ที40
เครื่องบิน T40-A-10 ที่พิพิธภัณฑ์แห่งชาติกองทัพอากาศสหรัฐอเมริกา
พิมพ์	เทอร์โบพร็อป
สัญชาติ	สหรัฐอเมริกา
ผู้ผลิต	บริษัท อัลลิสัน เอ็นจิ้น
การใช้งานหลัก	A2D Skyshark Convair R3Y Tradewind Convair XFY Pogo
พัฒนามาจาก	อลิสัน ที38

เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป Allison T40ซึ่งเป็นชื่อทางการค้าของบริษัทAllison Model 500เป็นเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปอเมริกันรุ่นแรกๆ ที่ประกอบด้วยส่วนกำลังAllison T38 สองส่วนที่ขับเคลื่อน ใบพัดหมุนสวนทางกันผ่านเกียร์ทั่วไป^{[ 1 ]}

แนวคิด T40 เกิดขึ้นที่ Allison ในปี 1944 โดยมีการศึกษาการออกแบบเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปขนาด 4,000 shp (2,983 kW) กองทัพเรือสหรัฐฯ ได้มอบสัญญาให้ Allison ออกแบบและพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปขนาด 4,100 shp (3,057 kW) T40 ที่ได้นั้นเป็นการรวม ส่วนกำลัง ของ Allison T38-A-1 สองส่วน เข้าด้วยกันโดยใช้เกียร์ทดรอบร่วมกันเพื่อขับเคลื่อนใบพัดที่หมุนสวนทาง กัน แม้จะมีโครงสร้างคล้ายกับArmstrong Siddeley Double Mambaแต่ T40 แตกต่างตรงที่เครื่องยนต์แต่ละเครื่องขับเคลื่อนทั้งใบพัดด้านหน้าและด้านหลัง ต่างจาก Double Mamba ที่ส่วนกำลังของ Mamba แต่ละส่วนจะขับเคลื่อนใบพัดด้านหน้าหรือด้านหลังแยกกัน^{[ 1 ]}

ส่วนกำลังของ T38-A-1 แต่ละส่วนประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์ 17 ขั้นตอน ให้อัตราส่วนความดัน 6.3:1 ห้องเผาไหม้แปดห้อง และกังหันสี่ขั้นตอน ชุดเกียร์ทดกำลังแบบรวมถูกขับเคลื่อนผ่านเพลาต่อขยายจากส่วนกำลัง เพลาส่งกำลังแต่ละอันมีคลัตช์เพื่อให้ส่วนกำลังสามารถทำงานได้อย่างอิสระ^{[ 1 ]}

อุปกรณ์เสริมประกอบด้วยชุดควบคุมหลักที่ติดตั้งอยู่เหนือคอมเพรสเซอร์ และตัวสตาร์ทแบบใช้ลมบนเกียร์บ็อกซ์ ชุดเกียร์ทดกำลังแบบผสมมีอัตราส่วนการลดโดยรวม 15.75:1 และมีเบรกใบพัดอากาศเพื่อป้องกันการหมุนฟรีเมื่อเครื่องยนต์หยุดทำงาน ระบบป้องกันการเกิดน้ำแข็งเกาะสำหรับช่องรับอากาศนั้นใช้ลมที่ดึงมาจากคอมเพรสเซอร์ ใบพัดแบบหมุนสวนทางกันประกอบด้วยใบพัด Aeroproducts สามใบขนาด 14 ฟุต (4.3 ม.) สองใบที่ติดตั้งบนเพลาศูนย์กลาง^{[ 1 ]}

การทดสอบ XT40 เริ่มขึ้นในวันที่ 4 มิถุนายน พ.ศ. 2491 มีปัญหาเรื่องการสั่นสะเทือนในชุดเกียร์ทดรอบเนื่องจากความถี่การขบฟันที่ตรงกัน ทำให้ต้องออกแบบใหม่ ระบบตัดการเชื่อมต่อซึ่งออกแบบมาเพื่อตัดการเชื่อมต่อส่วนกำลังในกรณีที่เกิดความล้มเหลวทำงานได้สำเร็จ ในระหว่างการทดสอบในห้องทดสอบ ส่วนกำลังส่วนหนึ่งเกิดการรั่วไหลของน้ำมันอย่างมาก และความพยายามที่จะปิดระบบล้มเหลวเนื่องจากเครื่องยนต์ยังคงทำงานต่อไปด้วยน้ำมันที่รั่วไหล หลังจากพยายามปิดระบบหลายครั้ง ในที่สุดส่วนกำลังที่มีปัญหาจึงสามารถปิดได้โดยการทำลายคอมเพรสเซอร์ด้วยเศษวัสดุที่ถูกโยนลงไปในท่อไอดี ซึ่งเป็นการพิสูจน์ระบบตัดการเชื่อมต่อ^{[ 1 ]}

