ล็อกฮีด เจ37

เจ37/แอล-1000
เครื่องบินรุ่น L-1000 ที่ พิพิธภัณฑ์ Planes of Fameในเมืองชิโน รัฐแคลิฟอร์เนีย
พิมพ์	เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ต
สัญชาติ	สหรัฐอเมริกา
ผู้ผลิต	บริษัทล็อกฮีด คอร์ปอเรชั่น
การวิ่งครั้งแรก	1946

เครื่องยนต์Lockheed J37 (รหัสบริษัทL-1000 ) เป็นหนึ่งใน เครื่องยนต์ เทอร์โบเจ็ทเครื่อง แรกๆ ที่ออกแบบในสหรัฐอเมริกา^{[ 1 ]}เมื่อเริ่มพัฒนาครั้งแรกในช่วงทศวรรษ 1930 เครื่องยนต์นี้ไม่ได้ถูกมองว่ามีความสำคัญมากนัก และถูกปล่อยปละละเลย จนกระทั่งพัฒนาจนพร้อมสำหรับการใช้งานจริง เครื่องยนต์อื่นๆ บางรุ่นที่พัฒนามาจากอังกฤษ ก็มีประสิทธิภาพเหนือกว่า ต่อมาการออกแบบนี้ถูกดัดแปลงเป็นเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปรุ่น T35และต่อมาถูกขายให้กับWright Aeronauticalซึ่งได้รับความสนใจในการใช้งานกับเครื่องบินที่จะกลายเป็นB-52 Stratofortressก่อนที่การออกแบบนั้นจะเปลี่ยนมาใช้พลังงานเจ็ท ทั้ง J37 และ T35 ถูกสร้างขึ้นมาเป็นตัวอย่างทดสอบจำนวนหนึ่ง แต่ไม่เคยเข้าสู่สายการผลิต

ในปี ค.ศ. 1930 นาธาน ซี. ไพรซ์เข้าร่วมงานกับบริษัท โดเบิล สตีม มอเตอร์ส ผู้ผลิตเครื่องยนต์ไอน้ำสำหรับรถยนต์และงานอื่นๆ ในช่วงหลายปีต่อมา เขาได้ทำงานในโครงการต่างๆ มากมาย และเริ่มต้นในฤดูใบไม้ร่วงปี ค.ศ. 1933 เขาเริ่มทำงานเกี่ยวกับ โรง ไฟฟ้าพลังไอน้ำสำหรับเครื่องบิน การผลิตไอน้ำในระดับความสูงมากจำเป็นต้องอัดอากาศให้มีความดันเท่ากับระดับน้ำทะเลและส่งไปยังหัวเผาของเครื่องกำเนิดไอน้ำในอัตราคงที่ ไพรซ์เสนอให้ใช้คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงที่ขับเคลื่อนด้วยกังหันก๊าซขนาดเล็ก ซึ่งขับเคลื่อนด้วยก๊าซร้อนจากหัวเผาที่อยู่ระหว่างคอมเพรสเซอร์และกังหัน ก๊าซร้อนที่ออกจากกังหันจะถูกส่งต่อไปยังเครื่องกำเนิดไอน้ำ ซึ่งผลผลิตจากเครื่องกำเนิดไอน้ำจะไปขับเคลื่อนกังหันไอน้ำที่เชื่อมต่อกับใบพัด (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 2,223,856)

ไพรซ์เริ่มทำงานออกแบบเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทของตัวเองในปี 1938 แม้ว่าการออกแบบเริ่มต้นนี้จะซับซ้อนกว่าสิ่งที่ออกมาเป็น J37 ในที่สุดมาก เพื่อรักษาประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ให้ใกล้เคียงกับเครื่องยนต์ลูกสูบที่มีอยู่ ไพรซ์จึงใช้การผสมผสานระหว่างคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนที่ มีแรงอัดต่ำกับ คอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบที่มีแรงอัดสูงในปี 1941 เขาได้รับการว่าจ้างจากล็อกฮีดให้ประเมินซูเปอร์ชาร์จเจอร์ ของเจเนอ รัลอิเล็กทริก ที่ติดตั้งในเครื่องบินทดลองXP-49ซึ่งเป็นรุ่นสำหรับบินในระดับความสูงสูงของP-38 ที่มีชื่อเสียง ในเวลานั้น ไพรซ์ได้ออกแบบเครื่องยนต์เจ็ทขั้นพื้นฐานเสร็จแล้ว และสามารถดึงดูดความสนใจของเคลลี่ จอห์นสัน หัวหน้าวิศวกรวิจัยของล็อกฮีด ซึ่งต่อมาได้ก่อตั้ง Skunk Worksที่มีชื่อเสียงของบริษัทจอห์นสันกำลังคิดถึงการออกแบบความเร็วสูงแบบใหม่หลังจากประสบ ปัญหา การอัดตัว ต่างๆ ที่ความเร็วสูงกับ P-38 และเครื่องยนต์เจ็ทดูเหมือนจะเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับโครงการนี้ ในปี 1941 เขาได้สั่งให้พัฒนาเครื่องบินรุ่นใหม่ที่ใช้เครื่องยนต์ของไพรซ์ โดยพัฒนาเครื่องยนต์เป็นรุ่นL-1000และเครื่องบินเป็นรุ่นLockheed L- 133

ต่อมาในปีนั้นคณะผู้แทนทิซาร์ดเดินทางมาถึงสหรัฐอเมริกาและนำเสนอความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากมายที่กำลังพัฒนาอยู่ในอังกฤษ รวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับการออกแบบเครื่องยนต์เจ็ทของแฟรงค์ วิทเทิล ข่าวลือเกี่ยวกับการทำงานที่คล้ายกันใน เยอรมนีและการบินทดสอบที่ได้รับการเผยแพร่อย่างกว้างขวางในอิตาลีชี้ให้เห็นว่าแทบทุกประเทศยกเว้นสหรัฐอเมริกากำลังพัฒนาเครื่องยนต์เจ็ท และการออกแบบเครื่องยนต์เจ็ทของตนเองจึงกลายเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งแวนเนวาร์ บุชคู่หูของทิซาร์ดในสหรัฐอเมริกา ตัดสินใจว่าวิธีที่ดีที่สุดคือการขออนุญาตใช้สิทธิ์การออกแบบของอังกฤษ คณะกรรมการภายใต้การนำของวิลเลียม เอฟ. ดูแรนด์ถูกจัดตั้งขึ้นเพื่อนำการออกแบบของอังกฤษไปสู่การผลิตและสร้างเครื่องบินเพื่อทดสอบ โครงการเหล่านี้ได้กลายเป็น เครื่องยนต์ General Electric J31ที่ใช้ขับเคลื่อนเครื่องบินP-59 Airacomet

เมื่อวันที่ 30 มีนาคม 1942 บริษัทล็อกฮีดได้ยื่นข้อเสนอสำหรับเครื่องบินรุ่น L-133 และ L-1000 ต่อแผนกพัฒนาของกองทัพอากาศสหรัฐฯ ที่ วิลเบอร์ ไรท์ ฟิลด์ในขณะนั้น การออกแบบเดิมนั้นซับซ้อนเกินไป จึงได้พัฒนาเป็นการออกแบบใหม่ โดยแทนที่ลูกสูบด้วยระบบแรงเหวี่ยงสามขั้นตอน พร้อมระบบระบายความร้อนระหว่างแต่ละขั้นตอน ห้องเผาไหม้หลักเป็นแบบ "ทรงกระบอก" มีกระบอกเปลวไฟ สิบสองกระบอก อยู่ในภาชนะทรงวงแหวน ส่งไอเสียไปยังกังหันแกนหมุนห้าขั้นตอน เพื่อเพิ่มแรงขับ สามารถฉีดเชื้อเพลิงระหว่างขั้นตอนของกังหันได้ เพื่อปรับแต่งประสิทธิภาพในระดับความสูงต่างๆ ขั้นตอนคอมเพรสเซอร์และกังหันจะเชื่อมต่อกันโดยใช้คลัตช์ไฮดรอลิก แบบปรับความเร็วได้ การออกแบบนี้กำหนดให้มีน้ำหนัก 1,700 ปอนด์ (775 กิโลกรัม) และแรงขับที่ระดับน้ำทะเล 5,100 ปอนด์ (22700 นิวตัน) ภายในเดือนพฤศจิกายนปี 1942 การออกแบบได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม โดยน้ำหนักอยู่ที่ 1,610 ปอนด์ (735 กิโลกรัม) และใช้เหล็กโครมในส่วนห้องเผาไหม้ อย่างไรก็ตาม กองทัพยังคงไม่สนใจ และดูเหมือนว่าล็อกฮีดเริ่มลังเลใจ

