Americký motor výkonných stíhacích a bombardovacích letounů 50. a 60. let

J79

General Electric, USA

Počátkem 50. let předvedlo Americké letectvo požadavek na výkonný, (ekonomický), spolehlivý, lehký a mechanicky jednoduchý proudový motor, který by umožňoval udržovat cestovní rychlost letounu na M=0,9 a maximální rychlost přes M=2. Následkem toho začal v roce 1952 vývoj motoru X-24A, vojensky přeznačeného na J79, který se měl stát výkonnějším následovníkem motoru J47. J79 je jedním z prvních motorů s plně zaměnitelnými moduly a s tím související méně náročnou údržbou a delší životností. Vysokého výkonu bylo dosaženo zvýšením tlaku za kompresorem pomocí použití šesti stupňů variabilních statorů v kompresorové části, ovládaných palivovým systémem.

Nový motor byl poprvé testován v květnu 1955 na bombardéru B-45 Tornado ve zkušebním centru Schnectady ve státě New York. V prosinci téhož roku se s motorem J79 na Edwardsově základně vznesl letoun XF4D. Během vývoje nového motoru pracovali letečtí konstruktéři na vysokovýkonných letounech, které měl pohánět. 17. února 1956 s motorem vzlétl letoun F-104A, v listopadu potom první XB-58, americký dvoumachový bombardér a konečně v srpnu 1958 i prototyp letounu RA-5 (XA3J-1). Nejširším uživatelem však byly a jsou letouny F-4 všech verzí.

Motory J79 se vyznačují mnoha dobrými charakteristikami – např. rychlé poskytnutí tahu při ztrátě rychlosti, tolerance k nerovnoměrného proudění vzduchu do motoru při dynamických manévrech, hladký přechod na forsáž bez zpětného plamene (který by mohl poškodit motor), rychlá akcelerace a deakcelerace mezi volnoběhem a maximálním tahem, spolehlivé spuštění ve vzduchu v široké škále podmínek, spolehlivost jednomotorového použití (méně než jedno zastavení motoru za letu na 100000 letových hodin F-104). během mnoha let vývoje se výkon zvedl z původních 64kN u prototypu na 83kN u nejnovějších verze J79-GE-119 (viz dále).

Zajímavostí je, že snad pro svou jednoduchost a vysoký výkon byly motory J79 použity i na nejrychlejších automobilech světa, přesahujících rychlost více než 1100 km/h.

Motor se ve službě pravděpodobně velmi osvědčil, protože do skončení sériové výroby v roce 1979 bylo jen v USA vyrobeno 13686 kusů. Motor se do roku 1980 vyráběl licenčně i v Japonsku, výroba v Izraeli stále probíhá (pro vlastní letouny Kfir). Celkem vzniklo asi 17000 motorů J79 s celkovým náletem přes 37 mil. hodin. Letouny poháněné motory J79 vytvořily 44 (někde se uvádí až 46) světových rychlostních, výškových a stoupavostních rekordů.

V současnosti už společně se svými letouny dosluhují i motory J79. Dnes se jich používá na 2500 kusů ve verzích –11, -15, -17 a –19. Budoucnost ale mají až do roku 2010 zajištěnou a u některých uživatelů pravděpodobně vydrží ještě mnohem déle.

Konstrukce

• 17-stup. kompresor a 6-stup. stator s variabilními listy
• spalovací komora s 10 hořáky
• 3-stup. turbína

Verze

F-4 Phantom	F-104 Starfighter	B-58 Hustler
RA-5C Vigilante	Kfir C-1	F-16/79

J79-GE-17X (J79-GE-119)

Verze J79-GE-17X vznikla na přelomu 70. a 80. let speciálně pro finančně méně nákladný letoun F-16/79, vyvíjený od listopadu 1979 (původní letoun F-16A/B je poháněn dvouproudovým motorem F100). Oproti sériově vyráběným verzím motoru muselo být provedeno několik úprav – aby se „staronový“ motor do F-16ky vlezl, musel být upraven jeho vnější design. Druhou věcí, kterou bylo nutno vyřešit, bylo napojení motoru na hlavní skříň náhonů pohánějící generátory a hydraulická čerpala – tento problém byl zvládnut přidáním „mezipřevodovky“. Nejdůležitější změnou je však nová vlastnost Combat plus. Jde o zvýšení přísunu paliva do spalovacích komor než je obvyklé, přičemž se tryska mírně sevře. Výsledkem je asi o 50°C vyšší teplota výstupních plynů a s tím související pětiprocentní nárůstek tahu. Použití Combat+ je však omezeno pouze na krátkou dobu, motor musí běžet na plnou forsáž, teplota vzduchu před kompresorem by neměla překročit –9°C (15°F) a letoun nesmí letět vysokou rychlostí v malé výšce, protože tlak velkého množství vzduchu by vytvářel extrémní napětí na vnitřní strukturu motoru. Vlastnost Combat+ byla původně vynalezena pro zvýšení výkonu letounů F-4, nakonec se ale používá jen na letounech Kfir C-7.

