Il Rolls-Royce AE 2100 è un motore turboelica inizialmente sviluppato dalla Allison Engine Company (poi incorporata nella Rolls-Royce North America) per aerei da trasporto militari, pattugliatori marittimi ad elevata autonomia e aerei civili regionali ad alta velocità di nuova generazione.
Sviluppo
L'11 luglio 1989, Saab-Scania AB scelse il GMA 2100 per alimentare il suo Saab 2000, un velivolo da 50 posti derivato dal Saab 340 a turboelica, in un affare da 500 milioni di dollari. Nel luglio 1990, la società Industrie Pesawat Terbang Nusantara (IPTN) indonesiana scelse il GMA 2100 come motore per l'aereo di linea regionale bimotore N-250. Il test di volo fu effettuato con un'elica Dowty R373 di 13 ft 6 di diametro (4,11 m) su un aereo da banco di prova Lockheed P-3 Orion sono il 23 agosto 1990 e si conclusero dopo oltre 50 ore di volo e test a terra.
Il GMA 2100D3, è il propulsore del Lockheed Martin C-130J Super Hercules e fece il suo primo volo di prova su di un C-130 Hercules dalla Royal Air Force il 19 marzo 1994.
La variante C del motore fu installato sul prototipo N-250 in data 10 agosto 1995, ma il programma dell'aereo N-250 fu rinviato a tempo indeterminato alla fine degli anni '90 a causa della crisi finanziaria asiatica.
Nel giugno 1997, l'AE 2100 venne scelto dalla Lockheed Martin e dall’Alenia per essere installato sul velivolo tattico C-27J Spartan. Nell'ottobre 2015, Alenia confermò l'intenzione di utilizzare una versione potenziata da 5.100 cavalli (3.800 kilowatt) dell'AE 2100 come motore di base entro il 2017.
Storia del progetto
Il propulsore è derivato dal motore turboalbero Allison AE 1107C-Liberty (Rolls-Royce T406); l'AE 2100 mantiene lo stesso nucleo di alta pressione, così come il Rolls-Royce AE 3007. È anche disponibile in versione civile (AE 2100A, AE 2100D2) e militare (AE 2100D3).
Tecnica
Il motore è del tipo a due alberi ed è stato il primo ad usare un doppio FADEC (Full Authority Digital Engine Control) per il controllo combinato del motore e dell'elica.
L'albero di alta pressione collega un compressore assiale a 14 stadi con due stadi di turbina di alta pressione. Altri due stadi di turbina sono invece dedicati all'albero di potenza che muove l'elica mediante un gruppo riduttore ad ingranaggi.
Il motore utilizza le nuove eliche Dowty a sei pale installabili sull'aereo a 50 posti Saab 2000 e sull'aereo da trasporto militare Lockheed C-130J Hercules.
A seconda della versione, il motore è in grado di sviluppare fino a 4 637 cavalli di potenza all'albero.
Design
Un derivato della Allison AE 1107C-Liberty ( Rolls-Royce T406 ) motore turboalbero, l’AE 2100 condivide lo stesso nucleo ad alta pressione come quel motore, così come la Rolls-Royce AE 3007 turbofan. Questo nucleo è in grado di alimentare la turboelica fino a 10.000 shp (7.500 kW). L'AE 2100 è un modello a due alberi, ed è stato il primo per utilizzare i doppi FADEC (controllo digitale completo del motore) per controllare sia il motore che l' elica, consentendo la regolazione di entrambi con un'unica leva. Ci sono quattro varianti di produzione del motore: l'AE 2100A civile e le varianti militari che includono l'AE 2100D2 / D2A, AE 2100D3, AE 2100J e AE 2100P.
L'AE 2100 ha ereditato il design del compressore assiale a 14 stadi dell'Allison T56, ma l'ingresso e lo statore per i primi cinque stadi hanno pale variabili. Il combustore anulare ha 16 ugelli di iniezione del carburante a getto d'aria. La turbina che aziona il compressore ha due stadi, con il primo che utilizza pale mono-cristalline. Una turbina a potenza libera con due stadi aziona l'elica attraverso un albero interno e un cambio. Il motore ha pale e palette in acciaio sostituibili, che sono più affidabili ma più pesanti del titanio.
