SI VIS PACEM, PARA BELLUM: Il Pratt & Whitney JT3C, denominazione militare J57

Il Pratt & Whitney JT3C, denominazione militare J57, era un turbogetto dotato di postbruciatore prodotto dall'azienda statunitense Pratt & Whitney dagli anni cinquanta.

Evoluzione del turboelica T45, Il JT3 venne progettato e prodotto per equipaggiare l'XB-52, prototipo del futuro bombardiere strategico B-52 Stratofortress, dall'omonima ditta statunitense Pratt & Whitney. Capace di fornire una spinta di 45 KN, fu il primo motore turbogetto con prestazioni così elevate per l’epoca.

Design e sviluppo

Il J57 è uno sviluppo della Pratt & Whitney XT45 (PT4) turboelica motore che era stato originariamente previsto per il Boeing XB-52. Poiché i requisiti di alimentazione per il B-52 erano nel frattempo cresciuti, il disegno si è evoluto nel turboreattore JT3.

Il J57 utilizzava leghe di titanio e Ti-150, lega utilizzata a metà degli anni 1950.

Il prestigioso Collier Trophy per il 1952 fu assegnato a Leonard S. Hobbs, ingegnere capo della United Aircraft Corporation, per "la progettazione e produzione di motori a turbogetto P & W J57.

Il 25 maggio 1953, un J57 spinse l'YF-100A e superò Mach 1 al suo primo volo. Il motore fu prodotto dal 1951 al 1965 per un totale di 21.170 esemplari.

Un motore XT57 (PT5), sviluppo del turboelica J57, fu installato su di un JC-124C (Buno 52-1069), e testato nel 1956.

Sviluppo

Già durante la seconda guerra mondiale la Pratt & Whitney aveva condotto degli esperimenti sui motori a getto, senza però essere in grado di riuscire a sviluppare un motore jet capace di essere utilizzato in modo affidabile su un velivolo, costringendo di fatto la ditta statunitense a ricorrere all'acquisizione dei diritti di produzione su licenza dall'azienda britannica Rolls-Royce Ltd. A partire dal 1946 la Pratt & Whitney iniziò quindi ad investire nuovi fondi nello sviluppo di un motore jet di seconda generazione, che avrebbe dovuto vantare una spinta non inferiore ai 44,5 kN, doppia rispetto ai motori General Electric J33 e Westinghouse J34 in produzione all'epoca.

A partire dal marzo del 1947 si iniziarono i primi lavori di progettazione con lo sviluppo di un primo motore noto con la sigla JT3. Fu quindi sviluppato un motore turboelica, il T45, che fece da base per lo sviluppo del JT3, del quale si riutilizzarono i due alberi coassiali. Questo primo progetto che prevedeva un basso rapporto di compressione sul primo albero e un rapporto di compressione maggiore sul secondo, fu la base del successo di questo progettò che sfociò nello sviluppo dei motori turboventola.

Il 21 ottobre 1948 il nuovo motore JT3 fu quindi proposto ai vertici dell'USAF per il progetto del B-52, andando a sostituire i turboelica T45 che avrebbero dovuto essere impiegati sul nuovo velivolo. Per un breve periodo fu preso in considerazione anche il nuovo motore J40 sempre sviluppato e prodotto dalla Pratt & Whitney, che però fu poi scartato nel giugno del 1949 a favore del primo progetto. Sempre nel giugno dello stesso anno l'USAF ordinò la costruzione di due prototipi del nuovo motore, al quale venne data al denominazione militare J57, denominati dall'azienda XJ57-P-1 e JT3-10A. Nell'agosto del 1949 la Pratt & Whitney aveva messo appunto una versione migliorata del J57 ed il 6 dicembre 1949 l'USAF ordinò la costruzione di un primo lotto sperimentale di 18 motori YJ57-P-3.

Per tutto il 1950 continuarono i test a terra e l'8 marzo 1951 il primo motore J57 venne testato in volo a bordo del bombardiere/ricognitore ad elica Boeing B-50. Il 15 aprile 1952 otto motori J57 fecero decollare per il suo primo distacco da terra l'XB-52, seguito il 18 aprile anche dal prototipo Convair YB-60 concorrente del Boeing nel ruolo di bombardiere strategico.

Successivamente la Pratt & Whitney propose uno sviluppo del J57 dotandolo di postbruciatore, incrementandone la spinta fino a 87,2 kN.

Complessivamente tra il 1951 ed il 1965 furono prodotti più di 21 170 motori del tipo JT3/J57, alcuni dei quali rimangono tuttora in servizio operativo.

Utilizzazioni particolari

Nel 1958 la Northrop sviluppò un programma che prevedeva l'utilizzo di un bombardiere strategico senza pilota. L'SM-62 Snark che ne scaturì era un missile a lungo raggio che prevedeva il distacco dell'ordigno trasportato sull'ogiva una volta raggiunto l'obbiettivo. La propulsione era affidata ad un J57 coadiuvato da razzi supplementari utilizzati solo per il decollo.

