SI VIS PACEM, PARA BELLUM: A proposito del Williams International FJ44-4M: il propulsore del T-345A

I Williams FJ44 compongono una famiglia di motori aeronautici turboventola, con doppio compressore, prodotti dalla Williams International/Rolls-Royce plc e destinati al mercato dei business jet. Fino al recente aumento delle vendite di business jet di piccole dimensioni (Very Light Jet), la FJ44 è stata una delle più piccole turboventole disponibili per applicazioni civili. Anche se il progetto è formalmente della Williams International, la Rolls-Royce è stata coinvolta nello sviluppo, nella progettazione e nella produzione di una turbina raffreddata ad aria ad alta pressione per il motore.

Il Williams FJ33 è un motore più piccolo basato sulla stessa base della FJ44.

Gli FJ44 sono una famiglia di piccoli motori turbofan a due bobine prodotti dalla Williams International / Rolls-Royce per il mercato dei business jet leggeri. Fino al recente boom del mercato dei jet molto leggeri, l'FJ44 era uno delle più piccole turboventole disponibili per applicazioni civili. Sebbene fondamentalmente un progetto Williams, la Rolls-Royce è stata inserita nel progetto in una fase iniziale per progettare, sviluppare e produrre una turbina ad alta pressione (HP) raffreddata ad aria per il motore. L'FJ44 ha volato per la prima volta il 12 luglio 1988 sull'aereo Scaled Composites / Beechcraft Triumph.

La Williams FJ33 è un motore più nuovo e più piccolo basato sul design di base FJ44.

Sviluppo

La produzione è iniziata nel 1992 con la spinta da 1.900 lbf (8,5 kN ) FJ44-1A. L' FJ44-1C è declassato a 1.500 lbf (6,7 kN). L' FJ44-2A con potenza fino a 2.300 lbf (10 kN) è stato introdotto nel 1997. La spinta FJ44-3A da 2.820 lbf (12,5 kN) è stata introdotta nel 2004. Nel 2005, è stata introdotta una nuova versione di fascia bassa, l' FJ44-1AP, con una spinta al decollo di 1.965 lbf (8,74 kN). Nel 2007, è stato presentato il nuovo FJ44-4 da 3.600 lbf (16 kN). Nel 2010 questo motore era in uso sul Cessna CJ4 e dal 2018 anche sul nuovo Pilatus PC-24.

Design

L'FJ44-1A ha una ventola blisk mono-stadio più un singolo stadio booster di pressione intermedia (IP), azionato da una turbina a bassa pressione (LP) a 2 stadi, che sovralimenta un compressore centrifugo ad alta pressione (HP) monostadio, azionato da un singolo stadio turbina ad alta pressione (HP) non raffreddata. Il combustore ha un design anulare raffreddato ad impingement. Il carburante viene erogato al combustore attraverso un insolito sistema di ugelli rotanti del carburante, anziché i miscelatori o i vaporizzatori aria-carburante standard. Il condotto di bypass percorre l'intera lunghezza del motore. L'FJ44-2A ha due ulteriori stadi del compressore booster.

Anche Leonardo ha selezionato il Williams International FJ44-4M come propulsore del T-345A

A seguito di un processo di selezione che includeva studi preliminari dettagliati e si concludeva in una formale richiesta di proposta aperta a diversi produttori di motori, Leonardo ha scelto Williams International FJ44-4M come propulsore del nuovo velivolo T-345A (High Efficiency Trainer).

L’FJ44-4M è la versione per il volo acrobatico del motore FJ44-4A. Si tratta di un moderno motore turbofan co-rotante a due bobine con rapporto di bypass medio, scarico misto e rapporto di pressione ad alto ciclo.

L'FJ44-4M rientra nella classe di spinta di 3400 libbre con un basso consumo di carburante e sfrutta la pista ben nota di Williams nei servizi di manutenzione per ridurre ulteriormente i costi operativi.

Le due società hanno già avviato attività congiunte per finalizzare il quadro di collaborazione che porterà a integrare il motore nel velivolo T-345A nei prossimi anni. Il T-345A rappresenta la più recente soluzione proposta da Leonardo per la fase base / avanzata del programma di addestramento dei piloti militari. Fornisce alle forze aeree una soluzione molto conveniente, grazie al livello di prestazioni migliore della categoria unito a costi di acquisizione e operativi significativamente bassi. I dati di costo, infatti, sono molto simili o addirittura inferiori a quelli dei potenti turboelica oggi in commercio che, pur essendo della stessa classe di peso del T-345A e dotati di sistemi di bordo simili, garantiscono prestazioni decisamente inferiori e, di conseguenza, minore efficacia dell’addestramento di primo periodo. Nel giugno 2013 Leonardo ed il Segretario Generale della Difesa / DNA del Ministero della Difesa italiano hanno firmato un accordo per definire congiuntamente i requisiti operativi e per collaborare allo sviluppo di un nuovo velivolo da addestramento di base / avanzato, denominato T-345A (High Efficiency Trainer), concepito nel retaggio dell'esperienza S-211/M-311. Lo sviluppo è in corso e l'entrata in servizio dell'aeromobile è prevista per la fine del 2017.

Dati tecnici del T-345A:

Prestazioni migliorate (velocità, energia e manovrabilità) Manutenibilità e accessibilità migliorate Fattori di carico di progetto di + 7 / -3,5 g con elevata durata a fatica Motore turbofan di ultima generazione con consumo di carburante ridotto e attività di manutenzione Stato dell'arte avionica digitale e capacità di simulazione di addestramento incorporata HUD (Head Up Display) nella cabina di pilotaggio anteriore, un ripetitore HUD nella cabina di guida posteriore; Tre display multifunzione in ogni cabina di pilotaggio; Comandi HOTAS (Hands On Throttle-And-Stick); Potenziale eccellente come velivolo da combattimento leggero.