L’AE 2100 ha una potenza nominale di 6.000 cavalli (4.500 kilowatt), ma sono stati ridotti a 4.200, 4.590 e 3.600 cv (3.130, 3.420 e 2.680 kW) per il Saab 2000, il Lockheed Martin C-130J Super Hercules e l'IPTN N-250. Il motore utilizza eliche Dowty a sei pale, interamente in materiale composito, tra cui il modello R381 sul Saab 2000, R414 sullo ShinMaywa US-2, R384 sull'IPTN N-250 e R391 sul trasporto militare C-130J e per la versione certificata civile LM-100J del C-130J. Gli ingranaggi di riduzione hanno un rapporto di riduzione di circa 14 e un tempo medio prima della rimozione non programmata (MTBUR) di oltre 35.000 ore.
Varianti e applicazioni:
AE 2100A - Saab 2000
AE 2100C - IPTN N-250 (solo prototipo)
AE 2100D2A - Alenia C-27J Spartan
AE 2100D3 - Lockheed Martin C-130J Super Hercules - Lockheed Martin LM-100J - Lockheed P-3 Orion ( banco di prova)
AE 2100F - Una variante proposta nel 1995 e in coppia con Dowty R394 eliche corredare l' Allison T56 -powered Lockheed C-130 modelli E attraverso H e Lockheed L-100-30, ad un prezzo dopo che il motore / elica di trade-in di USD $ 11 milioni di EUR aerei
AE 2100G - Una variante offerta nel 1994 per il proposto ATR 82, un aereo di linea a due turboelica che può ospitare fino a 86 passeggeri e che richiede circa 5.000 CV (3.700 kW) di potenza.
AE 2100H - Una variante offerta nel 1996 per il velivolo da pattugliamento marittimo (MPA) dell'Atlantic Third Generation (ATL3G) proposto da Dassault Aviation
AE 2100J - Un ibrido di AE 2100A e AE 2100D3, dotato di torsiometro e montanti di interconnessione dell'AE 2100A e del cambio accessorio montato sul cambio dell'AE 2100D3; utilizza anche un riduttore più potente, un'elica a sei pale Dowty per carichi più elevati e un posizionamento modificato della sezione di ingresso e di bypass per mitigare l'ingestione di acqua di mare; alimenta lo ShinMaywa US-2
AE 2100P - Saab 2000 AEW & C
AE 2100SD-7 - Una variante proposta nel 1994 per l’Airbus A400M, con l'aumento di potenza richiesto da 6.000 a 10.000 shp (da 4.500 a 7.500 kW) stimato in 600 milioni di dollari.
Specifiche (AE 2100D3)
Caratteristiche generali:
Tipo: motore turboelica a turbina libera
Lunghezza: 124,12 pollici (315,3 cm)
Diametro: 28,71 pollici (72,9 cm)
Peso a secco: 1.740 lb (790 kg)
Componenti:
Compressore: assiale a 14 stadi
Combustori : anulari
Turbina : 2 stadi HP , 2 stadi PT
Prestazioni:
Potenza massima: 4.637 shp (3.458 kW )
Rapporto di pressione totale : 16,6: 1
Flusso di massa d'aria: 36 lb / s (16,3 kg / s)
Consumo specifico di carburante : Decollo : 0,460 lb / hp / h (0,209 kg / hp / h; 0,280 kg / kW / h)
L'HAL HF-24 Marut (in sanscrito “spirito della tempesta”) era un cacciabombardiere costruito dall'azienda indiana Hindustan Aeronautics Limited (HAL) negli anni sessanta ed utilizzato nella Bhāratīya Vāyu Senā, l'aeronautica militare indiana.
Progettato all'inizio degli anni sessanta dal prof. Kurt Tank, famoso ingegnere aeronautico tedesco nel periodo della seconda guerra mondiale, fu il primo aereo militare interamente progettato e realizzato in India.
Il primo modello a volare fu insolitamente il mock-up interamente in legno, sganciato in volo per i test preliminari. Il primo volo vero e proprio venne eseguito il 17 giugno 1961. Sebbene fosse risultato un buon progetto non poté mai esprimere appieno il suo potenziale a causa di una insufficiente spinta erogata dai 2 motori Bristol-Siddeley Orpheus Mk.703.