การทดสอบการบินครั้งแรกของ T40 เกิดขึ้นใน เรือบิน Convair XP5Yเมื่อวันที่ 18 เมษายน พ.ศ. 2493 โดยติดตั้งเครื่องยนต์ T40-A-4 จำนวน 4 เครื่อง ซึ่งให้กำลัง 5,250 shp (3,915 kW) การใช้งานจริงของ T40 เผยให้เห็นปัญหาเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของใบพัดและเกียร์ โดยมีอย่างน้อยหนึ่งกรณีที่ใบพัดหลุดและเกียร์แยกออกจากกัน ปัญหาที่ผิดปกติอย่างหนึ่งถูกค้นพบในระหว่างการทดสอบภาคพื้นดินของ เครื่องบินขับไล่ Republic XF-84H Thunderscreech ที่ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป ใบพัดเดี่ยว 3 ใบแบบพิเศษสำหรับความเร็วเหนือเสียงทำให้เกิดคลื่นฮาร์มอนิกที่พิสูจน์แล้วว่าเป็นอันตรายต่อมนุษย์ที่อยู่ห่างจากเครื่องบินในระยะหนึ่ง^{[ 1 ]}

ปัญหาหลักของ T40 ได้แก่ ความล้มเหลวของเกียร์และระบบควบคุมใบพัด (อุปกรณ์เสริมของเครื่องยนต์ทั้งหมดทำงานด้วยระบบสุญญากาศซึ่งใช้ท่อ 25 ท่อ) และเครื่องยนต์ก็ไม่น่าเชื่อถือ เนื่องจากเครื่องยนต์แต่ละส่วนถูกคลัตช์เข้ากับเกียร์ ในกรณีส่วนใหญ่จึงตั้งใจให้เครื่องบินสามารถบินด้วยเครื่องยนต์เพียงครึ่งเดียวและจะใช้เครื่องยนต์ส่วนที่สองเมื่อจำเป็นเท่านั้น ในทางปฏิบัติ ระบบนี้ทำงานได้ไม่ดี การที่ไม่สามารถรับรู้ได้ว่า T38 ตัวหนึ่งล้มเหลว และคอมเพรสเซอร์ของมันกำลังดูดพลังงานที่ผลิตโดยอีกส่วนหนึ่ง นำไปสู่การสูญเสียเครื่องบินต้นแบบDouglas XA2D-1 ลำแรก และนักบินในวันที่ 14 ธันวาคม พ.ศ. 2493 ^{[ 1 ]}

เครื่องบินลำแรกที่ใช้ T40 คือ เครื่องบินลาดตระเวนต้นแบบ Convair XP5Y-1เนื่องจากเครื่องบินลาดตระเวนแบบเรือบินเริ่มไม่จำเป็นอีกต่อไป กองทัพเรือสหรัฐฯ จึงเปลี่ยนบทบาทของเครื่องบินจากสงครามต่อต้านเรือดำน้ำเป็นการขนส่ง การดัดแปลง XP5Y-1 (เช่น การติดตั้งเครื่องปรับอากาศและระบบปรับความดัน) ทำให้เกิดConvair R3Y Tradewindซึ่งต่อมากลายเป็นเครื่องบินเพียงลำเดียวที่ใช้ T40 และเข้าประจำการจริง เรือบินขนาดใหญ่สี่เครื่องยนต์เหล่านี้ให้บริการเป็นหลักระหว่างNAS Alamedaและฮาวายในช่วงกลางทศวรรษ 1950 (แทนที่ เรือบิน Martin Mars ) มีปัญหามากมายเกี่ยวกับ T40 หนึ่งในนั้นเกือบเกิดภัยพิบัติในปี 1956 เมื่อ R3Y ลำหนึ่งลงจอดโดยที่เครื่องยนต์ทำงานผิดปกติ ส่งผลให้ชนกับกำแพงกันคลื่น เหตุการณ์นี้ทำให้กองทัพเรือสหรัฐฯ มีเหตุผลอีกประการหนึ่งที่จะสั่งห้ามใช้ R3Y ซึ่งก็ได้ดำเนินการในเวลาต่อมาไม่นาน^{[ 1 ]}

