جنرال الکتریک

تولد و رشد غول صنعت موتورهای هوایی (بخش اول)

زمانی که آمریکا در سال ۱۹۱۷ درگیر جنگ جهانی اول شد، دولت این کشور به ‌دنبال شرکتی بود که بر توسعه موتورهای هوایی تمرکز کند. ایده اصلی، ساختن توربو سوپرشارژر بود که در کنار موتور پیستونی و با استفاده از گاز خروجی آن و با کمک یک کمپرسور هوا، امکان پرواز در ارتفاع بالاتر را برای هواپیما فراهم می‌کرد. جنرال الکتریک این چالش را پذیرفت، اما در رقابت برای توسعه توربو سوپرشارژر یک تیم دیگر نیز حاضر بود. بر این اساس، اولین مناقصه دولت آمریکا در حوزه موتورهای هوایی نظامی شکل گرفت. از هر دو شرکت خواسته شد طرح‌های خود را آماده کرده و در آزمایش اثبات توانمندی ارتش شرکت کنند. در نهایت، جنرال الکتریک در آزمایش توربو سوپرشارژر خود بر روی موتور هوایی لیبرتی و تامین ۳۵۰ اسب بخار در ارتفاع ۱۴ هزار پا بالاتر از سطح دریا موفق بود و عملا وارد این حوزه مهم هوانوردی شد. این آزمایش در منطقه کوهستانی پایکس پیک آمریکا انجام شد و جنرال الکتریک به واسطه موفقیت در آن، اولین قرارداد خود در حوزه هوایی را دریافت کرد.

جنرال الکتریک

طی دو دهه پس از آن، جی‌ئی انواع مختلف توربو سوپرشارژر برای موتورهای هوایی را تولید و عرضه کرد که بعضی از آنها در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفتند و به هواپیما امکان پرواز در ارتفاع بالاتر و حمل محموله‌های سنگین‌تر را بخشیدند. تخصص جی‌ئی در حوزه توربین و توربو سوپرشارژر، نیروی هوایی آمریکا را متقاعد کرد تا این شرکت را برای توسعه اولین موتور جت ملی این کشور برگزیند. از آن زمان، پیشتازی بخش هوانوردی جی‌ئی در صنعت موتورسازی آمریکا آغاز شد. در ادامه مسیر، عرضه اولین موتور توربوفن با گذردهی بالا برای بهره‌برداری در صنعت هوانوردی جهان به نام جی‌ئی ثبت شد. امروزه جنرال الکتریک به‌عنوان مجموعه پیشتاز در تولید و عرضه موتورهای هوایی، تجهیزات مرتبط و ارائه خدمات در این حوزه در جهان شناخته می‌شود. رونق فعالیت بخش هوانوردی جنرال الکتریک به گونه‌ای است که درآمد سالانه به طور متوسط در سال‌های اخیر از مرز ۳۰ میلیارد دلار تجاوز می‌کند. در این نوشتار، روند تاریخی توسعه موتورهای هوایی در جنرال الکتریک مرور شده‌است.

در سال ۱۹۴۱ یگان هوایی نیروی زمینی ارتش آمریکا، شرکت جنرال الکتریک را برای ساخت یک موتور جت مبتنی بر طرح ارائه‌شده توسط مهندس برجسته انگلیسی سِر فرانک وایتل انتخاب کرد. شش ماه بعد در آوریل ۱۹۴۲، مهندسان جی‌ئی با موفقیت موتور آی-ای را مورد آزمایش قرار دادند. این شرکت در اکتبر ۱۹۴۲ در درای لیک کالیفرنیا، دو موتور توربوجت آی-ای بر روی هواپیمای بِل اکس‌پی-۵۹ای را نصب کرد و اولین پرواز جت در تاریخ آمریکا انجام شد. نیروی پیشران این موتور۱۲۵۰ پاوند بود، این درحالی است که جدیدترین موتور هوایی جنرال الکتریک موسوم به جی‌ئی۹۰-۱۱۵بی نیروی پیشران معادل ۹۰ برابر اولین موتور این شرکت در حدود ۱۱۵ هزار پاوند را تامین می‌کند. موتور آی-ای به یک کمپرسور گریز از مرکز مجهز بود. دو سال بعد از عرضه این موتور، نوبت به معرفی موتور جِی۳۳ با نیروی پیشران ۴ هزار پاوند رسید. موتور جِی۳۳ نیروی پیشران اولین هواپیمای جت عملیاتی یگان هوایی نیروی زمینی ارتش آمریکا موسوم به پی-۸۰ شوتینگ استار را تامین می‌کرد. این هواپیما در سال ۱۹۴۷ رکورد سرعت پروازی معادل ۹۹۸ کیلومتر بر ساعت را به نام خود ثبت کرد.