Infatti pur se originariamente era stato concepito per operare nelle vicinanze di Mach 2, il velivolo riusciva appena a superare Mach 1 in volo livellato, precludendogli anche il ruolo di attacco a terra a cui era destinato. Per ricoprire quel ruolo alla fine si rivelò più opportuno e meno costoso dotare la IAF di velivoli acquistati in Unione Sovietica piuttosto che continuare lo sviluppo del Marut, soprattutto dopo che il prof. Tank abbandonò il programma nel 1967. Gli unici due tentativi, nessuno dei due andato a buon fine, riguardarono la possibilità di dotare gli originali Orpheus di un postbruciatore oppure di sostituirli con i più potenti Rolls-Royce RB.153.
In totale vennero prodotti 147 esemplari, 18 dei quali addestratori biposto. Gli ultimi Marut vennero ritirati dal servizio attivo nel 1985 completando la sostituzione da parte dei MiG-23BN ed UB.
È stato il primo aereo a reazione sviluppato in India e il primo caccia a reazione asiatico (al di fuori della Russia / Unione Sovietica) a superare la fase di test e ad avere successo nella produzione e nel servizio attivo. Il 17 giugno 1961 il tipo effettuò il suo primo volo; il 1° aprile 1967, la prima produzione Marut fu ufficialmente consegnata alla IAF.
Sebbene il Marut fosse stato concepito come un aereo da combattimento supersonico, non è mai riuscito a superare Mach 1. Questa limitazione era dovuta principalmente ai motori utilizzati, che a loro volta erano stati limitati da diversi fattori politici ed economici; molteplici tentativi di sviluppare motori migliorati o di procurarsi propulsori alternativi furono vani. Il costo e la mancanza di capacità del Marut rispetto agli aerei contemporanei sono stati spesso criticati.
Sono stati prodotti in totale 147 Maruts, la maggior parte per la Indian Air Force (IAF). Sebbene inizialmente previsto come un capace intercettore aereo, fu utilizzato principalmente per missioni di attacco al suolo. In questo ruolo, il Marut partecipò alla guerra indo-pakistana del 1971, in particolare partecipando alla battaglia di Longewala. Nel 1982, il Marut era oramai obsoleto e fu gradualmente radiato durante la fine degli anni ’80.
Progettazione e sviluppo
Origini
Durante gli anni '50, Hindustan Aircraft Limited (HAL) aveva sviluppato e prodotto diversi tipi di aerei da addestramento, come l' HAL HT-2. Tuttavia, gli elementi all'interno dell'azienda erano ansiosi di espandersi nell'allora nuovo regno degli aerei da caccia supersonici. Più o meno nello stesso periodo, il governo indiano stava formulando un nuovo requisito per un aereo da combattimento con capacità Mach 2 per equipaggiare l'Aeronautica indiana (IAF). Tuttavia, poiché la HAL non aveva l'esperienza necessaria sia nello sviluppo che nella produzione di caccia di prima linea, era chiaro che la guida esterna sarebbe stata indispensabile; questa assistenza fu incarnata da Kurt Tank che fu invitato a trasferirsi in India per stabilire e dirigere il progetto per la produzione di quello che sarebbe diventato il primo aereo da caccia indigeno dell'India. All'arrivo, iniziò subito a dirigere il lavoro di progettazione per il potenziale cacciabombardiere.
Nel 1956, HAL iniziò formalmente il lavoro di progettazione sul progetto del caccia supersonico. Il governo indiano, guidato da Jawaharlal Nehru, autorizzò lo sviluppo dell'aereo, affermando che avrebbe aiutato lo sviluppo di una moderna industria aeronautica in India. La prima fase del progetto cercò di sviluppare una cellula adatta a volare a velocità supersoniche e in grado di svolgere efficacemente missioni di combattimento come un aereo da caccia, mentre la seconda fase si cercò di progettare e produrre a livello nazionale un motore in grado di spingere l'aereo. All'inizio, c'era un'esplicita adesione a soddisfare i requisiti della IAF per un bombardiere da caccia capace; attributi come una configurazione bimotore e una velocità di Mach 1,4-1,5 vennero rapidamente enfatizzati.