Varianti del motore:

FJ44-1A
FJ44-1AP
FJ44-1C
FJ44-2A
FJ44-2C
FJ44-3A
FJ44-3A-24
FJ44-3AP
FJ44-3ATW
FJ44-4A
FJ44-4M
F129: designazione militare di una versione del FJ44 con una spinta di 6.672 kN.

Velivoli utilizzatori:

Aero L-39NG
Alenia Aermacchi M-345
Beechcraft Premier I
Eviation Jets EV-20 Vantage Jet
Cessna CitationJet
Grob G180 SPn
Hawker 200
Lockheed Martin RQ-3 DarkStar
Lockheed Martin Polecat
Pilatus PC-24
Piper PA-47 PiperJet
Piper PiperJet Altaire
Saab 105
Scaled Composites Proteus
Scaled Composites Triumph
SyberJet SJ30
Virgin Atlantic GlobalFlyer
Cessna 526 CitationJet.

ENGLISH

The Williams FJ44 is a family of turbofan, twin-compressor aircraft engines manufactured by Williams International/Rolls-Royce plc for the business jet market. Until the recent increase in sales of small business jets (Very Light Jets), the FJ44 was one of the smallest turbofan engines available for civil applications. Although formally a Williams International project, Rolls-Royce was involved in the development, design and manufacture of a high-pressure air-cooled turbine for the engine.

The Williams FJ33 is a smaller engine based on the same basis as the FJ44.

The FJ44 is a family of small two-coil turbofan engines produced by Williams International / Rolls-Royce for the light business jet market. Until the recent boom in the very light jet market, the FJ44 was one of the smallest turbofans available for civil applications. Although basically a Williams design, Rolls-Royce was brought into the project at an early stage to design, develop and manufacture an air-cooled high-pressure (HP) turbine for the engine. The FJ44 flew for the first time on 12 July 1988 on the Scaled Composites / Beechcraft Triumph aircraft.

The Williams FJ33 is a newer, smaller engine based on the basic FJ44 design.

Development

Production began in 1992 with the 1,900 lbf (8.5 kN) FJ44-1A. The FJ44-1C is downgraded to 1,500 lbf (6.7 kN). The FJ44-2A with power up to 2,300 lbf (10 kN) was introduced in 1997. The 2,820 lbf (12.5 kN) FJ44-3A thrust was introduced in 2004. In 2005, a new low-end version, the FJ44-1AP, with a take-off thrust of 1,965 lbf (8.74 kN) was introduced. In 2007, the new 3,600 lbf (16 kN) FJ44-4 was introduced. In 2010 this engine was in use on the Cessna CJ4 and from 2018 also on the new Pilatus PC-24 .

Design

The FJ44-1A has a single-stage blisk fan plus a single-stage intermediate pressure (IP) booster, driven by a 2-stage low-pressure (LP) turbine, which supercharges a single-stage high-pressure (HP) centrifugal compressor, driven by a single-stage uncooled high-pressure (HP) turbine. The combustor has an annular impingement-cooled design. Fuel is delivered to the combustor through an unusual system of rotating fuel nozzles, rather than standard air-fuel mixers or vaporisers. The bypass duct runs the entire length of the engine. The FJ44-2A has two additional supercharger booster stages.

Leonardo has also selected the Williams International FJ44-4M to power the M-345 HET.

Following a selection process that included detailed preliminary studies and culminated in a formal open request for proposal to several engine manufacturers, Leonardo selected the Williams International FJ44-4M as the powerplant for the new T-345A (High Efficiency Trainer) aircraft.

The FJ44-4M is the aerobatic version of the FJ44-4A engine. It is a modern two-coil co-rotating turbofan engine with a medium bypass ratio, mixed exhaust and high cycle pressure ratio.

The FJ44-4M is in the 3400 lb thrust class with low fuel consumption and leverages Williams' well-known track record in maintenance services to further reduce operating costs.

The two companies have already started joint activities to finalise the collaborative framework that will lead to integrating the engine into the T-345A aircraft in the coming years. The T-345A is Leonardo's latest solution for the basic/advanced phase of the military pilot training programme. It provides the air force with a very cost-effective solution, with best-in-class performance coupled with significantly low acquisition and operating costs. In fact, the cost figures are very similar to or even lower than those of the powerful turboprops on the market today, which, despite being in the same weight class as the T-345A and equipped with similar on-board systems, provide much lower performance and, consequently, less effectiveness in initial training. In June 2013, Leonardo and the Secretary General of Defence / DNA of the Italian Ministry of Defence signed an agreement to jointly define the operational requirements and to collaborate on the development of a new basic/advanced training aircraft, named T-345A (High Efficiency Trainer), conceived in the legacy of the S-211/M-311 experience. Development is underway and the aircraft is scheduled to enter service by the end of 2017.

Technical data of the T-345A:

Improved performance (speed, energy and manoeuvrability) Improved maintainability and accessibility Design load factors of + 7 / -3.5 g with high fatigue life Latest generation turbofan engine with reduced fuel consumption and maintenance activities State of the art digital avionics and training simulation capability Built-in HUD (Head Up Display) in the front cockpit, a HUD repeater in the rear cockpit; Three multifunction displays in each cockpit; HOTAS (Hands On Throttle-And-Stick) controls; Excellent potential as a light combat aircraft.

Engine variants: