Rolls-Royce RB.80 Conway byl první sériově vyráběný dvouproudový motor. Vývoj začal ve firmě Rolls-Royce během 40. let, ale motor byl do letounů montován pouze krátce na přelomu 50. a 60. let předtím, než ho nahradily motory novějsích konstrukcí. Conway poháněl např. letouny Handley Page Victor, Vickers VC10, Boeing 707-420 a Douglas DC-8-40.

Názvem „Conway“ se řadí mezi turbíny nazvané po řekách, jde o staroanglický název pro řeku Conwy ve Walesu.

Vývoj

Pozadí Alan Arnold Griffith navrhoval řadu různých koncepcí obtokových neboli dvouproudových motorů již od 30. let 20. století, kdy se spolu s Hayne Constantem snažil zprovoznit své proudové motory s axiálním kompresorem v Royal Aircraft Establishment. Během druhé světové války však byly upřednostněny jednodušší konstrukce proudových motorů kvůli jejich využití ve vojenských letadlech. Na konci války se priority dramaticky změnily a v roce 1946 společnost Rolls-Royce souhlasila s tím, že stávající motory, jako byl Rolls-Royce Avon, jsou již natolik vyspělé, aby umožnily zahájení prací na pokročilejších koncepcích, jako je motor s obtokem.

Griffith, který se mezitím stal hlavním konstruktérem ve společnosti Rolls-Royce, navrhl postavit čistě experimentální obtokovou konstrukci využívající části motoru Avon a dalšího experimentálního proudového motoru, AJ.25 Tweed. V dubnu 1947 byl navržen motor o tahu 5 000-pound-force (22 000 N), avšak během následujících několika měsíců byl projekt upravován a vyvinul se ve větší konstrukci o tahu 9 250-pound-force (41 100 N) v reakci na potřebu nového motoru pro pohon bombardéru Vickers Valiant Mk.2 pro lety v nižších výškách. Souhlas se zahájením stavby této větší konstrukce byl udělen v říjnu pod označením RB.80.

Rané modely V průběhu vývoje bylo rozhodnuto dále vylepšit základní koncepci přidáním dalšího prvku – uspořádání kompresoru s „dvěma hřídeli“ (two-spool). Starší motory se obecně skládaly ze série kompresorových stupňů spojených hřídelí s jedním nebo více stupni turbíny, přičemž spalovací komory byly umístěny kolem hřídele mezi nimi. Ačkoli je toto uspořádání mechanicky jednoduché, má nevýhodu ve snížení účinnosti kompresoru. Jednotlivé stupně kompresoru totiž dosahují maximální účinnosti při určité konkrétní otáčkové rychlosti pro daný vstupní tlak vzduchu – v ideálním kompresoru by každý stupeň pracoval při jiné rychlosti. Vícehřídelové uspořádání, poprvé použité u proudového motoru Bristol Olympus, představuje kompromis: kompresor je rozdělen do „hřídelí“ (spools), navržených tak, aby pracovaly blíže své nejúčinnější rychlosti, přičemž jsou poháněny samostatnými turbínami prostřednictvím souosých hřídelí. Dvou- a tříhřídelová uspořádání jsou běžná; nad tuto hranici je mechanická složitost příliš vysoká.

Nová verze měla čtyřstupňový nízkotlaký kompresor poháněný dvoustupňovou turbínou a osmistupňový vysokotlaký kompresor poháněný další dvoustupňovou turbínou. Konstrukce, nyní známá pod označením Ministry of Supply jako RCo.2, byla dokončena v lednu 1950 a první exemplář se poprvé rozběhl v červenci 1952 při tahu 10 000 pounds-force (44 000 N). V této době byla však varianta letounu Valiant Pathfinder pro nízké lety opuštěna, a tak se první exemplář stal zároveň i posledním. Přesto prokázal, že základní koncepce je správná, a „běžel dokonale po celou dobu své 133hodinové životnosti.“Kay, pp.113