เครื่องบินอื่นเพียงลำเดียวที่ผลิตในปริมาณมากโดยใช้เครื่องยนต์ T40 คือDouglas A2D Skysharkจากทั้งหมด 16 ลำที่สร้างขึ้น เครื่องบิน 12 ลำที่ใช้ในการประเมินประสบปัญหาคล้ายกันกับใบพัดและเกียร์^{[ 1 ]}

T40 ยังถูกติดตั้งในเครื่องบินNorth American A2J-1 Super Savageด้วย แต่ประสิทธิภาพที่ไม่ดีของเครื่องบินและปัญหาต่อเนื่องกับเครื่องยนต์ทำให้ต้องยกเลิกและหันไปใช้Douglas A-3 Skywarriorแทน^{[ 1 ]}

ความสำเร็จที่โดดเด่นที่สุดของ T40 อยู่ในสาขาเครื่องบินขึ้นลงในแนวดิ่ง โดยถูกนำไปใช้เป็นพลังงานขับเคลื่อนเครื่องบินสามประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่Convair XFY Pogo , Lockheed XFVและ เครื่องบินวิจัยปีกเอียง Hiller X-18 XFY-1 ซึ่งติดตั้งเครื่องยนต์ YT40-A-6 ที่ทรงพลังกว่า 7,100 แรงม้า ได้ทำการบินเต็มรูปแบบครั้งแรกจากขึ้นลงในแนวดิ่งไปสู่การบินในแนวนอนและกลับมาขึ้นลงในแนวดิ่งเพื่อลงจอด ซึ่งเป็นเครื่องบินปีกคงที่ ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2497 อย่างไรก็ตาม ความกังวลอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับใบพัด น้ำหนักบรรทุก และประสิทธิภาพที่ไม่ดี ทำให้การพัฒนาต่อไปต้องหยุดชะงัก^{[ 1 ]}

มีการบินทดสอบบางส่วนด้วย Hiller X-18 แต่การวิจัยส่วนใหญ่ดำเนินการโดยยึดเครื่องบินไว้กับแท่นวัดแรงอย่างแน่นหนา ซึ่งสามารถยกขึ้นด้วยระบบไฮดรอลิก เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบของเบาะรองรับบนพื้นดิน^{[ 1 ]}

เครื่องบินขับไล่เทอร์โบพร็อป Republic XF-84H Thunderscreechจำนวน 2 ลำได้ทำการบินทดสอบในวงจำกัดแต่ปัญหาที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องกับเครื่องยนต์ T40 ใบพัดความเร็วเหนือเสียง และประสิทธิภาพที่ด้อยกว่าคู่แข่งในยุคเดียวกันอย่างสิ้นเชิง ทำให้ต้องยกเลิกแผนการผลิต^{[ 1 ]}

ข้อมูลจาก: ^{[ 1 ]}

• คอนแวร์ P5Y และ R3Y
• คอนแวร์ XFY โพโก้
• ดักลาส เอ2ดี สกายชาร์ค
• ฮิลเลอร์ เอ็กซ์-18
• ล็อกฮีด เอ็กซ์เอฟวี
• XA2J Super Savage อเมริกาเหนือ
• รีพับลิค XF-84H ธันเดอร์สครีช

รุ่น 500

การกำหนดชื่อบริษัทสำหรับ T40

รุ่น 501

การกำหนดชื่อบริษัทสำหรับ T38 (ครึ่งหนึ่งของ T40 สำหรับการพัฒนา T40) ^{[ 2 ]}

รุ่น 501-D

การกำหนดชื่อบริษัทสำหรับ T56

รุ่น 503

การกำหนดชื่อบริษัทสำหรับ T44

XT40-A-1

XT40-A-2

ที40-เอ-4

XT40-A-5

XT40-A-6

XT40-A-10

YT40-A-14

ที40-เอ-20

ที40-เอ-22

ที44

(รุ่น 503) พร้อมส่วนกำลังสามส่วน ไม่มีการสร้างและโครงการถูกยกเลิก^{[ 3 ]}

ที54-เอ-2

T40 ที่ได้รับการออกแบบใหม่ให้กำลังเทียบเท่า 7,500 shp (5,600 kW) หลังจากความสำเร็จเบื้องต้นที่จำกัดของ T40 กองทัพเรือสหรัฐฯ ได้สนับสนุนการพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปใหม่ที่มีขนาดใหญ่กว่า T40 ประมาณ 28% แต่ในไม่ช้างานนี้ก็ถูกแซงหน้าโดยAllison T56 / Allison 501-D และการพัฒนาจึงถูกยกเลิก^{[ 1 ] [ 4 ]}

