آشنایی با پیشرانه JTF-30

[EBRAHIM 153]

[b][align=center][color=darkred][size=18]Pratt & Whitney TF30-JTF10A[/size][/color]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_800px-TF30_turbofan_in_an_F-14A.JPEG[/img]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_22426.jpg[/img][/align]

[color=darkblue]موتور توربوفن JTF10 ( که با نام نظامی TF30 شناخته میشود ) اولین موتور توربوفن با پس سوز ساخت شرکت پرات اند ویتنی می باشد که کار طراحی و ساخت ان در سال 1959 شروع شد . در سال 1962 توسط وزارت دفاع ایالات متحده به عنوان اولین پیشرانه ی توربوفن با پس سوز برای جنگنده ی جدید ( که تحت عنوان پروژه ی TFX که بعد ها منجر به تولید هواپیماهای F111 شد ) انتخاب شد و در سال 1964 اولین پرواز خودش را بر بستر هواپیمای F111 با موفقیت به انجام رساند .
موتور TF30 را میتوان یکی ناموفق ترین و بدشانس ترین محصول ساخت شرکت پرات اندویتنی دانست موتوری که علارغم داشتن ویژگی های عملیاتی بالا به علت مشکل مادر زادی * واماندگی * که از بدو تولد تا اخر خدمت گریبان گیرش بود نتوانست هوانند دیگر محصولات ساخت این شرکت موفق باشد .
در این مقاله سعی داریم تا به ویژگی های بارز این موتور وهمچنین عواملی که مانع موفقیت این موتور شدند را بررسی کنیم.

[align=center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_300px-TF30i.jpg[/img][/align]

اواخر دهه ی 50 میلادی را می توان سال های اوج فعالیت شرکتهای موتورسازی جهان دانست ، شرکت های مطرح موتور سازی جهان دست به ساخت نسل جدیدی از موتورهای روز جهان زدند موتورهایی که به واسطه ی استفاده از تکنولوژی فن جت دارای ویژگی های خوبی همچون سرعت بالا ، نسبت رانش به وزن بالا ، پس سوز با راندمان و کاهش مصرف سوخت بودند .
از جمله ی این شرکتها ، شرکت معروف موتور سازی پرات اند ویتنی بود که اقدام به طراحی جدید ترین نسل موتور های نظامی جهان کرد «« موتور توربوفن با پس سوز »»

[align=center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_f135_fte2.jpg[/img]
س
[url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/TF30_Side_Cut_Compressor_LP.jpeg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_TF30_Side_Cut_Compressor_LP.jpeg[/img][/url][url=http://gallery.military.ir/albums/userpics/TF30_Side_Cut_Compressor.jpeg][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/thumb_TF30_Side_Cut_Compressor.jpeg[/img][/url]
[/align]

کار طراحی این موتور در سال 1958 اغاز شد و مراحل ساخت اولین پیش نمونه ی این موتور در سال 1959 اغاز شد .درسال 1961 وزارت دفاع ایالات متحده نیاز نیروی هوایی و دریایی خود را به یک جنگنده / بمب افکن مافوق صوت و ناونشین در قالب پروژه ی TFX اعلام کرد و از تمامی شرکت های مطرح هواپیماسازی ان زمان درخواست شرکت دراین مناقصه را کرد. درسال 1962 شرکت جنرال داینامیک ( امروزه لاکهید مارتین )با طرح F111برنده ی این مناقصه اعلام شد.در این مناقصه موتور توربوفن TF30-P1 ( اولبن مدل ساخته شده ) به عنوان قلب تپنده ی این هواپیما انتخاب شد. ساخت اولین پیش نمونه ی F111 درپاییز سال 1963 اغاز شد واولین F111 در 15 اکتبر سال 1964 یعنی 16 روزدتر از برنامه از پیش تعیین شده اماده شد. در سوی دیگر شرکت پرات اندویتنی در حال انجام اخرین مراحل تست موتورTF30-P1 خود برای انجام اولین پرواز بر بستر F111A بود ، شرکت پرات اند ویتنی اخرین مرحله ی تونل باد موتورTF30 را برای سازگاری ورودی هوای موتور در سال 1964 انجام داد.

[align=center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/General_Dynamics_F-111A_%2528third%2529_061003-F-1234S-009.jpg[/img][/align]

واما روز موعود فرا رسید ماه دسامبر ماه پرواز دو تکنولوژی جدید بود پرواز جدیدترین نسل موتورهای نظامی جهان بر بستر جدید ترین نسل جنگنده بمب افکن های جهان اولین موتور توبوفن با پس سوز نظامی جهان بربستر اولین F111 ( یا بهتره بگیم اولین VTF30 بر بستر اولین VF111 ) . اولین پرواز هر دوتکنولوژی جدید با موفقیت انجام شد هردوشرکت به موفقیتهای بزرگی دست پیدا کرده بودند خصوصا پرات اند ویتنی !
درسته که شرکت پرات اند ویتنی تنها شرکتی نبود که بر روی موتورهای توربوفن با پس سوز کارمیکرد ولی این شرکت اولین شرکت موتورسازی در جهان بود که این نسل از موتورها را در جهان عملیاتی کرد .

مدل های مختلف :TF30

TF30-P-1
اولین سری موتورهای پرات اند ویتنی TF30 این مدل بود که در سال 1964 بر روی هواپیمای جنرال داینامیک F111A نصب شد.

[align=center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_20090810075042587.jpg[/img][/align]

TF30-P-2
این مدل با TRUST برابر 10,200 پوند (45.5KN ) درهواپیمای دو موتوره F6D Missileer نصب شد.

TF30-P-3
این مدل با تراست 10,750 پوند ( با پس سوز ) بر روی F111 A/D/E نصب شد.

TF30-P-5
این مدل بر روی نخستین 67 فروند A-7E نصب شد ( این مدل فاقد پس سوز بود )

TF30-P-6
با مجموع تراست 11,353 پوند بر روی A-7A نصب شد ( این مدل فاقد پس سوز بود )

[align=center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_a-7_2.jpg[/img][/align]

TF30-P-7
این مدل بر روی FB 111A نصب شد.

TF30-P-8
با مجموع تراست 12,159 پوند بر روی A-7B نصب شد ( این مدل فاقد پس سوز بود )

TF30-P-9
این مدل با مجموع تراست 20,907 پوند بر روی F111D/E نصب شد
مدل های D و E دارای مشکلاتی در زمینه ی ورودی هوای این موتور داشتند این مشکل با طراحی دوباره ورودی هوای موتور برطرف شد.

TF30-P-12
این مدل با مجموع تراست 22000 پوند بر روی هواپیمای F111B نصب شد.

TF30-P-18
این مدل با مجموع تراست 15000 پوند بر روی هواپیمای A-7F نصب شد ( این مدل فاقد پس سوز بود)

TF30-P-100
با مجموع تراست 25,100 پوند ( با پس سوز ) بر روی هواپیمای F111F نصب شد.
این موتور درسال 1985-1986 به TF30-P-111 ارتقا داده شد.

TF30-P-103
این مدل با تراست 18000 پوند بر روی F111C نیروی هوایی استرالیا نصب شد.

TF30-P-107
این مدل با تراست 19,980 پوند بر روی F111G نیروی هوایی استرالیا نصب شد.

TF30-P-108
این مدل بعدها بر روی F111C نیروی هوایی استرالیا نصب شد.

TF30-P-109
این مدل بر روی F111C/G نیروی هوایی امریکا نصب شد.

TF30-P-408
این مدل با مجموع تراست 13,400 پوند بر روی A-7B/CE و A-7P ، EA-7 L ، TA-7C/P نصب شد.

TF30-P-412
این مدل با مجموع تراست 20,900 پوند بر روی F14A نصب شد.
این موتور بر روی F14A مشکلات زیادی را به وجود اورد.
واماندگی کمپرسور خصوصا در زاویه ی حمله ی زیاد وحرکت سریع اهرم گاز و مشکلات ورودی هوای موتور از جمله ی بزرگترین مشکلات این موتور بود

TF30-P-414
ارتقای TF30-P-414 در ماه مارس 1969 اغاز شد و این موتور در سال 1982 وارد خدمت شد ( گفتنی هست که مدل های اولیه ی این موتور در دهه ی 70 بر روی F14A ایران نصب شد)
این مدل با مجموع تراست 20,900 پوند دارای 3 فن سه مرحله ای با کنارگذر پایین بود.

[align=center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_24964.jpg[/img][/align]

و اما سخن اخر:
این موتور هم نتوانست به طور کامل مشکل واماندگی موتور هواپیماهارو حل کند.پس 18 مدل ارتقا و 28 سال خدمت زمان ان فرا رسیده بود تا نیروی هوایی ایالات متحده از دست موتورهای پرمشکل TF30 خلاص شود.
سر انجام موتورF110 جنرال الکتریک با تراست 25000 پوند وارد کارزار شد و سپس F14B/D همگی به این موتور مجهز شدند.گفتنی است که قرار بود F14A نیروی هوایی ایران در اولین مرحله اورهال خودش در سال 60-62 به موتورهای F110 مجهز شود که با مقوع انقلاب در ایران این امر هیچ گاه عملی نشد.

تفاوت موتورهای توربوفن TF30-P-414A و F110-GE-400

موتورهای توربوفن مورد استفاده در اف-14 تامکت :
TF30-P-414A :

[align=center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_f14-detail-engine.gif[/img][/align]

قطر موتور : 1245میلی متر
وزن : 1825 کیلوگرم
Air Mass Flow : 118 kg/s
بیشترین حرارت در محفظه ی احتراق :1590 کلوین
Thrust : 68 kN
حدود 15100 پوند
Thrust با Afterburner :
112 kN
حدود 24800 پوند

F110-GE-400 :

[align=center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_f14-detail-engine-f110.gif[/img][/align]

قطر موتور : 1180میلی متر
وزن : 1740کیلوگرم
Air Mass Flow : 120 kg/s
بیشترین حرارت در محفظه ی احتراق :1745کلوین
Thrust : 73.8 kN
حدود 16400پوند
Thrust با Afterburner :
124.5 kN
حدود 27600 پوند [/b][/color]

[align=center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_020926-n-2781v-170_1280.jpg[/img]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_f14_116.jpg[/img]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_a7_01.jpg[/img]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_f-111-02.jpg[/img]
[img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/F-111-options.png[/img][/align]

[color=red][b]ترجمه ای از: [url=http://www.scramble.nl/wiki/index.php?title=Pratt_%26_Whitney_TF30]www.scramble.nl[/url]
منبع: [url=http://www.aerospacetalk.ir/vb/showthread.php?t=32534]Aerospacetalk[/url]
[/b][/color]

[djmerikhi 2]

خسته نباشيد مطلب جالبي بود ...
به نظرم بد نيست در مراحل اول اين مشكل واماندگي موتور را در دانشگاه ها به عنوان پروژه تعريف كنيم تا بشه حداقل مشكل را برطرف يا كاهش داد و هم بتوان ازآن به عنوان بستري براي توليد موتور ملي استفاده كرد
البته به نظرم قبلا يكبار توي نمايشگاه از موتوري كوچكتر از J85 كه ساخت ايران بود پرده برداري شد ولي ديگه خبري از اون نشد.

[xx222ir 23]

سلام

خسته نباشي ، زحمت زيادي كشيدي ، ممنون .

[SAEID 2,833]

با اینکه موتور مشکل داری هست اما انصافا برای ایران خوب خدمت کرد درسته گاها مشکلاتی ایجاد کرد و باعث از دست دادن چند فروند اف14 شد در کل موتور خوبی بود. در ضمن مهارت خلبانان ایرانی را در درست کار کردن این موتور نباید از قلم انداخت.

[Blaze 90]

ممنون ابراهیم جان

گویا چند سال پیش بعد از کلی تحقیق و طراحی مشکل استال این موتور با تغیییراتی که در کمپرسورش دادن حل شده.

البته این سخنان رسمی مقامات نیروی هوایی که مربوط به چند سال پیش میشه هست که فقط گفتن مشکل استال بر طرف شده و به نکات جزئی اشاره ای نکردند.

[Electro_officer 13,798]

دست شما درد نکنه حاجی...
تصاویر برش فنی که گذاشتی باعث افزایش سطحی کیفی مطلب میشن. شما بر مکانیک هوایی برادر! شایدم رفتی....!
یک سوال: موتورهای دارای پس‌سوز چه معایبی میتونند داشته باشند؟

[safir-omid 101]

ایا در ایران توان ساخت قطعات چنین موتوری وجود دارد.

[reza-m 0]

[quote]ایا در ایران توان ساخت قطعات چنین موتوری وجود دارد. [/quote]

فکر نمی کنم ؟؟؟

ولی دوستانی که آشنا تر و فنی تر هستند بایند اظهار نظر بکنند .

[MOHAMMAD 6,333]

با تشکر از برادر ابراهیم.

در زمان خودش موتور نسبتا خوبی بود ولی خب مشکلات خاص خودش رو داشت، به قول یکی از خلبانان اف 14 در زمان داگ فایت همیشه می بایست یه چشممون به دور شمار موتور باشه و مواظب استال کمپرسور باشیم. . .

[quote]یک سوال: موتورهای دارای پس‌سوز چه معایبی میتونند داشته باشند؟[/quote]

[Electro_officer 13,798]

ببخشید مشکلی بیده؟ من کلا کارم تو نیروی هوایی میلنگه برادر!
منظورم اینه که کارکردن با پس سوز چه مشکلاتی برای هواپیما میتونه ایجاد کنه برادر....

[Blaze 90]

[quote] منظورم اینه که کارکردن با پس سوز چه مشکلاتی برای هواپیما میتونه ایجاد کنه [/quote]
دو مشکل اساسی داره:
1- در حد فاجعه میزان مصرف سوخت رو افزایش میده.

2- اگر بیشتر از چند دقیقه پس سوز روشن باشه خود قطعات ذوب میشن و موتور دیگه از بین میره.

[Electro_officer 13,798]

[quote]دو مشکل اساسی داره:
1- در حد فاجعه میزان مصرف سوخت رو افزایش میده.

2- اگر بیشتر از چند دقیقه پس سوز روشن باشه خود قطعات ذوب میشن و موتور دیگه از بین میره.[/quote]
حالا اگه هواپیما در حال گریز باشه و نیاز به سرعت بالا داشته باشه آیا روشن کردن پس سوز به ضرره؟ مثلا اگه دشمن اقدام به شلیک موشک حرارتی کنه و شما هم نیاز به سرعت بالایی داشته باشی آیا روشن کردن پس سوز کار درستیه؟ اثر حرارتی که پس سوز میزاره مشکلی جدی به حساب نمیاد؟

[worior 26,130]

[quote]2- اگر بیشتر از چند دقیقه پس سوز روشن باشه خود قطعات ذوب میشن و موتور دیگه از بین میره.
[/quote] در پس سوز ها و موتور هاي موشك از هواي كنار گذر در حاشيه اطراف مجرا پس سوز (ونتوري) استفاده ميكنند تا دما منتقل بشه و حرارت مستقيم با سطح در ارتباط نباشه ...
پس مشكلي پيش نمياد ...

اما احتمالا كمي اون دهانه موتور مستهلك بشه و به موتور فشار بياد ..

[SAEID 2,833]

اگر دشمن موشک حرارتی شلیک کنه خلبان هم اگر حرفه ای باشه نه تنها دور موتور رو زیاد نمیکنه بزاره رو پس سوز بلکه دور رو کم میکنه تا از حرارت ساطع شده کم بشه و بتونه با کمک فلیر از چنگ موشک بگریزه.