Durante lo sviluppo, la HAL progettò e costruì un aliante in legno a due posti a grandezza naturale per fungere da dimostratore volante. Designato HAL X-241, questo aereo di produzione replicato in termini di dimensioni, configurazione di controllo e sezioni del profilo alare. I freni delle ruote, i freni ad aria, i flap e il carrello retrattile erano tutti azionati utilizzando gas compresso, con una riserva di gas sufficiente a bordo per più azionamenti per volo. Il 3 aprile 1959, l'X-241 volò per la prima volta, lanciato da un rimorchio aero trainato da un Douglas Dakota Mk.IV BJ 449. Un totale di 86 voli furono condotti prima che l'X-241 ricevesse danni a seguito di un incidente di atterraggio, dopo che il carrello anteriore non era riuscito ad aprirsi.
Il 24 giugno 1961, il primo prototipo del Marut effettuò il suo primo volo. Era spinto dagli stessi turbojet Bristol Siddeley Orpheus 703 del Folland Gnat, anch'esso prodotto dalla HAL in quel periodo. Il 1 aprile 1967, il primo Marut di produzione fu consegnato alla IAF. Originariamente l'aeromobile non poteva raggiungere velocità supersonica sebbene originariamente concepito per funzionare intorno a Mach 2; il Marut infatti era a malapena in grado di raggiungere Mach 1 a causa della mancanza di motori adeguatamente potenti.
La IAF era riluttante a procurarsi un aereo da combattimento solo marginalmente superiore alla sua flotta esistente di Hawker Hunters di fabbricazione britannica; tuttavia, nel 1961, il governo indiano decise di acquistare 16 Maruts di pre-produzione e 60 di produzione. Solo 147 aerei, inclusi 18 addestratori biposto, furono completati su 214 previsti. Dopo che il governo indiano condusse i suoi primi test nucleari a Pokhran, la pressione internazionale impedì l'importazione di motori migliori, o, a volte, anche i ricambi per i motori Orpheus; questa situazione fu una delle ragioni principali della prematura scomparsa dell'aereo. Il Marut non realizzò mai il suo pieno potenziale a causa della potenza insufficiente. Il Marut "era tecnicamente obsoleto quando fu consegnato per la prima volta nel 1964”.
Risoluzione e critiche
Il Marut fu descritto come "essenzialmente un guasto di lunga durata" e le carenze dell'aereo furono considerate dovute a molteplici fattori. Tra questi c'erano le difficoltà incontrate nell'ottenere un motore adatto per una questione politica; gli accordi stabiliti con il Regno Unito e la Bristol Siddeley con la HAL erano di produrre internamente l'Orpheus, adatto solo come misura provvisoria in quanto mancava il potere per consentire al Marut di raggiungere la prevista velocità supersonica. Il governo indiano rifiutò una proposta fatta dalla Rolls-Royce per finanziare l'ulteriore sviluppo dell'Orpheus, che era stato specificamente mirato a produrre un motore più adatto al Marut.
Altri motori alternativi avrebbero potuto provenire dall'Unione Sovietica, dall'Egitto o da varie nazioni europee non senza esito alcuno.
Il Gas Turbine Research Establishment ha anche proseguito il proprio programma di sviluppo per migliorare l'Orpheus senza aiuti esterni, ed era passato alla fase di test con alcuni risultati favorevoli, ma si rivelò incompatibile con il Marut. Poiché le particolarità di una data cellula dipendono in genere fortemente dal motore utilizzato, l'incapacità di migliorare il propulsore del Marut ne danneggiò le prestazioni. Nonostante la sperimentazione con vari motori, il Marut non fu mai stato in grado di raggiungere velocità supersoniche, il che fu visto come un grave fallimento. La IAF aveva previsto che il Marut fosse dotato di un motore notevolmente superiore.
Il progetto fu influenzato negativamente dalla mancanza di direzione e gestione da parte del Ministero della Difesa indiano. Si presume che la mancanza di coordinamento tra i militari, i politici e l'industria sia stata tipica dell'intero programma, lasciando molte questioni alla sola industria senza guida. Nello specifico, il governo non ha mai autorizzato lo sviluppo di un team di progettazione di motori, né furono effettuate valutazioni della capacità della HAL di decodificare o applicare tecnologie da altri progetti, come il lavoro svolto per il Folland Gnat. Si presume che la HAL abbia lottato per convincere sia l'IAF che il Ministero della Difesa che il design del Marut era accettabile; molta attenzione fu data al livello inaccettabilmente alto di resistenza prodotto dalla cellula, così come l'insoddisfazione per la velocità e la manovrabilità del Marut, entrambe inferiori alle specifiche della IAF al momento dell'introduzione del velivolo.
