Armstrong Siddeley Adder

Armstrong Siddeley Adder
Pohled na motor
Adder sdílí téměř všechny její prvky s Mamba , z nichž zde je kopie.
Stavitel Armstrong Siddeley
První let Listopad 1948
použití • GAF Pika
• Saab 210  (en)
• Folland Midge  (en)
Vlastnosti
Typ Turbojet single unibody flows
Délka 1861,82 mm
Průměr 711,2 mm
Hmotnost 249,48 kg
Součásti
Kompresor Axiální, 10stupňový
Spalovací komora 6 samostatných ložnic
Turbína Axiální, dvoustupňový
Výkon
Maximální suchý tah 4,67 kN
Kompresní poměr 5: 1
Specifická spotřeba v suchu 1,2 kg / (kN⋅h)
Poměr hmotnost / tah 53,42 kg / kN

Armstrong Siddeley Adder byl jedním z prvních britských proudovými motory , navržený Armstrong Siddeley firmy a začal se poprvé vListopad 1948. Jeho název pochází z „  zmije  “, anglického slova pro hady patřící do čeledi Viperidae (zmije).

Koncepce a vývoj

Počátky početí

Zmije ASA.1 byl „čistý proudový“ derivát Armstrong Siddeley Mamba turbovrtulový , který měl ve skutečnosti jednoduše odstranit se vrtule , a související snížení převodovky. Rané problémy Mamby , které se týkaly hlavně jejího kompresoru a převodů, byly vyřešeny a fáze letových zkoušek již byla dostatečně pokročilá, když výrobce potřeboval proudový motor v rozsahu 500 kgp . To by se skutečně rychle stalo nezbytným pro implementaci malých modelů budoucích vojenských letadel. Vzhledem k této dosti omezené budoucí aplikaci, kdy motor nemusel být vyráběn ve velkých sériích, byla myšlenka úpravy již existujícího motoru docela lákavá, spíše než vycházet z prázdného listu, což by pro malé . Tak vznikl Adder .  

Vlastnosti a design

Stejně jako Mamba představoval desetistupňový unibody axiální kompresor , šest samostatných spalovacích komor, zabudovaný systém odpařování paliva navržený společností Armstrong Siddeley a dvoustupňovou turbínu . S hmotností 263  kg pro maximální průměr 73,6  cm vyprodukoval statický tah na hladině moře 476,27  kgp neboli 4,67  kN . Bylo to zahájeno poprvé v roceProsinec 1948, a poté absolvoval více než 900 hodin testování. Jeho vývoj byl ve skutečnosti aktivitou paralelní s hlavním úsilím vedeným výrobcem Armstrongem Siddeleym, které lze shrnout jednoduše do několika jmen: Sapphire , Python , Mamba a Double Mamba . Byl však navržen a otestován v krátké době, přičemž motor během svého vývoje nepředstavoval žádný konkrétní problém. Experimenty prokázaly, že je možné zachovat všechny konstrukční a výrobní vlastnosti Mamby se zjevně typickými úpravami umožňujícími její přeměnu na proudový motor. Bylo také testováno s jednostupňovou turbínou, ale protože výsledky nebyly o nic lepší než původní dvoustupňová verze, design šel zpět a vrátil se k původnímu modelu. Podobně byl testován příklad motoru s prstencovou spalovací komorou , ale výsledky byly považovány za příliš neatraktivní, než aby bylo možné odstranit původní šestikomorové uspořádání.

Testování

Během prvních testů chodu se objevily dva malé problémy s ložisky , ale problém byl vyřešen změnou průtoku oleje přes vyhrazená mikročerpadla. Největší zpoždění v ladění bylo způsobeno kolísáním otáček nad 500  ot / min při nejvyšší rychlosti, což byla porucha spojená s nedostatečně citlivým provozem regulátoru paliva. Tento problém se projevil až poté, co byly z původního motoru odstraněny hlavní součásti zahrnuté v tomto předpisu - vrtule a jednotka údržby s konstantními otáčkami. Problém nakonec vyřešili konstruktéři palivového systému Lucas Gas Turbine Equipment Ltd , kteří upravili palivové čerpadlo přidáním dalšího tlakového kohoutku v membráně, který řídil jeho výstupní tok.