جنرال الکتریک

تا پیش از پایان همان سال، موتور جی‌ئی جِی۳۵ بر روی هواپیمای داگلاس دی-۵۵۸-۱ اسکای‌استریک نصب شد که رکورد سرعت را به ۱۰۴۶ کیلومتر بر ساعت ارتقاء داد. موتور جِی۳۵ اولین موتور توربوجت جی‌ئی بود که از کمپرسور محوری استفاده می‌کرد و از آن زمان به بعد همه موتورهای هوایی جی‌ئی به این نوع کمپرسور مجهز شده‌اند. در اواخر دهه ۱۹۴۰، روابط ارتش آمریکا با جی‌ئی شکرآب شد، اما جی‌ئی دست از تلاش نکشید و طراحی موتور جِی۴۷ را آغاز کرد. موفقیت این موتور به اندازه‌ای بود که تقریبا همه هواپیماهای جنگنده پشتیبانی نزدیک آمریکا به ویژه هواپیما اف-۸۶ سیبرجت به آن مجهز شدند. در این شرایط، ظرفیت تولید کارخانه جی‌ئی در لین ماساچوست پاسخگوی تقاضا نبود و جی‌ئی کارخانه جدیدی در سینسیناتی اوهایو راه‌اندازی کرد. جنرال الکتریک به‌طور رسمی این کارخانه را در تاریخ ۲۸ فوریه ۱۹۴۹ افتتاح کرد. بعدها این کارخانه با نام مرکز ایون‌دیل شناخته می‌شد و در عمل مقر جهانی بخش هوانوردی جی‌ئی است.

با شعله‌ور شدن جنگ کره، تقاضا برای موتور جِی۴۷ افزایش یافت و تا پایان دهه ۱۹۵۰ بیش از ۳۵ هزار دستگاه از این نوع موتور تولید و عرضه شد. این موتور، نخستین توربوجت است که توسط سازمان هواپیمایی کشوری آمریکا گواهینامه صلاحیت پروازی برای نصب بر روی هواپیماهای تجاری را نیز دریافت کرد و همچنین برای اولین بار در تاریخ هوانوردی با هدف افزایش نیروی پیشران به پس‌سوز با کنترل الکتریکی مجهز شد. با افزایش تقاضا ناشی از درگیری کامل آمریکا در جنگ کره، کسب و کار جی‌ئی و فعالیت کارخانه ایون‌دیل رونق گرفت و در مدت ۲۰ ماه مقدار پرسنل شاغل در آن از ۱۲۰۰ به ۱۲ هزار نفر افزایش یافت. تا سال ۱۹۵۴ ایون‌دیل از حیث ظرفیت و میزان تولید از کارخانه اولیه جی‌ئی در لین ماساچوست پیشی گرفت. جنرال الکتریک در حوزه موتورهای هوایی همواره تلاش کرده دانش و تجربه حاصل از پروژه‌ها را در ادامه مسیر توسعه محصولات جدید به کار گیرد.

یکی از موفقیت‌های کسب و کاری بخش هوانوردی جی‌ئی را می‌توان در تولید نمونه‌های صنعتی موتور پرتیراژ نظامی جِی۴۷ با بیش از ۳۵ هزار نمونه تولیدشده برشمرد. با افزایش تولید هواپیماهای جنگنده مافوق‌صوت، نیاز برای توسعه موتورهای جت روزآمد در جی‌ئی به طور جدی حس می‌شد. بر این اساس، موتور توربوجت جِی۷۹ با استاتورهای متغیر معرفی شد که کارآیی کمپرسور را در رژیم‌های مختلف پروازی از برخاست تا رسیدن به سرعت سیر مافوق‌صوت بهینه می‌کرد. بیش از ۱۷ هزار واحد از موتور جِی۷۹ در مدت ۳۰ سال گذشته ساخته شد و بر روی هواپیماهایی مانند اف-۱۰۴ استارفایتر، اف-۴ فانتوم ۲، آرای-۵سی ویجیلانت و بی-۵۸ هاستلر نصب شد. جنرال الکتریک نمونه سی‌جِی۸۰۵ را به‌عنوان مشتقی از موتور جِی۷۹ برای نصب بر روی هواپیمای مسافربری کانویر ۸۸۰/۹۹۰ تولید کرد و بدینگونه وارد حوزه موتورهای توربینی هوایی غیرنظامی نیز شد. در عین حال، جنرال الکتریک توسعه موتورهای توربینی برای تامین رانش بالگردها را در دستور کار قرار داده بود. موتور توربوشفت تی۵۸ با توان ۸۰۰ اسب بخار، نخستین بالگرد توربینی آمریکا موسوم به سیکورسکی اچ‌اس‌اس-۱اف را به پرواز درآورد. این موتور که اولین بار در دهه ۱۹۵۰ به کار گرفته شد، ظرفیت خط تولید موتور کوچک‌تر در لین را به خود اختصاص داد.

دهه ۱۹۶۰ شاهد دستاوردهای بزرگی برای بخش هوانوردی جی‌ئی بود. موتور جِی۹۳ بر روی بزرگ‌ترین، بلندپرواز‌ترین و سریع‌ترین بمب‌افکن جهان نصب شد. این هواپیما نمونه آزمایشی اکس‌بی-۷۰ والکیری متعلق به نیروی هوایی آمریکا بود. شش واحد از این موتور توربوجت با نیروی پیشران ۲۸ هزار و ۸۰۰ پاوند، بمب‌افکن ۲۲۷ تنی آمریکایی را در ارتفاع پروازی ۷۴ هزار پایی با سرعتی نزدیک به سه ماخ به پرواز درمی‌آورند. بسیاری از فناوری‌های مورد استفاده در موتورهای توربینی هواپیمای نظامی و غیرنظامی امروزی، ریشه در پروژه موفق جِی۹۳ دارند. پروژه موفق بعدی جی‌ئی در آن دوران، موتور جِی۸۵ بود که به سفارش نیروی هوایی آمریکا برای نصب بر روی جنگنده رزمی سبک اف۵ فریدوم فایتر محصول نورثروپ تولید می‌‍‌شد. این هواپیما بسیار زود به‌عنوان پرنده استاندارد دفاع هوایی توسط بیش از ۳۰ کشور مختلف جهان به کار گرفته شد. موتور جِی۸۵ همچنین بر روی هواپیماهای آموزشی پیشرفته مافوق‌‌صوت تی-۳۸ تالون نیروی هواپیما آمریکا نصب شد. جنرال الکتریک در سال ۱۹۶۴ موتور توربوشفت/توربوپراپ با توربین آزاد تی۶۴ را معرفی کرد که در آن نوآوری‌های فناورانه‌ای مانند پوشش مقاوم در برابر خوردگی حرارت به کار گرفته شده بود. این موتور بر روی بالگرد سنگین سیکورسکی سی‌اچ-۵۳ سی استالیون نصب شد. چندی بعد، بنابر سفارش نیروی دریایی آمریکا برای یک موتور موثر و بادوام با هدف نصب بر روی هواپیمای ناونشین اس-۳ وایکینگ محصول لاکهید با ماموریت شکار زیردریایی، موتور توربوفن تی‌اف۳۴ با گذردهی بالا عرضه شد.

جنرال الکتریک

این موتور، همچنین برای نصب بر روی هواپیمای پشتیبانی نزدیک ای-۱۰ تاندربولت ۲ توسط نیروی هوایی آمریکا انتخاب شد. پیشرفت در فناوری کمپرسور، محفظه احتراق و توربین در دهه ۱۹۶۰، سرطراحان شرکت جی‌ئی را به سوی انتخاب هسته اصلی کوچک‌تر مبتنی بر یک طبقه توربین و تنها دو یاتاقان سوق داد که نتیجه آن در طراحی موتور توربوفن اف۱۰۱ متبلور شد. این موتور برای نصب بر روی بمب‌افکن راهبردی بی-۱ نیروی هوایی آمریکا انتخاب شد. موتور اف۱۰۱ مبنای طراحی و توسعه نسلی از موتورهای جی‎ئی است که مهم‌ترین نقش را در حوزه پیشرانش هوانوردی جهان تاکنون ایفاء کرده‌اند. در اوایل دهه ۱۹۷۰، نیروی زمینی آمریکا از جی‌ئی خواست تا موتور توربوشفت جدیدی را برای نصب بر روی نسل آینده بالگردهای نیرو تولید کند. تجمیع درس‌آموخته‎‌های عملیاتی نیروی زمینی در جنگ ویتنام و دانش فنی جی‌ئی، منجر به معرفی موتور تی۷۰۰ با معماری کاملا ماژولار شد. طراحی ماژولار موتور تی۷۰۰ تعمیر و نگهداری میدانی آن را تسهیل بخشید و با کاهش هزینه‌ها سطح آمادگی ماموریتی بالگردها را افزایش داده‌است. موتور تی۷۰۰ در سال‌های بعد از معرفی اولیه، طیف گسترده‌ای از بهسازی فناورانه را تجربه کرد. جنرال الکتریک بر مبنای این موتور، خانواده جدیدی از موتورهای توربوپراپ و توربوشفت سی‌تی۷ را برای بازار تجاری توسعه داد. در مجموع بیش از ۲۵ هزار دستگاه از موتورهای تی۷۰۰ و سی‌تی۷ تولید و عرضه شد. برای بیش از ۴۰ سال این خانواده از موتورهای توربینی هوایی با محبوبیت بالا در بازار روبه‌رو بودند.