Tank ebbe una grande influenza sul progetto e, di conseguenza, sui suoi difetti. Mentre lavorava sul Marut, venne criticato per una posizione rigida sugli aspetti del progetto, e in genere aveva poco interesse a fare pressioni sul governo indiano per ottenere finanziamenti per perfezionarlo. Inoltre, elementi dell'IAF avevano atteggiamenti sprezzanti nei confronti di Tank e delle sue capacità, raramente coordinati con lui su questioni riguardanti l’aereo; a loro volta esacerbavano i problemi di prestazioni. Anche il livello di trasferimento tecnologico tra Germania e India sul progetto fu oggetto di critiche.
Le limitazioni all'interno dell'industria aerospaziale indiana, che a quel tempo non disponeva delle infrastrutture e della base scientifica per produrre con successo un efficace aereo da combattimento indigeno, costrinsero a fare forte affidamento su tecnologie straniere e componenti importati. La volontà della HAL di intraprendere progetti di difesa eccessivamente ambiziosi fu la causa del fallimento del progetto. Il Marut non solo era fortemente dipendente da materiali di provenienza estera, ma era più costoso da fabbricare in India. Il livello dei componenti indigeni era aumentato nel tempo, raggiungendo, secondo quanto riferito, il 70% entro dicembre 1973. L'allocazione di scarse risorse per riprodurre componenti che avrebbero potuto essere prontamente importate fece aumentare notevolmente i costi di produzione.
Secondo quanto riferito, l'IAF aveva mostrato poca fiducia nella tecnologia dei caccia indigeni, avendo apertamente espresso la sua preferenza per il Dassault Ouragan di costruzione francese come alternativa. Quando il Marut entrò in produzione di massa, la IAF aveva già acquistato caccia di costruzione straniera come l' Hawker Hunter e il Sukhoi Su-7. In seguito al Marut, la HAL procedette a produrre su licenza maggiori quantità di aerei da combattimento europei e sovietici, come il SEPECAT Jaguar, Mikoyan-Gurevich MiG-21 e Mikoyan MiG-27.
Storia operativa
Il Marut è stato utilizzato in combattimento in un ruolo di attacco al suolo, dove le sue caratteristiche di sicurezza come i comandi manuali ogni volta che i sistemi idraulici si guastano e i due motori, aumentano la sopravvivenza. Il Marut aveva eccellenti caratteristiche di volo a bassa quota, ma la sua manovrabilità ne risentiva a causa della mancanza di potenza del motore; anche problemi di manutenzione resero problematico il servizio.
Nel 1967, un singolo Marut fu utilizzato come banco di prova per il motore Brandner E-300 sviluppato internamente dall'Egitto. La squadra indiana fu richiamata nel luglio 1969, mentre il Marut, con sede in Egitto, fu abbandonato.
Dato il numero limitato di unità Marut, la maggior parte degli squadroni Marut erano notevolmente sovraffollati per tutta la durata della loro vita: al massimo della forza lo squadrone n.10 aveva in carica 32 Maruts, sebbene lo squadrone probabilmente non possedesse stabilmente non più di 16. Gli squadroni Marut parteciparono alla guerra del 1971 e nessuno fu perso in volo o in combattimento aereo, anche se tre andarono persi a causa del fuoco di terra e uno venne distrutto a terra. Tre piloti Marut ricevettero l'onorificenza Vir Chakra.
I Maruts si sono trovati costantemente sotto il fuoco pesante e concentrato da terra durante le loro missioni di attacco a basso quota. In almeno tre occasioni, i Marut sono tornati alla base dopo che un motore era stato perso a causa di un incendio. Un Marut ritornò alla base senza scorta su un motore, da circa 150 miglia (240 km) all'interno del territorio ostile. In un'altra occasione, un pilota che volava con il suo Marut attraverso detriti che eruttavano in aria mentre mitragliava un convoglio sentì un forte colpo alla fusoliera posteriore dell'aereo, le spie di avvertimento danni al motore si accesero immediatamente e un motore si spense. Fortunatamente, il Marut aveva raggiunto una velocità di crociera sicura su di un motore. Di conseguenza, il pilota non ebbe difficoltà a riportare alla base il suo caccia gravemente danneggiato. Un altro fattore di sicurezza era il ritorno automatico al controllo manuale in caso di guasto nel sistema di controllo del volo idraulico, e c'erano diversi casi in cui i Marut veniva pilotati manualmente. Il Marut aveva un buon record di sopravvivenza nello spazio aereo nemico.