Velivoli utilizzatori

Militari

Stati Uniti:

Boeing B-52 Stratofortress
Boeing C-135A Stratolifter
Boeing KC-135A Stratotanker
Convair YB-60
Convair F-102 Delta Dagger
Douglas A-3 Skywarrior
Douglas F4D Skyray
Douglas F5D Skylancer
Lockheed U-2
Martin B-57 Canberra
McDonnell F-101 Voodoo
North American F-100 Super Sabre
Vought F-8 Crusader.

Civili

Stati Uniti:

Boeing C-137 Stratoliner
Boeing 707-120
Boeing 720
McDonnell Douglas DC-8-10.

Missili

Stati Uniti

SM-62 Snark.

ENGLISH

The Pratt & Whitney J57 (company designation: JT3C) is an axial-flow turbojet engine developed by Pratt & Whitney in the early 1950s. The J57 (first run January 1950) was the first 10,000 lbf (45 kN) thrust class engine in the United States. The J57/JT3C was developed into the J75/JT4A turbojet, JT3D/TF33 turbofan, and PT5/T57 turboprop (of which only one was built).

Design and development

The J57 was a development of the Pratt & Whitney XT45 (PT4) turboprop engine that was originally intended for the Boeing XB-52. As the B-52 power requirements grew, the design evolved into a turbojet, the JT3.

The J57 used titanium alloys and the Ti-150 alloy used in the mid 1950s suffered hydrogen embrittlement until the problem was understood.

The prestigious Collier Trophy for 1952 was awarded to Leonard S. Hobbs, Chief Engineer of United Aircraft Corporation, for "designing and producing the P&W J57 turbojet engine".

On May 25, 1953, a J57-powered YF-100A exceeded Mach 1 on its first flight. The engine was produced from 1951 to 1965 with a total of 21,170 built.

Derivatives

JT3D/TF33:A turbo-fan derivative of the J57.

XT57/PT5: A 20 ft diameter (6.1 m), 15,000 hp (11,185 kW) turboprop intended for the Douglas C-132.

Applications

J57 (Military)

Boeing B-52 Stratofortress
Boeing C-135 Stratolifter and KC-135 Stratotanker
Convair F-102 Delta Dagger
Convair YB-60
Douglas A3D Skywarrior
Douglas F4D Skyray
Douglas F5D Skylancer
Lockheed U-2
Martin B-57 Canberra
McDonnell F-101 Voodoo
North American F-100 Super Sabre
Northrop SM-62 Snark
Vought F-8 Crusader

JT3C (Civilian)

Boeing 707
Boeing 720
Douglas DC-8.

Engines on display

A J57 cutaway is on display at the New England Air Museum, Bradley International Airport, Windsor Locks, CT.

A J57 cutaway is on public display at the Aerospace Museum of California. It is s/n 35 used on the XB-52 program.

Specifications (J57-P-23)

General characteristics

Type: Afterburning turbojet
Length: 244 in (6197.6mm)
Diameter: 39 in (990.6mm)
Dry weight: 5,175 lb (2,347 kg).

Components

Compressor: Two-spool 16-stage axial compressor.

Performance

Maximum thrust: 11,700 lbf (52.0 kN) dry, 17,200 lbf (76.5 kN) with afterburner
Overall pressure ratio: 11.5:1
Air mass flow: 165 lb/s (75 kg/s) at maximum power
Turbine inlet temperature: 1,600 °F (870 °C)
Specific fuel consumption: 2.10 lb/(lbf⋅h) (59 g/(kN⋅s)) with afterburner
Thrust-to-weight ratio: 3.32.

Specifications (JT3C-7)

General characteristics

Type: civil turbojet
Length: 155in (3937mm)
Diameter: 39in (990.6mm)
Dry weight: 4200lb (1905kg).

Components

Compressor: all-axial, 9-stage LP compressor, 7-stage HP compressor
Combustors: cannular, 8 flame tubes
Turbine: all-axial, single stage HP turbine, 2-stage LP turbine.

Performance

Maximum thrust: 12030 lbf (53.5 kN) @ take-off, SLS, ISA
Overall pressure ratio: 12.5:1
Air mass flow: 180 lb/s (81.65 kg/s)
Specific fuel consumption: 0.785 lb/(lbf⋅h) (22.2 g/(kN⋅s)) @ take-off, SLS, ISA; and 0.909 lb/(lbf⋅h) (25.7 g/(kN⋅s)) @ max cruise 3,550 pounds-force (15.8 kN), M0.85, 35,000 ft (11,000 m), ISA
Thrust-to-weight ratio: 3.44.