[EBRAHIM 153]

[color=darkblue]سلام
[quote]در زمان خودش موتور نسبتا خوبی بود ولی خب مشکلات خاص خودش رو داشت، به قول یکی از خلبانان اف 14 در زمان داگ فایت همیشه می بایست یه چشممون به دور شمار موتور باشه و مواظب استال کمپرسور باشیم. . .[/quote]
این مشکل اغلب در ارتفاعات و زوایای حمله بالا و در صورت افزایش سریع تراست (حرکت سریع تراتل) صورت میگیرد. علت اصلی هم نقص در سیستم احتراق سوخت و مکث کوچک آن است که نتیجه آن عدم کنترل فشار و حجم گاز تولیدی در کمپرسور است و موجب خفه شدن کمپرسور اصلی میشود.
به عبارت دیگر در حالت پرواز ساب سونیک این مکث کوچک باعث احتراق ناگهانی حجم زیادی سوخت شده و به دلیل بسته بودن اگزوز ها به دلیل اختلاف فشار این گازها خارج نمیشوند و به حالت عکس به کمپرسور باز میگردند و آنرا از کار میاندازند در واقع با کمی باز کردن اگزوز ها میتوان از آن جلوگیری کرد.

[quote] [/quote]
شما چرا محمد جان؟
نیازی به زیاده گویی نیست،سعید عزیز در قوانین به بخوبی چنین پاسخ هایی را توجیه کرده اند:
[quote]10 - لطفاً در هنگام جواب دادن به سوالات از به کار گیری الفاظ و جملاتی که باعث دلسردی کاربر سوال کننده شود خودداری کنید. [b]این را بدانید کسانی هستند که سوالهایشان بسیار ابتدایی می باشد همانطور که شما روزی اینگونه بودید.[/b] لذا از به کارگیری کلماتی که باعث دلسردی کاربر [b]بجای دریافت جواب[/b] شود خودداری کنید. [/quote]

مهدی جان شما میتونید به این [url=http://www.military.ir/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=4177]لینک[/url] مراجعه کنید که به طور کامل در مورد پس سوز در موتورهای هوایی صحبت کرده است.
[quote]در پس سوز ها و موتور هاي موشك از هواي كنار گذر در حاشيه اطراف مجرا پس سوز (ونتوري) استفاده ميكنند تا دما منتقل بشه و حرارت مستقيم با سطح در ارتباط نباشه ...
پس مشكلي پيش نمياد ...

اما احتمالا كمي اون دهانه موتور مستهلك بشه و به موتور فشار بياد ..[/quote]
جریان هوای کنارگذر برای خنک کردن فشاری با دمای بیش از 1200 درجه سانتیگراد کافی نیست...پس از چند دقیقه دمای فلز بسیار بالاتر هم خواهد رفت.
راه حل این مشکل در هواپیمای رویایی SR-71 استفاده شده که به حق اوج تکنولوژی پیشرانه ها، یعنی ابداع پیشرانه ترکیبی «توربو رم جت» بود.در این پیشرانه با چینش جالب دو موتور توربو جت و رم جت در درون هم،استفاده از سوپرآلیاژهای با فناوری نوین در ساخت قطعات موتورها،به کارگیری تدابیر ویژه جهت خنک سازی قطعات و به کارگیری سوخت ویژه در آن باعث روی کار آمدن هواپیمایی با سیستم پس سوز با عمکرد مداوم و قادر به پرواز با سرعت 4 ماخ شد.
[quote]حالا اگه هواپیما در حال گریز باشه و نیاز به سرعت بالا داشته باشه آیا روشن کردن پس سوز به ضرره؟ مثلا اگه دشمن اقدام به شلیک موشک حرارتی کنه و شما هم نیاز به سرعت بالایی داشته باشی آیا روشن کردن پس سوز کار درستیه؟ اثر حرارتی که پس سوز میزاره مشکلی جدی به حساب نمیاد؟[/quote]
قبلا در این [url=http://www.military.ir/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&p=119210#119210]لینک[/url] (رزرو سوال در بخش پرسش و پاسخ) به سوال شما پاسخ داده شده.
[quote]شما بر مکانیک هوایی برادر! شایدم رفتی....!
[/quote]
ها...؟
[quote]ایا در ایران توان ساخت قطعات چنین موتوری وجود دارد.
[/quote]
بله الحمدلله قطعات مصرفی هواپماها در داخل به روش مهندسی معکوس ساخته میشوند و این هواپیماها بهترین سرویس ها و اورهال ها رو طی میکنند.
...
درود.[/color]