Nella guerra indo-pakistana del 1971, alcuni aerei Marut e Hawker Hunter furono usati per dare supporto ravvicinato a un posto di frontiera indiano nella decisiva battaglia di Longewala, la mattina del 5 dicembre 1971. L'attacco aereo fu accreditato con la distruzione di un grande numero di carri armati che erano stati schierati dalle forze di terra pakistane. Più di 300 sortite di combattimento furono effettuate dai Marut in due settimane di guerra.
Un'abbattimento aereo fu compiuta da un Marut: il 7 dicembre del 1971, capo squadrone KK Bakshi del No. 220 Squadron abbattuto un PAF F-86 Sabre, (riferito pilotato da Bandiera Ufficiale Hamid Khwaja di n ° 15 Squadrone della Pakistan Air Force). Secondo quanto riferito, non un singolo Marut subì danni o perdite dovute ad aerei nemici.
Nel 1982, l'IAF proponeva di eliminare gradualmente la flotta Marut sulla base del fatto che il tipo "non era più operativamente praticabile". Sostenitori come Air Commodore Jasjit Singh hanno sottolineato che il velivolo si era comportato bene nel combattimento del 1971 e aveva goduto di record di sicurezza superiori ad altri velivoli IAF come lo Gnat. Alcuni aeromobili avevano meno di 100 ore di volo registrate quando si stava discutendo il ritiro del Marut.
Varianti:
HAL X-241 - Un aliante di ricerca su vasta scala che replica l'aereo di produzione proposto, con dimensioni, configurazione di controllo e sezioni del profilo alare identiche.
Marut Mk.1 - Caccia da attacco al suolo monoposto.
Marut Mk.1A - Il terzo velivolo di pre-produzione dotato di un Bristol Siddeley Orpheus 703 con post-combustione con una spinta del 18% a una spinta di 5.720 lbf (25,44 kN).
Marut Mk.1 BX - Un singolo Mk.1 convertito come banco di prova volante per il motore turbogetto Brandner E-300.
Marut Mk.1T - Versione trainer biposto.
Marut Mk.1R - Due HF-24 dotati di due Bristol Siddeley Orpheus 703 postcombustione con una spinta del 18% a una spinta di 5,720 lbf (25,44 kN).
Marut Mk.2 - Un derivato motorizzato Rolls-Royce Turbomeca Adour.
Ex operatori:
Indian Air Force - Squadrone n. 10 IAF
N. 220 Squadrone IAF - ultima unità con il tipo, aereo abbandonato a metà del 1990.
Aerei sopravvissuti
Ci sono diversi Marut sopravvissuti aperti all'ispezione pubblica:
Museo industriale e tecnologico di Visvesvaraya , Bangalore.
Museo HAL, Bangalore
Parco Kamla Nehru, Pune.
Nehru Science Center, Mumbai.
Periyar Science and Technology Center, Chennai
ASTE (Aircraft & Systems Testing Establishment), Bangalore
Accademia dell'aeronautica militare, Dundigul
Deutsches Museum Flugwerft Schleissheim ora in mostra al Museum für Luftfahrt und Technik Wernigerode
Museo dell'aeronautica indiana, Palam.
Specifiche (Marut Mk.1)
Caratteristiche generali:
Equipaggio: 1
Lunghezza: 15,87 m (52 ft 1 in)
Apertura alare: 9,00 m (29 ft 6 in)
Altezza: 3,60 m (11 ft 10 in)
Superficie alare: 28,00 m2 (301,4 piedi quadrati)
Proporzioni: 2,90: 1
Peso a vuoto: 6.195 kg (13.658 lb)
Peso massimo al decollo: 10.908 kg (24.048 lb)
Capacità carburante: 2.491 l (658 US gal; 548 imp gal) di carburante interno utilizzabile
