アリソン T56

T56 / モデル501
アメリカ空軍のC-130 ハーキュリーズに搭載されたT56が整備を受けている。
タイプターボプロップ
国籍アメリカ合衆国
メーカー
主な用途
建造数>18,000 [ 2 ]
開発元アリソンT38
開発されてロールスロイス T406

アリソンT56は、アメリカ製の単軸式モジュラー設計の軍用ターボプロップエンジンで、14段軸流圧縮機と4段タービンを駆動します。このエンジンは、アリソン・エンジン・カンパニーによってロッキードC-130ハーキュリーズ輸送機向けに開発され、1954年に生産開始されました[ 3 ]。 1995年にアリソンがロールス・ロイスに買収されて以来、ロールス・ロイス製品となっています。商用版は501-Dと命名されています。1954年以降、18,000基以上が生産され、飛行時間は2億時間を超えています[ 4 ] 。

設計と開発

スミソニアン国立航空宇宙博物館にあるアリソンT56-A1ターボプロップエンジンの断面図

アリソンの以前のT38シリーズから発展したT56ターボプロップエンジンは、 [ 3 ] 1954年にB-17試験機の機首に搭載されて初めて飛行しました。[ 3 ]最初に飛行許可を得たYT-56エンジンの1つは、1954年初頭にロッキードのスーパーコンステレーション試験機のC-130ナセルに搭載されました。[ 5 ] T56はもともとロッキードC-130ハーキュリーズ軍用輸送機に搭載されていましたが、ロッキードP-3オリオン海洋哨戒機（MPA）、グラマンE-2ホークアイ空中早期警戒機（AEW）、グラマンC-2グレイハウンド空母搭載型輸送機（COD）、さらにロッキードエレクトラやコンベア580などの民間航空機にも搭載されました。[ 3 ]

1953年5月にロッキードに納入されたT56-A-1は、YC-130Aの要求出力3,750 shp (2,796 kW)に対して、わずか3,000 shp (2,237 kW)しか出力しなかった。T56の進化は、圧力比とタービン温度の向上によって達成された。P-3オリオンに搭載されたT56-A-14は、定格出力4,591 shp (3,424 kW)、圧力比9.25:1である。一方、E-2ホークアイに搭載されたT56-A-427は、定格出力5,250 shp (3,915 kW)、圧力比12:1である。さらに、T56は排気から約750 lbf (3,336.17 N)の残留推力を生み出す。[ 6 ]

長年にわたり、エンジンの開発には数多くのバージョンがあり、シリーズ番号によってグループ分けされています。シリーズIの派生型は1954年に登場し、海面静出力定格は、周囲温度59°F（15°C、519°R、288K）で3,460プロペラ馬力（2,580kW）でした。その後、1958年に登場したシリーズIIは、出力定格が3,755プロペラ馬力（2,800kW）に向上し、1964年にはシリーズIIIが登場し、出力がさらに4,591プロペラ馬力（3,424kW）に向上しました。シリーズIIとシリーズIIIの派生型は、軍事部品改良プログラム（CIP）に基づいて開発されました。[ 7 ] 1965年までにアリソンはシリーズIV派生型の開発を提案していたが[ 8 ]、1968年に米国議会はCIP作業を性能改善ではなく信頼性と整備性の改善に制限した。[ 7 ]シリーズIV派生型は、 1979年度予算で米国空軍エンジンモデル派生プログラム（EMDP）が承認された後、1980年代にようやく開発された。シリーズIVエンジンには、空軍EMDP T56-A-100デモンストレーター、空軍のC-130航空機用のモデルT56-A-101、NAVAIRのE-2CおよびC-2A航空機用のT56-A-427、ロッキードL-100航空機用の501-D39、およびNAVSEA用の501-K34船舶用ターボシャフトエンジンがある。 T56-A-427は5,912プロペラ馬力（4,409kW）を発揮したが、トルクは5,250プロペラ馬力（3,910kW）に制限されていた。[ 9 ]

1996年に初飛行したロッキード・マーティンC-130Jスーパーハーキュリーズでは、T56がロールスロイスAE2100に置き換えられ、エンジンとプロペラを制御するためにデュアルFADEC（フルオーソリティデジタルエンジンコントロール）が使用されています。[ 10 ]ダウティ・ロートル製の6枚羽根シミタープロペラを駆動します。[ 11 ]

T56シリーズ3.5は、燃料消費量を削減し、温度を下げるためのエンジン強化プログラムで、2013年にアメリカ海洋大気庁（NOAA）のWP-3D「ハリケーンハンター」航空機向けに承認されました。[ 12 ]ロールスロイスによる8年間の開発と販売活動の後、T56シリーズ3.5は、当時T56シリーズIIIエンジンで運用されていたアメリカ空軍の旧式C-130航空機のエンジン改修用としても2015年に承認されました。[ 13 ] T56シリーズ3.5アップグレードの一環として、T56シリーズIVエンジンの部品（コンプレッサーシールなど）とAE1107Cターボシャフトの非冷却タービンブレードが、既存のT56シリーズIIIケーシングに改修されます。[ 14 ] UTCエアロスペースシステムズの8枚羽根NP2000プロペラへのアップグレードは、E-2ホークアイ、C-2グレイハウンド、旧型のC-130ハーキュリーズ航空機に適用されており、[ 15 ] P-3オリオンにも採用される予定です。[ 16 ]

T56エンジンの生産は少なくとも2026年まで継続されると予想されており、米海軍航空システム司令部（NAVAIR）は2019年にT56-A-427Aエンジン派生型を搭載したE-2Dアドバンストホークアイ（AHE）24機を追加発注した。[ 17 ]

実験的および非ターボプロップ用途

T56/モデル501エンジンは、ターボプロップエンジン以外の用途でも、数多くの実験に使用されてきた。1960年初頭、ロッキード・マーティン社製NC-130B 58-0712機の飛行試験において、プロペラのない2基のアリソンYT56-A-6実験用タービンエンジンが、既存の推進エンジンの横に搭載された。YT56-A-6は、境界層制御（BLC）を実証するために、操縦翼面に吹き付ける加圧空気を生成し、短距離離着陸（STOL）性能の実現に役立った。 [ 18 ] : 42–44 1963年、ロッキード・マーティン社とアリソン社は、今度はアメリカ陸軍の要件を満たすために、別のSTOL実証機を設計した。ロッキード社社内名称GL298-7は、C-130Eハーキュリーズに4,591馬力（3,424kW）の501-M7Bターボプロップエンジンを搭載した改修機である。501-M7Bは、通常搭載される3,755馬力（2,800kW）のT56-A-7エンジンよりも約20%高い出力を発生した（ただし、501-M7Bは構造変更を避けるため、出力は4,200馬力（3,100kW）に制限されていた）。これは、タービンの第1段ブレードと第1段および第2段ベーンに空冷式を導入したことで、タービン入口温度が上昇したためである。[ 19 ]

1963年に、T56をベースにした航空転用型産業用ガスタービンのラインが501-Kの名称で導入された。 [ 20 ] 501-Kは、定速用途向けの単軸バージョンと、可変速・高トルク用途向けの2軸バージョンが提供されている。[ 21 ]シリーズII標準タービンには、天然ガス燃料の501-K5と液体燃料の501-K14があった。空冷式のシリーズIIIタービンには、天然ガス燃料の501-K13と液体燃料の501-K15があった。[ 22 ] 501-Kの船舶用ターボシャフトバージョンは、アメリカ海軍の全巡洋艦（タイコンデロガ級）とほぼ全駆逐艦（アーレイ・バーク級）で発電に使用されている。

1960年代後半、米海軍はT56-A-18エンジンの開発に資金を提供し、このエンジンではT56-A-7の初期のギアボックスと比較して新しいギアボックスが導入された。[ 23 ] 50時間の予備飛行定格テスト（PFRT）は1968年にT56-A-18に対して完了した。[ 24 ] 1970年代初頭、ボーイング・バートルはアリソン（当時はゼネラルモーターズのデトロイト・ディーゼル・アリソン部門（DDAD）として知られていた）を選択し、米陸軍向けのXCH-62大型輸送ヘリコプター（HLH）プログラムの開発をサポートする動的システムテストリグ（DSTR）にアリソン501-M62Bターボシャフトエンジンを使用した。[ 25 ] 501-M62Bは、全圧比を高めた可変形状圧縮機を備えた固定一軸エンジンである501-M24実証エンジンをベースにした13段圧縮機と、T56 -A-18およびその他の開発プログラムをベースにした環状燃焼器を備えていた。タービンは固定一軸T56から派生したもので、最初の2段で圧縮機を駆動するのに十分な動力を、他の2段でプロペラシャフトを駆動するのに十分な動力を提供する4段セクションを備えていた。2軸の501-M62Bエンジンでは、タービン段は圧縮機を駆動する2段タービンと、ギアボックスを介してプロペラを駆動する2段フリーパワータービンに分割されていた。 501-M62Bには、アリソン社のGMA 300実証機プログラムで実証された改良も組み込まれ、42ポンド/秒（1,100 kg/分）の空気流量を可能にしました。[ 26 ] DSTRテストが成功した後、501-M62BエンジンはHLHで使用するためにXT701 -AD-700エンジンへとさらに開発されました。8,079馬力（6,025 kW）のXT701は、HLHでの地上試験と飛行試験に必要な試験に合格しましたが、[ 27 ] 3基のタービンとタンデムローターを備えたヘリコプターのプロトタイプが95%の完成度に達した1975年8月に、HLHプログラムへの資金提供は中止されました。[ 28 ] : 3

HLHプログラムの中止後、アリソン社は1976年初頭にXT701エンジン技術を新しい産業用ガスタービン製品である570-Kに応用することを決定した。1970年代後半に生産が開始されたこの産業用エンジンは、出力が7,170 shp (5,350 kW)に下げられ、船舶、ガスコンプレッサー、発電用途向けに改造された。[ 27 ] 570-Kで行われた唯一の大きな変更点は、コンプレッサーのブリードエアの廃止と、XT701のチタン製コンプレッサーケースをスチール製ケースに交換したことであった。その後、570-Kは6,000 shp (4,500 kW)の501-M78Bデモエンジンに改造され、1980年代後半にNASAプロップファンテスト評価プログラムの一環としてロッキード社がグラマン ガルフストリームIIに搭載して飛行させた。 501-M78Bは、XT701や570-Kで使用されていたものと同じ13段圧縮機、燃焼器、2段ガス発生タービン、2段自由出力タービンを備えていたが、6.797減速比のギアボックスを介して、先端が45度後退したプロップファンブレードを備えた直径9フィート（2.7メートル）のハミルトン標準単回転プロップファンに接続されていた。 [ 29 ]

変種

T56 は生産期間中に広範囲に開発され、製造元ではその多くの派生型が 4 つの主なシリーズ グループに属すると説明されています。

初期の民間向け派生型（シリーズI）は、アリソン・エンジン社によって501-Dとして設計・製造され、ロッキードC-130 ハーキュリーズに搭載されました。その後の派生型（シリーズII、III、IV）およびシリーズ3.5エンジン強化キットでは、設計の改良により性能が向上しました。

501-D/T56 のさらなる派生型は、中止されたボーイング・バートル XCH-62プロジェクト用に開発された T701 と呼ばれる派生型を含む、ヘリコプターのターボシャフトとして生産されました。

アプリケーション

仕様（T56シリーズIV）

ロールスロイスのデータ[ 30 ]

一般的な特徴

コンポーネント

パフォーマンス

  • 最大出力：SLS、59°F（15°C）、最大出力：5,912 shp（4,409 kW）（トルクは5,250 shp（3,910 kW）に制限）、高度25,000フィート（7,600 m）、マッハ0.5、最大連続出力：3,180 shp（2,370 kW）[ 9 ]
  • タービン入口温度: 860  °C (1,580  °F )
  • 燃料消費量: 2,412ポンド/時 (1,094kg/時)
  • 燃料消費率：SLS、59°F（15°C）、最大出力：0.4690lb/（hp⋅h）（0.2127kg/（hp⋅h）; 0.2853kg/kWh）、高度25,000フィート（7,600m）、マッハ0.5、最大連続出力：0.4200lb/（hp⋅h）（0.1905kg/（hp⋅h）; 0.2555kg/kWh）[ 9 ]
  • パワーウェイトレシオ：2.75  shp/lb (4.52  kW/kg )

参照

関連開発

同等のエンジン

関連リスト

参考文献

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参考文献

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