همزمان با اجرای برنامه‌های راهبردی آمریکا برای تقویت نظامی در دهه ۱۹۸۰، ظرفیت توسعه موتورهای نظامی جی‌ئی نیز به میزان قابل توجهی رشد کرد. در سال ۱۹۸۴، نیروی هوایی آمریکا موتور با کیفیت اف۱۱۰ (مبتنی بر طرح اف۱۰۱) محصول جی‌ئی را برای نصب بر روی جنگنده‌های اف-۱۶سی/دی انتخاب نمود و رقابت سرسختانه بین جنرال الکتریک و پرت‌اندویتنی را وارد مرحله جدیدی کرد. بخش عمده ناوگان هواپیماهای اف-۱۶سی/دی ارتش آمریکا در سال‌های متوالی به موتور اف۱۱۰ مجهز شده‌اند. سایر کاربران هواپیمای اف۱۶ شامل یونان، ترکیه، مصر، بحرین، امارات، شیلی و عمان نیز موتور اف۱۱۰ را انتخاب کردند. ژاپنی‌ها این موتور افسانه‌ای را برای تجهیز جنگنده اف-۲ برگزیدند و کره جنوبی، عربستان سعودی و سنگاپور موتور اف۱۱۰ را به‌عنوان گزینه اصلی برای تامین نیروی پیشرانش هواپیمای اف-۱۵ ایگل خریداری شده از آمریکا، انتخاب کرده‌اند. نیروی دریایی آمریکا در فاصله بین سال‌های پایانی ۱۹۸۰ تا سال ۲۰۰۶، نمونه ارتقاء‌یافته‌ای از هواپیمای اف-۱۴ تامکت را به موتور اف۱۱۰ مجهز کرد.

جنرال الکتریک

همچنین، نمونه مشتق‌شده دیگری از موتور اف۱۱۰ موسوم به اف۱۱۸ بدون پس‌سوز بر روی بمب‌افکن راهبردی بی-۲ و هواپیمای تجسس و شناسایی بلندپرواز یو-۲اس نیروی هوایی نصب شد. طیف گسترده هواپیماهایی که موتورهای اف۱۰۱ و اف ۱۱۰ بر روی آنها نصب شده، با در نظر گرفتن تنوع مشخصه‌های عملکردی آنها، گواه روشنی بر پختگی منحصر به فرد طراحی هسته اصلی این موتور توسط جی‌ئی است. همچنین در دهه ۱۹۸۰، تولید موتور اف۴۰۴ برای نصب بر روی اف/ای-۱۸ هورنت آغاز شد. موتور توربوفن اف۴۰۴ یکی از محبوب‌ترین موتورهای هوایی نظامی جهان است که بیش از ۳۷۰۰ واحد تولیدی آن بر روی ۱۰ نمونه مختلف هواپیما نصب شده‌است. این هواپیماها شامل اف/‌ای-۱۸ هورنت محصول بوئینگ، جی‌ای‌اس۳۹ گریپن محصول ساب، تی-۵۰ کره جنوبی، تجاس مارک ۱ محصول هند و آخرین نمونه‌های عملیاتی جنگنده پنهان‌کار اف-۱۱۷ محصول لاکهید مارتین است.

ادامه دارد…

 

منبع:

GE Aviation

* تولد و رشد غول صنعت موتورهای هوایی (بخش دوم)

دیدگاه بگذارید

avatar
  مشترک شدن  
اطلاع رسانی