Armstrong Siddeley Adder

Armstrong Siddeley Adder
Motorvisning
Den Adder delte nesten alle sine elementer med Mamba , som her er en kopi.
Bygger Armstrong Siddeley
Første fly November 1948
bruk • GAF Pika
• Saab 210  (en)
• Folland Midge  (en)
Kjennetegn
Type Turbojet single unibody flyter
Lengde 1861,82 mm
Diameter 711,2 mm
Masse 249,48 kg
Komponenter
Kompressor Aksial, 10-trinns
Forbrenningskammer 6 separate soverom
Turbin Aksial, 2-trinns
Opptreden
Maksimal tørr thrust 4,67 kN
Kompresjonsforhold 5: 1
Spesifikt tørt forbruk 1,2 kg / (kN⋅h)
Vekt / trykkforhold 53,42 kg / kN

Den Armstrong Siddeley Adder var en av de første britiske turbojets , tegnet av Armstrong Siddeley selskapet og startet opp for første gang iNovember 1948. Navnet kommer fra "  Adder  ", det engelske ordet for slanger som tilhører familien til Viperidae (huggorm).

Befruktning og utvikling

Opprinnelsen til unnfangelsen

Den Adder ASA.1 var en "ren turbojet" derivat av Armstrong Siddeley Mamba turboprop , som hadde i virkeligheten rett og slett fjernet propell og tilhørende reduksjon av girkasser. De tidlige problemene med Mamba , som hovedsakelig gjaldt kompressoren og girene, ble løst, og flytestfasen var allerede godt avansert, da produsenten trengte en turbojet i 500 kgp- området . Dette ville virkelig raskt bli nødvendig for implementering av småskala modeller av fremtidige militære fly. På grunn av denne ganske begrensede fremtidige applikasjonen, uten at motoren måtte produseres i store serier, var ideen om å modifisere en allerede eksisterende motor ganske fristende, snarere enn å starte fra et tomt ark, noe som ville ha forårsaket høye utviklingskostnader for lite . Slik ble Adder til .  

Funksjoner og design

I likhet med Mamba hadde den en ti-trinns aksial kompressor med en kropp, seks separate forbrenningskamre, med et Armstrong Siddeley- designet drivstofffordampningssystem og en to-trinns turbin . Med en masse på 263  kg for en maksimal diameter på 73,6  cm produserte den en statisk skyvekraft på havnivå på 476,27  kgp , eller 4,67  kN . Det ble startet for første gang iDesember 1948, og fullførte deretter over 900 timers testing. Dens utvikling var faktisk en aktivitet parallelt med hovedinnsatsen ledet av produsenten Armstrong Siddeley, som ganske enkelt kan oppsummeres i noen få navn: Sapphire , Python , Mamba og Double Mamba . Den ble imidlertid designet og testet på kort tid, uten at motoren hadde presentert noe spesielt problem under utviklingen. Eksperimenter viste at det var mulig å beholde alle design- og produksjonskarakteristikkene til Mamba , med åpenbart typiske modifikasjoner som gjør at den kan konverteres til en turbojet. Den hadde også blitt testet med en-trinns turbin, men da resultatene ikke var bedre enn den originale to-trinnsversjonen, gikk designen bakover og vendte tilbake til den opprinnelige modellen. På samme måte ble et eksempel på motoren testet med et ringformet forbrenningskammer , men resultatene ble ansett som altfor lite attraktive til å rettferdiggjøre fjerning av det opprinnelige seks-kammerarrangementet.

Testing

To små lagerproblemer dukket opp under de første kjøringstestene, men problemet ble løst ved å endre strømmen av olje gjennom de dedikerte mikropumpene. Den største forsinkelsen i innstillingen ble forårsaket av hastighetssvingninger på mer enn 500  o / min ved maksimal hastighet, en feil som var forbundet med utilstrekkelig responsiv drivstoffregulator. Dette problemet ble først tydelig når hovedkomponentene som var involvert i denne forskriften - propellen og vedlikeholdsenheten for konstant hastighet - var fjernet fra den opprinnelige motoren. Problemet ble endelig løst av designerne av drivstoffsystemet, Lucas Gas Turbine Equipment Ltd , som modifiserte drivstoffpumpen ved å legge til en ekstra trykkran i membranen som styrte dens utstrømning.