อย่างไรก็ตาม ในวันที่ 19 พฤษภาคม 1943 ไพรซ์ตกลงที่จะเริ่มการออกแบบใหม่ที่รุนแรงกว่าเดิมตามคำแนะนำของไรท์ ฟิลด์ เขาได้ออกแบบที่เรียบง่ายกว่ามาก โดยประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุน 16 ขั้นตอนสองตัว พร้อมระบบระบายความร้อนระหว่างขั้นตอนเพียงขั้นตอนเดียว คอมเพรสเซอร์ตัวหน้าสุด 4 ขั้นตอนแรกยังคงใช้คลัตช์เพื่อให้สามารถทำงานที่ความเร็วที่เหมาะสมที่สุด สำหรับการทดสอบ ใบพัดของคอมเพรสเซอร์ไม่มีรูปทรงปีกเครื่องบิน และติดอยู่กับดุมกลางบนแท่นหมุนเพื่อให้สามารถเปลี่ยนมุมระหว่างการทำงานได้ กังหันลดลงเหลือ 4 ขั้นตอน คอมเพรสเซอร์แรงดันต่ำถูกหุ้มด้วยตัวเรือนทรงกระบอกสองส่วนที่มีซี่โครงเสริมความแข็งแรง ซึ่งทำให้มีรูปลักษณ์ที่แปลกตาคล้ายกับก้นกล่องไข่คอมเพรสเซอร์แรงดันสูงที่สั้นกว่าก็ถูกหุ้มในลักษณะเดียวกัน แต่มีซี่โครงวิ่งจากด้านหน้าไปด้านหลังเท่านั้น พลังงานถูกดึงมาจากระหว่างสองขั้นตอนของคอมเพรสเซอร์เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์เสริม โดยมีเกียร์อยู่ด้านบนของเครื่องยนต์ด้านนอกตัวเรือนคอมเพรสเซอร์

ในเดือนมิถุนายน ปี 1943 กองทัพบกได้แสดงความสนใจในแบบเครื่องบินเจ็ทของล็อกฮีด แต่ได้ทำสัญญากับเครื่องบินP-80 Shooting Star แทน โดยใช้เครื่องยนต์ Halford H.1แบบแรงเหวี่ยงที่ได้รับอนุญาตให้ผลิตพวกเขายังคงสนใจเครื่องบิน L-1000 เช่นกัน และได้ทำสัญญาพัฒนาในระยะยาวภายใต้ชื่อ XJ37-1 ในเดือนกรกฎาคม ปี 1943 โดยส่งมอบลำแรกในวันที่ 1 สิงหาคม ปี 1945 อย่างไรก็ตาม เมื่อสงครามสิ้นสุดลง เครื่องบินลำแรกนั้นสร้างเสร็จเพียงประมาณสองในสามเท่านั้น งานบางส่วนได้ว่าจ้างบริษัท Menasco Motors Companyและเมื่อสิ้นปี งานด้านกลไกทั้งหมดของโครงการก็ถูกโอนให้แก่บริษัทดังกล่าว ในระหว่างการพัฒนาเครื่องยนต์ XJ37 นั้น มีเครื่องยนต์แบบไหลตามแกนของ Westinghouse รุ่น19A และ 19Bที่กำลังอยู่ระหว่างการทดสอบใช้งานในช่วงปี 1943-1945 ซึ่งส่งผลให้เกิดเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทแบบไหลตามแกนรุ่นแรกของอเมริกาที่ผลิตออกจำหน่าย คือWestinghouse J30โดยมีการผลิตออกมาประมาณ 260 เครื่อง สำหรับเครื่องบินรบรุ่นแรกของกองทัพเรือสหรัฐฯ และสำหรับเครื่องบินขับไล่ปีกสามเหลี่ยมรุ่นแรกของอเมริกา คือConvair XF- 92