Práce na RCo.2 byly brzy využity v praxi. V říjnu 1952 udělilo Royal Air Force kontrakt na Vickers V-1000, velký proudový strategický transportní letoun, který měl umožnit podporu svazů bombardérů třídy V v poli výhradně prostřednictvím leteckého zásobování. Společnost Vickers rovněž plánovala vyvinout civilní dopravní verzi stejného základního návrhu pod označením VC-7. Konstrukce V-1000 připomínala zvětšený de Havilland Comet, avšak z letounu Valiant převzala uspořádání křídla a doplnila jej o složený šíp (v tehdejším britském návrhářství módní prvek). Letoun rovněž používal motory zapuštěné do křídla, podobně jako Comet, což vyžadovalo motor s malým průřezem a omezovalo množství obtokového proudu, které mohl motor využít. Přesto bylo zapotřebí vyššího výkonu pro podporu maximální vzletové hmotnosti 230 000 liber (100 000 kg), a Rolls-Royce proto reagoval větším motorem RCo.5.

Nový motor byl v mnoha ohledech podobný RCo.2, lišil se však v detailech. Nízkotlaký kompresor měl nyní šest stupňů a vysokotlaký devět stupňů, přičemž byly poháněny turbínami o dvou, respektive jednom stupni. První RCo.5 se rozběhl v červenci 1953 a v srpnu 1955 získal oficiální typové schválení při tahu 13 000 pounds-force (58 000 N). Stavba prototypu V-1000 byla v létě 1955 v závodě společnosti Vickers Armstrong ve Wisley v plném proudu, když byl celý projekt zrušen. S narůstajícími pochybnostmi o koncepci dislokace bombardérů třídy V mimo území Spojeného království se potřeba letounu V-1000 stala spornou a rozhodnutí projekt ukončit bylo nakonec snadné.

Sériové verze

Motor Conway byl znovu zachráněn, když byl vybrán jako pohonná jednotka varianty Handley Page Victor B.2, kde nahradil motor Armstrong Siddeley Sapphire používaný u dřívějších verzí. Pro tuto roli navrhl Rolls-Royce ještě větší model, RCo.8 o tahu 14 500 pounds-force (64 000 N), který se poprvé rozběhl v lednu 1956. Model RCo.8 byl však přeskočen poté, co společnost Trans-Canada Airlines (TCA) vznesla požadavek na prozkoumání možnosti použití motoru Conway u letounů Boeing 707 nebo Douglas DC-8, čímž pro tuto myšlenku získala zájem obou výrobců. Rolls-Royce reagoval návrhem ještě větší verze Conway, RCo.10 o tahu 16 500 pounds-force (73 000 N), a zároveň nabídl podobně vojensky hodnocený RCo.11 pro letoun Victor. Nový motor se od RCo.8 lišil především přidáním nového „nulového stupně“ na vstupu nízkotlakého kompresoru, který dále zvyšoval množství studeného obtokového vzduchu proudícího kolem motoru. RCo.10 poprvé vzlétl v upraveném prototypu Avro Vulcan VX770 dne 9. srpna 1957, avšak letoun byl ztracen při havárii v následujícím roce. RCo.11 byl poprvé zalétán na letounu Victor 20. února 1959.

Boeing odhadoval, že Conway s obtokovým poměrem pouze 30 % zvýší dolet plánované verze 707-420 o 8 % oproti jinak identické verzi 707-320 vybavené proudovými motory Pratt & Whitney JT4A (J75). Tento odhad se však ukázal jako příliš optimistický; reálný nárůst doletu činil nejvýše 2 %.Francillon, Rene (1999). Boeing 707: pioneer jetliner. Osceola, Wisconsin: MBI Publishing Co. . V květnu 1956 si TCA objednaly letouny DC-8-40 poháněné motory Conway, po nichž následovaly další objednávky od společností Alitalia a Canadian Pacific Air Lines. Verzi 707-420 s motory Conway si objednaly společnosti BOAC, Lufthansa, Varig, El Al a Air India. Kay, pp.114 Vývoj RCo.10 probíhal natolik hladce, že po dodání malého počtu motorů pro zkoušky byly sériové dodávky převedeny na RCo.12 o tahu 17 500-pound-force (78 000 N), který byl navržen, vyroben a otestován ještě před dokončením letových zkoušek draků letadel. Boeing 707-420 se vyznačoval charakteristickou, zvlněnou výstupní tryskou (zobrazenou výše), která kombinovala potlačení hluku a mechanické i aerodynamické obracení tahu až do hodnoty 50 %; tento systém vyvinul a dodal Rolls-Royce.Jane's All The World's Aircraft 1960–61. London, England. Společnost Douglas vyvinula pro DC-8 kombinovaný reverzní a tlumicí systém trysky, který pracoval ve spojení s variabilním ejektorem a zajišťoval potřebné dodatečné potlačení hluku.Waddington, Terry (1996). Douglas DC-8. Great Airliners Series, Volume Two. Miami, Florida: World Transport Press. .