Gode ​​resultater ble oppnådd ved å teste integrasjonen av et etterbrennersystem på Adder . Med en dyse med fast seksjon nådde trykkøkningen 40%. Motoren og dens etterbrenner ble deretter testet under flyging på stedet for den bakre maskingeværtårnet til Avro Lancaster III SW342 , og dette flyet har tidligere blitt brukt til å teste under isdannelse for Mamba, på vegne av Flight Armstrong Siddeley's Test Avdeling , Bitteswell. For å utføre trykkmålingene under forskjellige bruksforhold var dysen utstyrt med en variabel seksjon utstyrt med bevegelige øyelokk. Disse testene fokuserte på å utvikle et etterbrennersystem for kraftigere motorer, for eksempel Safir .

Operasjonell karriere

Den Adder ble opprinnelig utviklet som et engangs motor, basert på billige materialer, low-life, for å drive drone -target Jindivik en . Den drev også de to eksperimentelle flyene Saab 210 og GAF Pika. Motoren var også til stede i et britisk racingfly, kalt Project Coppelia . Den ble deretter oppgradert til å bli en motor med lengre levetid, før den igjen utviklet seg til å bli Armstrong Siddeley Viper .

Detaljerte spesifikasjoner

Den Adder var en motor av enkel og pålitelig konstruksjon, den kraft som klassifiserer den mellom Goblin / Derwent par , er innrettet for jegere, og den lille fransk motor Turbomeca Aspin , av bare 200  kgp (ca. 2  kN ). Ytelsen var god, men siden motoren i utgangspunktet ikke var designet som en turbojet, var den ikke optimal, både når det gjelder trykk og spesifikt forbruk .

Kompressor

Luften kommer til den aksiale kompressoren gjennom en ringformet kanal utstyrt med fem aerodynamiske avstandsstykker, også kjent som “guider”. Kompresjonsforholdet er 5 til 1, og ved havnivå er den innkommende luftstrømmen 8,255  kg / s . Komprimert luft passerer gjennom de aerodynamiske føringene, etterfulgt av ti stadier av statorer alternerende med ti rotorer (hele utgjør kompressorens ti trinn), i hjertet av hvilken diffusjonen av drivstoff begynner (på nivå med det syvende), deretter en siste serie aerodynamiske guider som sikrer stivhet for helheten. Statoren og avstandsstykkene er inneholdt i et langsgående delt todelt legeringshus, som også holder rotorene på plass via avstandsringer.

Den roterende delen av kompressoren, rotoren, er av den blandede trommelskivetypen, kompressorbladene blir klinket mellom par av stålplater , som er satt sammen i henhold til termisk påkjenning, og deretter begrenses rundt en sentral trommel. Rustfritt stål brukes til de aerodynamiske føringene, så vel som trinnene til rotorene nr .  1, 2, 3, 9 og 10, hvor den andre rotoren utgjør legering av aluminium . Hovedakselen, som driver hele denne sammenstillingen, er boltet til baksiden av kompressoren, som også inneholder en trykkutjevner (for å redusere lateral belastning på hovedlagrene), som i seg selv inneholder en aksial tetning. Kraftuttaket for tilbehøret utføres via en sekundær aksel, foran kompressoren, som erstatter overføringsakselen slik den var på Mamba .

Forbrenningskamre

Luften fra kompressoren føres til forbrenningskamrene ved å passere gjennom en diffusor i støpt aluminiumslegering. Sistnevnte inneholder to monteringsbraketter, hvorav den ene er fri til å bevege seg i oversettelse, for å kompensere for utvidelsen av elementene på grunn av forbrenningsvarmen. Luften som er nødvendig for ventilasjon og trykksetting av cockpiten, hentes fra en ring som er koblet til hodene til forbrenningskamrene, idet sistnevnte faktisk er dannet i diffusorhuset. Sistnevnte inneholder også drivstoffforsyning til brennere, injektorer og tenninger.

Forbrenningskamrene, seks i antall, er faktisk delt inn i to forskjellige volumer, det ene rundt det andre. De består av flammerør laget av Nimonic 75 (en nikkelholdig legering som er motstandsdyktig mot høye temperaturer), satt inn i ventilerte kabinetter i rustfritt stål laminert FDP Staybrite . I følge produsentens vaner blir drivstoffet ført til baksiden av kammeret av fire rør inne i hvert av dem. Den blir deretter forvarmet og deretter fordampet ved å bli omdirigert fremover i sekundærsonen til hvert kammer. Sekundær luft blir ført inn i flammerørene gjennom fire radiale spor, som deler strømmen i fire kvadranter. Jetene, ordnet i rett vinkel, leverer drivstoffdampene i kvadranten. Et lag med kjøleluft for det indre av flammerørene føres inn gjennom trinnvise rister anordnet rundt midten av hvert rør, og ytterligere luft for blandingen passerer gjennom fire slisser i seksjonen av den koniske forlengelsen av hvert rør.

For start installeres fire tennere ("fakler") i innrettingen av soverommene nr .  2 og 5, hvor den andre forsynes av varmgasskommunikasjonen derimellom. Rommene er nummerert mot klokken hvis man ser motoren fremover: n o  1 er venstre for motorens sentrale akse. Produsenten kunngjør at fordampingssystemet han benytter har mange fordeler: Det er effektivt i bruk, kan lett antennes på nytt, og fungerer over et bredt spekter av temperaturer og trykk, spesielt i høye høyder. I tillegg fungerer den med relativt lave drivstofftilførselstrykk , noe som forlenger levetiden til drivstoffpumpen, som er mindre anstrengt.

Turbiner

Fra forbrenningskamrene strømmer de varme gassene inn i turbinens tilførselsmanifold, som også inneholder turbinens første statortrinn. Den er boltet til turbinens holdering, som også støtter turbinens andre statortrinn og som igjen inneholder den ytre delen av tetningen mellom turbineskivene (rotorene). De to skivene, laget av Jessop G18B-legering, holdes sammen av en Hirth-kobling og en hul klembolt i stål. Enheten er koblet til kompressorskivene med en enkelt hul aksel.

Den kniver turbin, i legering Nimonic 80 holdes festet til rotorene skivene ved tre-formet festeinnretninger. Ettersom ingen energi absorberes av en propell , som det var tilfellet med Mamba , er temperaturfallet i turbinen lavere enn på sistnevnte. Turbinene til de to motorene forblir imidlertid perfekt utskiftbare med hverandre, det samme gjør forbrenningskamrene og kompressortrinnene. Den store forskjellen gjelder åpenbart motordysen , den av Adder som er konstruert for å akselerere gassen ved utløpet og skape trykk.

Smøring og kjøling

Sammenlignet med Mamba er det fremre hovedlageret til Adder lettere, hovedsakelig fordi fraværet av propell og gir som normalt er forbundet med den, har redusert belastningen den må bære i drift (ca. 1000  kg mindre). Dette lageret består av to ringformede kulelagre, reduserer friksjonen, men holder også kompressorens roterende enhet på plass. Den leveres med olje ved et trykk på 2,76  bar og med en strømningshastighet på 363,69  ℓ / time . Den føres til lageret av en mikropumpe som går inn i en av de aerodynamiske føringene til motorens luftinntak, og returnerer deretter til en sugepumpe gjennom et gjenvinningshus. Lagrene til turbinen og baksiden av kompressoren består av et enkelt kulelager, og smøres av et system som ikke gjenvinner oljen (oljen går tapt ved forbrenningen av luft / drivstoffblandingen), som bruker omtrent 0,28  ℓ / t .

