnica 55,2 (1,40 m), masa 4 270 lb (1 940 kg) bez dopalacza. Silnik ma 7-stopniowa sprężarkę, 2-stopniowa turbinę. Ciąg 20 000 lbf (88,96 kN) bez dopalania. Kompresja 5,6:1. Przepływ powietrza 285 lb/s. Zużycie paliwa 1.04 Ib./hr/lb.

 

                Silnik De Havilland Gyron Junior, czyli mniejszy De Havilland Gyron. Prace nad silnikiem rozpoczęto w 1954 roku, jako projekt Study 43. Przepływ powietrza przez silnik zmniejszono o 40 %. Pierwsze uruchomienie silnika De Havilland Gyron Junior nastąpiło w sierpniu 1955 roku. Silnik był przeznaczony dla samolotu Blackburn Buccaneer S.1, który miał wejść na uzbrojenie RAF NAVY jako samolot szturmowy. Samolotów Blackburn Buccaneer S.1 zbudowano 40 sztuk. Zbudowano około 90 seryjnych silników De Havilland Gyron Junior. Następna wersja samolotu Blackburn Buccaneer S.2 otrzymała silniki Rolls-Royce Spey.

Silnik De Havilland Gyron Junior otrzymał ruchome łopatki kierownicze, podobnie jak silnik J59. To rozwiązanie ułatwia przyspieszenie silnika od biegu jałowego do dużej siły ciągu. Jednak konstrukcja tego mechanizmu była niewłaściwa. Występowały znaczne wzrosty ciśnienia. Ratunkiem było otwieranie bocznego upustu powietrza ze sprężarki do chłodzenia łopatek turbiny. Mimo to praca turbiny była mało stabilna. W grudniu 1970 roku doszło do dwóch awarii silników De Havilland Gyron Junior, których efektem była utrata dwóch samolotów. Po zbadaniu przyczyn wypadków, silniki De Havilland Gyron Junior zostały uziemione na zawsze.

                Dwa silniki De Havilland Gyron Junior z dopalaczami zostały wykorzystane do napędu eksperymentalnego samolotu Bristol 188 o prędkości Ma 2. Samolot służył między innymi do testów nagrzewania się powłoki maszyny przy prędkościach naddźwiękowych. Jednak okazało się, że silniki nie były w stanie utrzymać dużej prędkości w sposób ciągły, a tylko kilka minut. To był za krótki czas, aby zebrać odpowiedni materiał doświadczalny.

Silniki De Havilland Gyron Junior użyto do napędu jednego samolotu Gloster Javelin oraz jeszcze w dwóch innych konstrukcjach.

 

 

               Dane silnika De Havilland Gyron Junior: silnik jest jedno-wałowy (jedna szpula). Długość 102.9 in (2.61 m), średnica 41.1 in (1.04 m). Składa się z 7-stopniowej sprężarki osiowej z nastawnymi łopatkami kierownic między-stopniowych (Variable Inlet GuideVanes - VIGV). Pierścieniowa komora spalania z 13-stoma palnikami typu „zalanie”. 2-stopniowa turbina. Paliwo nafta lotnicza (kerozyna). Kompresja 6,4:1. Masa przepływającego powietrza 123 lb/s (55,8 kg/s). Temperatura przed turbiną 1 200 stopni C. Ciąg 14 000 lbf (62,28 kN).

 

Opracował Karol Placha Hetman