Dobré výsledky byly získány testováním integrace systému přídavného spalování na Adderu . S tryskou s pevnou sekcí dosáhly přírůstky tahu 40%. Motor a jeho přídavné spalování byly poté testovány za letu v umístění zadní kulometné věže Avro Lancaster III SW342 , přičemž toto letadlo bylo dříve používáno pro testování v podmínkách námrazy pro Mambu, jménem Flight Armstrong Siddeley's Test Oddělení , Bitteswell. Aby bylo možné provádět měření tahu za různých podmínek použití, byla tryska při této příležitosti vybavena variabilní částí vybavenou pohyblivými víčky. Tyto testy se zaměřily na vývoj systému přídavného spalování pro výkonnější motory, jako je Sapphire .

Provozní kariéra

Adder byla původně navržena jako jedno použití motoru, vychází z levných materiálů, nízkou životností, pohánět drone -target Jindivik 1 . To také pohánělo dva experimentální letouny Saab 210 a GAF Pika. Motor byl také přítomen v britském závodním letadle s názvem Project Coppelia . Poté byl upgradován, aby se stal motorem s delší životností, než se znovu vyvinul a stal se z něj Armstrong Siddeley Viper .

Podrobné specifikace

Zmije bylo motorem jednoduché a spolehlivé konstrukce, jehož výkon klasifikuje mezi Goblin / Derwent pár , přizpůsobený pro myslivce a malý francouzský motor Turbomeca Aspin , pouze 200  KGP (asi 2  kN ). Jeho výkon byl dobrý, ale protože motor nebyl původně navržen jako proudový, nebyl optimální, a to jak z hlediska tahu, tak specifické spotřeby .

Kompresor

Vzduch přichází k axiálnímu kompresoru prostřednictvím prstencového kanálu vybaveného pěti aerodynamickými rozpěrkami, známými také jako „vodítka“. Kompresní poměr je 5 ku 1 a na hladině moře je vstupní proud vzduchu 8,255  kg / s . Stlačený vzduch prochází aerodynamickými vedeními, po nichž následuje deset stupňů statorů střídaných s deseti rotory (celek tvořící deset stupňů kompresoru), v jehož středu začíná difúze paliva (na úrovni sedmého), pak finální řada aerodynamických vedení zajišťujících tuhost celku. Stator a distanční vložky jsou uloženy v podélně děleném dvoudílném pouzdru ze slitiny, které také drží rotory na místě pomocí distančních kroužků.

Rotující část kompresoru, rotor, je typu se smíšeným bubnovým kotoučem, přičemž lopatky kompresoru jsou nýtovány mezi dvojicemi ocelových kotoučů , které jsou sestaveny pod tepelným namáháním a poté se smršťují kolem centrálního bubnu. Nerezová ocel se používá pro aerodynamické vodítek, jakož i fází rotorů n o  1, 2, 3, 9 a 10, druhý rotor je tvořen slitiny hliníku . Hlavní hřídel, který pohání celou tuto sestavu, je přišroubován k zadní části kompresoru, který také obsahuje vyrovnávač tahu (ke snížení bočního namáhání hlavních ložisek), který sám obsahuje axiální těsnění. Pomocný náhon příslušenství se provádí pomocí sekundárního hřídele před kompresorem, který nahrazuje převodový hřídel tak, jak byl přítomen na Mambě .

Spalovací komory

Vzduch z kompresoru je přiváděn do spalovacích komor průchodem difuzorem ze slitiny litého hliníku. Ten obsahuje dva montážní držáky, z nichž jeden se může volně pohybovat v posunu, aby se vyrovnalo roztažení prvků v důsledku spalovacího tepla. Vzduch potřebný pro ventilaci a natlakování kokpitu je odebírán z prstence spojeného s hlavami spalovacích komor, které jsou ve skutečnosti vytvořeny v pouzdru difuzoru. Ten obsahuje také dodávky paliva do hořáků, vstřikovačů a zapalovačů.