เครื่องยนต์เครื่องแรกพร้อมใช้งานในที่สุดในปี 1946 กองทัพได้ทำสัญญาสั่งซื้อเพิ่มอีกสี่เครื่อง ในช่วงเวลานี้มีการเสนอเวอร์ชันเทอร์โบพร็อป XT35 Typhoon [ ^{2 ] นี่}เป็นการดัดแปลง J37 ที่ค่อนข้างง่าย โดยเพิ่มขั้นตอนกังหันที่ห้าที่ด้านหลังของเครื่องยนต์ ซึ่งประกอบด้วยกังหันแบบรัศมีที่ขับเคลื่อนใบพัดผลักและปล่อยไอเสียออกทางขอบด้านนอกของเครื่องยนต์ การจัดเรียงแบบอื่นจะส่งไอเสียผ่านช่องเปิดในแกนใบพัด ในเดือนกันยายนปี 1947 ในที่สุดล็อกฮีดก็ยอมแพ้และขายแบบให้กับไรท์แอโรนอทิคอล

ในขณะนั้น กองทัพบก (ซึ่งต่อมากลายเป็นกองทัพอากาศสหรัฐฯ ) กำลังอยู่ในระหว่างการพัฒนาเครื่องบินทิ้งระเบิดข้ามทวีปแบบใหม่ ด้วยเทคโนโลยีเครื่องยนต์และโครงสร้างลำตัวเครื่องบินในเวลานั้น ดูเหมือนว่าวิธีเดียวที่จะสร้างเครื่องบินดังกล่าวได้คือการใช้เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป และไรท์ก็สนใจที่จะเข้ามาแย่งส่วนแบ่งตลาดนี้ ในเดือนมิถุนายน ปี 1946 โบอิ้งได้เสนอโมเดล 462 เพื่อตอบสนองความต้องการ โดยมีเครื่องยนต์ T35 จำนวน 6 เครื่อง ซึ่งต่อมาลดเหลือ 4 เครื่องในการออกแบบใหม่หลายครั้ง อย่างไรก็ตาม ในปี 1948 ความก้าวหน้าในการออกแบบโครงสร้างลำตัวเครื่องบิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการนำปีกแบบปีกกวาด มาใช้ ทำให้เครื่องบินทิ้งระเบิดสามารถเปลี่ยนมาใช้พลังงานเจ็ทได้ ซึ่งในที่สุดก็พัฒนามาเป็นB-52 Stratofortress

การพัฒนาเครื่องยนต์ J37/T35 ดำเนินต่อไปจนถึงเดือนกรกฎาคม ปี 1953 ซึ่งในเวลานั้นได้ส่งมอบเครื่องยนต์ไปแล้ว 3 เครื่องให้กับกองทัพอากาศสหรัฐฯ กองทัพอากาศได้ส่งมอบเครื่องยนต์และข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมได้ให้กับอุตสาหกรรมโดยรวม แต่ไม่มีความสนใจเพิ่มเติมเข้ามาอีก และโครงการจึงยุติลงหลังจากใช้งบประมาณไปประมาณ 4.5 ล้านดอลลาร์ (เทียบเท่าประมาณ 30 ล้านดอลลาร์ในปี 2000)