ที56

(รุ่น 501-D) การพัฒนา T40 / T38 ที่มีภาคจ่ายไฟเดียวประสบความสำเร็จ

ข้อมูลจากเครื่องยนต์อากาศยานของโลก พ.ศ. 2496 ^{[ 4 ]}ประวัติและการพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ต พ.ศ. 2473–2503 เล่ม 2 ^{[ 1 ]}

ลักษณะทั่วไป

• ประเภท: เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป
• ความยาว: 167 นิ้ว (4,200 มม.) รวมเกียร์; 84 นิ้ว (2,100 มม.) (ส่วนกำลัง)
• เส้นผ่านศูนย์กลาง: 23.5 นิ้ว (600 มม.) (กล่องเกียร์)
• ความกว้าง: 39 นิ้ว (990 มม.) (ส่วนกำลัง)
• ความสูง: 25 นิ้ว (640 มม.) (ส่วนกำลัง)
• น้ำหนักแห้ง: 2,500 ปอนด์ (1,100 กิโลกรัม) (ส่วนกำลัง)

ส่วนประกอบ

• คอมเพรสเซอร์: แบบไหลตามแนวแกน 17 สเตจ (2 ตัว)
• ห้องเผาไหม้ : 8 แบบทรงกระบอกต่อชุดกำลัง
• กังหัน : แบบไหลตามแนวแกน 4 ขั้น (2 ตัว)
• ประเภทเชื้อเพลิง: น้ำมันเชื้อเพลิงเครื่องบินชนิดเบนซินหรือเคโรซีน 100/130
• ระบบหล่อลื่น: อ่างน้ำมันแห้ง, ระบบฉีดพ่นแรงดัน 65 psi (450 kPa), ระบบดูดน้ำมันส่วนเกิน

ผลงาน

• กำลังขับสูงสุด: 5,100 shp (3,800 kW) + 830 lbf (3.7 kN) สำหรับการบินขึ้นที่ 14,300 รอบต่อนาที ณ ระดับน้ำทะเล; เทียบเท่า 5,500 shp (4,100 kW)
• อัตราส่วนความดันโดยรวม : 6.3:1
• อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะ : 0.63 ปอนด์/(แรงม้า⋅ชั่วโมง) (0.38 กิโลกรัม/กิโลวัตต์ชั่วโมง) (เทียบเท่าแรงม้า)
• อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก : 2.222 แรงม้า/ปอนด์ (3.653 กิโลวัตต์/กิโลกรัม)
• ระบบเกียร์:รวมเกียร์ทดรอบเพื่อขับเคลื่อนใบพัดหมุนสวนทางกันที่อัตราทด 0.0635:1 (908 รอบต่อนาทีสำหรับการบินขึ้น)

การพัฒนาที่เกี่ยวข้อง

• อลิสัน ที38
• อลิสัน ที56

เครื่องยนต์ที่เทียบเคียงได้

• อาร์มสตรอง ซิดเดลีย์ ดับเบิล แมมบา
• แพรตต์ แอนด์ วิทนีย์ แคนาดา PT6T
• เทเลไดน์ CAE T67

รายการที่เกี่ยวข้อง

• รายชื่อเครื่องยนต์อากาศยาน

• กันสตัน, บิล (2006). การพัฒนาเครื่องยนต์ไอพ่นและเครื่องยนต์เทอร์ไบน์สำหรับอากาศยาน ฉบับที่ 4.สปาร์คฟอร์ด, ซัมเมอร์เซต, อังกฤษ, สหราชอาณาจักร: แพทริค สตีเฟนส์, เฮย์นส์ พับลิชชิ่ง. ISBN 0-7509-4477-3.
• Leyes II, Richard A.; William A. Fleming (1999). ประวัติศาสตร์ของเครื่องยนต์กังหันแก๊สขนาดเล็กสำหรับเครื่องบินในอเมริกาเหนือ . วอชิงตัน ดี.ซี.: สถาบันสมิธโซเนียน. ISBN 1-56347-332-1.

Wikimedia Commons มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับAllison T40

• บทความเกี่ยวกับเที่ยวบิน 1950
• เครื่องยนต์เทอร์ไบน์คู่ให้กำลัง 5,500 แรงม้าบทความเก่าที่มีภาพประกอบที่ดีแสดงให้เห็นวิธีการเชื่อมต่อเครื่องยนต์สองตัวเข้ากับเกียร์บ็อกซ์เดียว
• บทความเรื่อง"เครื่องบินเทอร์โบพร็อปอเมริกัน" จากนิตยสาร Flightปี 1950
• บทความจากนิตยสารFlightปี 1955 เรื่อง"เครื่องบินเทอร์โบพร็อป Tradewind"