Spalovací komory, šest, jsou ve skutečnosti rozděleny do dvou odlišných objemů, jeden kolem druhého. Skládají se z plamencových trubek v Nimonic 75 (slitina obsahující nikl, která je odolná vůči vysokým teplotám), vložené do ventilovaných pouzder v nerezovém laminátu FDP Staybrite . Podle zvyků výrobce je palivo přiváděno do zadní části komory čtyřmi trubkami uvnitř každé z nich. Poté se předehřeje a poté odpaří přesměrováním dopředu uvnitř sekundární zóny každé komory. Sekundární vzduch je přiváděn do plamencových trubek čtyřmi radiálními štěrbinami, které rozdělují tok do čtyř kvadrantů. Trysky, uspořádané v pravých úhlech, dodávají palivové páry v kvadrantech. Vrstva chladicího vzduchu pro vnitřek plamencových trubek je přiváděna stupňovitými rošty uspořádanými kolem středu každé trubice a další vzduch pro směs prochází čtyřmi štěrbinami v části kuželového prodloužení každé trubice.

Pro spuštění, čtyři zapalovače ( „hořáky“) jsou instalovány v uspořádání ložnic n o  2 a 5 a druhého dodávaného horkého komunikační plynu mezi nimi. Všechny pokoje jsou číslovány proti směru hodinových ručiček, pokud se člověk podívá motoru Forward: The n o  1 je vlevo od středové osy motoru. Výrobce oznamuje, že odpařovací systém, který používá, nabízí mnoho výhod: Je efektivní při používání, lze jej snadno znovu zapálit a pracuje v širokém rozsahu teplot a tlaků, zejména ve vysokých nadmořských výškách. Kromě toho pracuje s relativně nízkými tlaky přívodu paliva , což prodlužuje životnost palivového čerpadla, které je méně namáhané.

Turbíny

Ze spalovacích komor proudí horké plyny uvnitř přívodního potrubí turbíny, které také obsahuje první statorový stupeň turbíny. Je přišroubován k přidržovacímu prstenci turbíny, který rovněž podporuje druhý statorový stupeň turbíny a který dále obsahuje vnější část těsnění mezi kotouči turbíny (rotory). Dva disky vyrobené ze slitiny Jessop G18B jsou drženy pohromadě spojkou Hirth a upínacím šroubem z duté oceli. Sestava je spojena s disky kompresoru jedinou dutou hřídelí.

Lopatky turbíny, v slitiny Nimonic 80 je pevně fixován na rotorů disky sponami stromů tvaru. Jelikož vrtule neabsorbuje žádnou energii , jako tomu bylo v případě Mamby , je pokles teploty v turbíně nižší než na druhé. Turbíny obou motorů však zůstávají navzájem dokonale zaměnitelné, stejně jako spalovací komory a stupně kompresoru. Velký rozdíl se zjevně týká trysky motoru, přičemž tryska Adder je navržena tak, aby urychlovala plyn na výstupu a vytvářela tah.

Mazání a chlazení

Ve srovnání s vozidlem Mamba je přední hlavní ložisko zmije lehčí, hlavně proto, že absence vrtule a převodů, které jsou s ní normálně spojeny, podstatně snížilo zatížení, které musí při provozu nést (asi o 1 000  kg méně). Toto ložisko , složené ze dvou kruhových kuličkových ložisek, snižuje tření, ale také udržuje rotační sestavu kompresoru na místě. Je dodáván s olejem při tlaku 2,76  baru a průtoku 363,69  ℓ / h . Je přiváděno k ložisku pomocí mikročerpadla, které prochází jedním z aerodynamických vedení vstupu vzduchu do motoru, a poté se vrací do sacího čerpadla přes rekuperační skříň. Ložiska turbíny a zadní části kompresoru se skládají z jediného kuličkového ložiska a jsou mazána systémem, který nezískává olej (olej se ztrácí při spalování směsi vzduch / palivo), který spotřebuje přibližně 0,28  ℓ / hod .