Det er tre separate kilder til kjøleluft for de varme delene av motoren. Den bakre flaten på den siste turbinskiven og mellomskiveflatene blir avkjølt av luft fra det åttende kompressortrinnet, som er diffundert inne i propellakslen og passerer gjennom den hule bolten som holder tannhjulene. Denne luften presser også labyrintforseglingen mellom platene. Forsiden av den første turbinskiven blir avkjølt av luften som kommer fra den sentrale motorakselen, mens det bakre lageret mottar luft gjennom et eksternt rør koblet til det femte trinnet i kompressoren. Denne linjen inneholder også oljetilførselen til dette lageret. Både luft og olje kastes ut gjennom motordysen når den brukes.

Drivstoffkrets

Drivstofftilførselssystemet til Lucas forblir i det vesentlige det som monteres på Mamba , med unntak av girhuset justerer ikke propellen som en funksjon av motorhastigheten, som ble fjernet. To hovedkomponenter er installert: Bensinpumpe av typen swashplate, installert på girkassen, og flytkontrollenhet (festet til kompressorhuset), som inneholder de to unike kontrollsystemene som er tilgjengelige for piloten. koblet til gassen, og isolatoren (strømbryteren), for å stoppe motoren.

Drivstoffet kommer inn i hovedkammeret til flytkontrollenheten ved å passere gjennom et lavtrykksfilter. Endringene i høyden kompenseres av to barometriske kapsler som virker på en ventil som varierer strømmen i henhold til høyden. Drivstoffet sendes deretter til pumpen, hvis utgang styres, som det ofte er tilfelle, av en swashplate med variabel vinkel. Fra pumpen tilføres drivstoff deretter den trykksatte delen av gassreguleringsventilen (koblet til gassen) på styreenheten. Rett etter er isolatoren og fordeleren, som inneholder både tenningskretsen og hovedforsyningsdysene til kamrene.

Tenningskretsen, som forbikjøres under normal motordrift (når drivstoff passerer gjennom hovedforsyningsdysene), sender drivstoff til injektorene gjennom en ventil som aktiveres elektrisk med elektriske tenningsbrytere.

Tilbehør

Med unntak av flygeneratoren, som er installert inne i luftinntakets sentrale kjegle, er alt tilbehør installert på en hjulformet støtte som løper rundt inntaket. Luft fra motoren, og danner en integrert del av den omkringliggende kappen. Den kraftuttak skjer via en sekundær aksel som ligger på forsiden av kompressoren, ved hjelp av drev og vinkeltransmisjoner som passerer inne i motorinntakskanalen. Det første tannhjulet og dets skrå gir smøres av trykk, mens resten av esken nøyer seg med et sprutsystem.

Hovedtilbehøret er montert på baksiden av støttehjulet og inkluderer (på forsiden) den elektriske starteren , drivstoffpumpen og smøringsmikropumpene . Turteller og reguleringssystem er installert på baksiden av støtten. Et annet kraftuttak for ekstra tilbehør er også til stede på dette stedet.

applikasjoner

Merknader og referanser

  1. (in) Gunston 1989 , s.  20.
  2. (en) "  Adder - Armstrong-Siddeley's Small Turbojet: Only British Unit in its Power-category  " , Flight International magazine , Flight Global / Archives, vol.  59, n o  2195,15. februar 1951, s.  187 til 190 ( les online [PDF] ).
  3. (i) "  Armstrong Siddeley Adder  " på http://minijets.org/ (åpnet 29. mars 2016 ) .
  4. (in) "  Project Coppelia, Adder-powered racer  " på http://minijets.org/ (åpnet 29. mars 2016 ) .

Se også

Relaterte artikler

Bibliografi

Blad