Nevýhodou použití motoru J79 oproti F100 však bylo výrazné zvýšení specifické spotřeby paliva na maximálním bezforsážním tahu (asi o 15%). To se ale nakonec neukázalo jako kritický faktor vývoje, protože letoun měl záměrně omezenou bojovou hodnotu – s kratším doletem se počítalo.

Celkově vznikly tři kusy motoru J79-GE-17X. První byl použit pro 60ti hodinové předběžné testování včetně pěti hodin na simulované rychlosti M=2. Zbývající dva kusy byly předány firmě General Dynamics, která jeden z nich nainstalovala na F-16B sériového čísla 75-0752, získaného od USAF v červnu 1980. Letoun vzlétl poprvé 29. 10. 1980, za řízení usedl zkušební pilot James A. McKinney. Do června 1981 letoun nalétal 122 letových hodin při 131 letech, vystřídalo se na něm 28 pilotů. Letoun úspěšně prokázal předpokládané výkony: rychlost M=2, dostup přes 15 km a kladné přetížen 9g.í 

Konstrukce letounu také doznala malých změn. Hlavním rozlišovacím znakem je prodloužený oddělovač mezní vrstvy na kanálu vstupního vzduchu, který (vstup vzduchu) je pro usnadnění údržby vyroben z jednoho kusu. Instalace delšího motoru si vyžádala prodloužení trupu o celých 46 cm. Díky tomu, že je J79 mnohem teplejší než dvouproudový F100, bylo přistoupeno 

k vytvoření ventilu, odebírajícího vzduch pro chlazení motorového prostoru. To však nestačilo – motor ještě obklopoval 900 kg vážící ocelový tepelný štít. Letoun F-16/79 s motorem J79-GE-17X (-119) nakonec neuspěl u žádného potenciálního zákazníka.

Typ	J79-GE-15	J79-GE-17 C/E/G	J79-GE-119
Hmotnost	1746 kg	1747 kg	1745 kg
Délka	530 cm	530 cm	530 cm
Maximální průměr	96,5 cm	99,2 cm	99,2 cm
Poměr tahu ke hmotnosti		4.6	4.9
Stlačení za VTK		13.4 *	13.4 *
Průtok vzduchu		77 kg/s	77 kg/s
Otáčky motoru		7685	7839
Teplota před turbínou		988°C	1003°C
Maximální teplota výstupních plynů		704°C	704°C
Tah (kg) – maximální (SLS)	4944 kg (48,5 kN)	5357 kg  (52,5 kN)	5357 kg (53,5 kN)
- s forsáží (SLS)	7711 kg (75,6 kN)	8083 kg (79,3 kN)	8496 kg (83,3 kN)
- s forsáží (M=2 H=10670m)		8437 kg (82,7 kN)	9453 kg (92,7 kN)
- cestovní (M=0,9 H=10670m)		1179 kg / 11,6 kN
SFC – maximální (SLS)		0,85 kg/kg/h *	0,85 kg/kg/h *
- s forsáží (SLS)		1,98 kg/kg/h	1,98 kg/kg/h
- s forsáží (M=2 H=10670m)		2,05 kg/kg/h	2,05 kg/kg/h
- cestovní (M=0,9 H=10670m)		0,96 kg/kg/h	0,96 kg/kg/h
Maximální pracovní rychlost		M=2,4	M=2,4
Maximální pracovní výška		13716 m	13716 m

* - údaje jsou z jiného zdroje než u předchozí tabulky (neshodují se přesně)
SLS - statické podmínky na úrovni moře (M=0, H=0)

Graf průběhu teploty, tlaku a rychlostí plynů v motoru



 
1) J79 zbavený svého standardního příslušenství. 2) J79-GE-15A (USAF Museum). 3) Přední část s velkým osmilistým statorem. 4) a 5) Motor J79-GE-17

Některé zdroje použitých informací a obrázků:

• http://www.qsl.net/wb0ydi/j79.html

Poslední aktualizace: 23. 1. 2003