Existují tři samostatné zdroje chladicího vzduchu pro horké části motoru. Zadní čelo posledního kotouče turbíny a mezikotoučové čela jsou chlazeny vzduchem z osmého stupně kompresoru, který je rozptýlen uvnitř hřídele vrtule a prochází dutým šroubem, který drží ozubená kola. Tento vzduch také stlačuje labyrintové těsnění mezi disky. Přední strana prvního kotouče turbíny je chlazena vzduchem přicházejícím z centrálního hřídele motoru, zatímco zadní ložisko přijímá vzduch vnější trubkou připojenou k pátému stupni kompresoru. Tato linka také obsahuje přívod oleje k tomuto ložisku. Při použití je vzduch i olej vytlačováno tryskou motoru.

Palivový okruh

Systém přívodu paliva Lucas zůstává v zásadě stejný jako systém montovaný na Mambu , s výjimkou skříně převodovky neupravuje vrtule v závislosti na otáčkách motoru, která byla odstraněna. Jsou instalovány dvě hlavní součásti: palivové čerpadlo s otočným talířem, instalované na převodovce, a jednotka řízení toku (připojená ke skříni kompresoru), která obsahuje dva jedinečné řídicí systémy dostupné pilotovi. připojený k škrticí klapce a izolátoru (jistič) pro zastavení motoru.

Palivo vstupuje do hlavní komory jednotky řízení toku průchodem přes nízkotlaký filtr. Změny nadmořské výšky jsou kompenzovány dvěma barometrickými kapslemi, které působí na ventil, který mění průtok podle nadmořské výšky. Palivo je poté odesláno do čerpadla, jehož výstup je řízen, jak je tomu často, pomocí cykliky s proměnným úhlem. Z čerpadla se poté dodává palivo do tlakové části regulačního ventilu škrticí klapky (připojené k škrticí klapce) řídicí jednotky. Bezprostředně poté je izolátor a rozdělovač, který obsahuje jak zapalovací obvod, tak hlavní přívodní trysky do komor.

Zapalovací okruh, který je za normálního provozu motoru přemostěn (když palivo prochází hlavními přívodními tryskami), posílá palivo do vstřikovačů prostřednictvím ventilu elektricky ovládaného spínači elektrického zapalování.

Příslušenství

S výjimkou generátoru letadel, který je instalován uvnitř středového kuželu sání vzduchu, je veškeré příslušenství instalováno na podpěru ve tvaru kola, která běží kolem sání vzduchu z motoru a tvoří nedílnou součást okolní kapotáže. Pomocný pohon se provádí prostřednictvím sekundárního hřídele umístěného v přední části kompresoru pomocí pastorků a úhlových převodů procházejících uvnitř sacího potrubí motoru. První pastorek a jeho kuželové kolo jsou mazány tlakem, zatímco zbytek skříně je spokojen s postřikovacím systémem.

Hlavní příslušenství je namontováno na zadní straně opěrného kola a zahrnuje (na přední straně) elektrický startér , palivové čerpadlo a mazací mikročerpadla . Otáčkoměr a regulační systém jsou instalovány na zadní straně držáku. Na tomto místě je také další pomocný náhon pro další příslušenství.

Aplikace

Poznámky a odkazy

  1. (in) Gunston 1989 , str.  20.
  2. (en) „  Adder - Armstrong-Siddeley's Small Turbojet: Only British Unit in its Power-category  “ , Flight International magazine , Flight Global / Archives, roč.  59, n O  2195,15. února 1951, str.  187 až 190 ( číst online [PDF] ).
  3. (in) „  Armstrong Siddeley Adder  “ na http://minijets.org/ (přístup 29. března 2016 ) .
  4. (in) „  Project Coppelia, Adder-powered racer  “ na http://minijets.org/ (přístup 29. března 2016 ) .

Podívejte se také

Související články

Bibliografie

Časopis