Ačkoli byl Conway v této roli úspěšný, bylo jím vybaveno pouze 37 letounů 707 a 32 letounů DC-8, a to především kvůli nástupu motoru Pratt & Whitney JT3D: jednalo se o první motor s obtokem vyrobený v USA, který měl výrazně vyšší obtokový poměr než Conway. Přesto byl Conway na těchto letounech úspěšný a stal se prvním komerčním leteckým motorem, kterému byla schválena provozní doba až 10 000 hodin mezi generálními opravami. [http://100.rolls-royce.com/products/view.jsp?id=393 Rolls-Royce, a century of innovation Kvůli motoru Conway byly vzlety letounů B707-420 nejhlučnějšími mezi proudovými dopravními letadly na letištích i nad obydlenými oblastmi, a to až do vstupu letounu Concorde do služby.Measured or Estimated (Uncertificated) Airplane Noise Levels. Advisory Circular 36-2B, 9/6/84. Federal Aviation Administration, Washington, DC. Sideline + Flyover Noise (EPNdB): B707-420 = 228; Super VC10 = 224; B707-120 = 222; DC8-40 = 219. Conway byl však revoluční konstrukcí: šlo o první dvouproudový motor a zároveň první komerční motor vybavený vnitřně vzduchem chlazenými lopatkami turbíny, což se částečně podílelo na jeho vysoké účinnosti a mimořádně vysoké teplotě výstupních plynů 1 247 °F (675 °C).Type Certificate Data Sheet No. E-308, Revision 10. Rolls Royce Conway. January 5, 1967. Federal Aviation Agency, Washington, DC.

Konečné verze Závěrečná fáze vývoje motoru Conway se nejprve týkala verze RCo.42, navržené speciálně pro letoun Vickers VC10. Protože požadavek na motory zapuštěné do křídla byl v této době již opuštěn, Rolls-Royce výrazně zvětšil průměr „nulového stupně“, čímž zvýšil obtokový poměr z přibližně 30 % na 60 %. Byly zapracovány i další zásadní úpravy, především v oblasti nízkotlakého kompresoru. První zkouška proběhla v březnu 1961. Tah při vzletu činil 20 370 pounds-force (90 600 N). Pro letoun Super VC10 byla poslední verzí motoru RCo.43, dimenzovaná na tah 21 800 pounds-force (97 000 N).Jane's All The World's Aircraft 1969–70. London, England.

Varianty

RCo.2 RCo.3 RCo.5 RCo.7 RCo.8 RCo.10 RCo.11 RCo.12 RCo.14 RCo.15 RCo.17 RCo.42 RCo.42/1 RCo.43 Conway 103 (RCo.11) Conway 505 (RCo.10) Conway 507 (RCo.10)

Specifikace (Conway) Technické údaje Typ: dvouproudový motor Průměr: 37,6 palce Délka: 134,21 palce Hmotnost suchého motoru: 2 000 kg

Součásti Kompresor: axiální, 9 vysokotlakých a 7 nízkotlakých stupňů Spalovací komora: smíšená trubko-prstencová Turbína: 1 vysokotlaký stupeň, 2 nízkotlaké stupně

Výkony Maximální tah: 76,3 kN Obtokový poměr: 0,25 Celkový poměr stlačení: 14,1:1 Průtok/hltnost vzduchu: 280 lb (127 kg) za sekundu Měrná spotřeba paliva: 0,87 lb/(h·lbf) Poměr tah/hmotnost: 3,85

Odkazy Reference

Externí odkazy

Conway Conway