Rolls Royce T406

El Rolls-Royce T406 (designación de la empresa AE 1107) es un motor turboeje que impulsa el rotor basculante Bell Boeing V-22 Osprey. El motor entrega 6.000 shp (4.470 kW).

Desarrollo

En 1982, Detroit Diesel Allison (DDA) preparó un nuevo diseño de motor para participar en la competencia de motores de demostración de tecnología moderna (MTDE) del ejército de los Estados Unidos, que se esperaba que se convirtiera en el motor de la Armada de los Estados Unidos. Programa de aviones experimentales de rotor basculante JVX de #39; (que eventualmente se convertiría en el Bell Boeing V-22 Osprey). Después de que este motor, que DDA llamó Modelo 580, perdiera la competencia ante Pratt & Whitney y General Electric en 1983, Allison se separó de Detroit Diesel como una división separada dentro de General Motors, y la nueva dirección de Allison decidió seguir adelante con el contrato del motor V-22 de todos modos.

El 24 de diciembre de 1985, la Marina de los EE. UU. seleccionó el motor de Allison para el desarrollo y la producción a gran escala del V-22 Osprey del Cuerpo de Marines de los EE. UU. Antes de que el motor recibiera la designación de motor de avión militar de los Estados Unidos de T406, se conocía como Modelo 501-M80C. La Armada y Allison firmaron un contrato formal el 2 de mayo de 1986 y el primer motor en prueba funcionó seis meses después.

El T406 está basado en el turbohélice Allison T56 del P-3 y el C-130, con la turbina de potencia libre del turboeje Allison T701 del extinto programa Heavy Lift Helicopter. Fue seleccionado sobre Pratt & Whitney PW3000 y General Electric GE27 compitiendo por el programa de motores de demostración de tecnología moderna del ejército de EE. UU. El T406 comenzó las pruebas de vuelo el 19 de marzo de 1989.

El T406/AE 1107C Liberty comparte un núcleo común con las series de motores turbofan AE 3007 y turbohélice AE 2100, los cuales se han vendido por miles de copias. Entre el 44 y el 46 por ciento de las piezas son comunes entre el T406 y el AE 3007, mientras que alrededor del 76 por ciento de las piezas son comunes entre el T406 y el AE 2100. Además, Allison intentó desarrollar otros tipos de motores basados en el T406. En 1988, la empresa firmó un memorando de entendimiento (MoU) con Messerschmitt-Bölkow-Blohm (MBB) de Alemania Occidental y la China National Aero-Technology Import & Export Corporation (CATIC) trabajará en una versión del avión regional MPC 75 que será propulsado por un ventilador de hélice derivado del T406. En 1990, Allison estudió un motor propfan de 9.000 shp (6.700 kW) que impulsaba hélices contrarrotativas de 8,5 pies de diámetro (2,6 m) para impulsar el avión de transporte aéreo militar propuesto por Euroflag. Además, las turbinas de gas MT7 que se utilizarán para alimentar el conector Ship-to-Shore son un diseño derivado del T406.

En 2009, la Oficina de Responsabilidad Gubernamental (GAO) descubrió que los motores fallaban después de menos de 400 horas de servicio, en comparación con la vida útil estimada de 500 a 600 horas. Múltiples actualizaciones de la plataforma del motor en 2012-2013 han aumentado significativamente la vida útil.

En abril de 2012, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) encargó 70 motores AE 1107C para el Osprey, con opciones para hasta 268 motores.

Rolls-Royce introdujo una actualización de la turbina del Bloque 3, que reemplazó el antiguo diseño de la turbina con componentes más resistentes y eficientes. La actualización aumentó la potencia del motor en al menos un 17 por ciento, y el motor alcanzó una potencia de más de 8.800 shp (6.600 kW) durante las pruebas en tierra. La turbina del Bloque 3 se convirtió en estándar en julio de 2012 para los nuevos modelos de producción. En septiembre de 2012, todos los motores más antiguos que estaban sometidos a mantenimiento regular se actualizaron sistemáticamente a la turbina del Bloque 3.

Se espera que los motores con una futura actualización planificada del bloque 4 entreguen casi 10.000 caballos de fuerza (7.500 kilovatios).

Un problema constante con los motores era su propensión a acelerarse o detenerse, con 68 incidentes reportados entre 2003 y octubre de 2016, aunque esta tasa se había reducido después de la introducción de la versión del motor Bloque 3. El Comando de Sistemas Aéreos Navales de EE. UU. tiene la intención de otorgar a Rolls-Royce dos contratos para examinar la efectividad de las mejoras de confiabilidad propuestas. El primero es un ajuste del software de gestión del motor para las paletas guía del compresor que las pruebas internas mostraron que podría mejorar el margen de sobretensión en un 0,8 %. al nivel del mar y 3% en altitud. El segundo es el descubrimiento de que un sensor de temperatura en la entrada del compresor envía lecturas incorrectas, lo que provoca un déficit de energía constante del 2,5% del 4% en la velocidad de rotación correcta del compresor, corregible nuevamente con una solución de software. Además, Bell Boeing está desarrollando un sistema de barrera de entrada para reducir la pérdida de potencia del motor que ingiere partículas de polvo y arena para complementar los separadores de partículas centrífugos existentes en los motores, ya que solo pueden hacer mucho para mejorar la calidad del aire que reciben.

En octubre de 2021, Bell y Rolls-Royce anunciaron conjuntamente que el motor Bell V-280 Valor cambiaría del turboeje General Electric T64 utilizado en el prototipo a un derivado del 1107C utilizado en el Osprey que se llamaría 1107F.. Al mismo tiempo que aumenta la potencia de 5.000 a 7.000 caballos de fuerza, el 1107C es un elemento conocido en los aviones de rotor basculante con sus dos décadas de uso previo, lo que reduce los costos de mantenimiento y elimina los riesgos del proyecto.

Diseño

Los motores T406 del V-22 están alojados en góndolas basculantes en las puntas de las alas, lo que permite las características de vuelo distintivas del V-22. Para el despegue y el aterrizaje, las góndolas se dirigen verticalmente (90° con respecto al fuselaje), mientras que para el vuelo hacia adelante se giran paralelas al fuselaje. El motor se ha considerado como una mejora rentable para los helicópteros de carga pesada existentes, como el CH-47 Chinook y el CH-53.

Aplicaciones

• Aurora XV-24 LightningStrike (1107C)
• Bell Boeing V-22 Osprey (1107C Liberty)
• Bell V-280 Valor (1107F)
• US Navy Ship-to-Shore Connector Landing Craft (MT7)

Especificaciones (T406)

Características generales

• Tipo: Free-turbine turboshaft
• Duración: 78.1 en (1.980 mm)
• Diámetro: 34.2 en (890 mm)
• Peso seco: 971 lb (440 kg)

Componentes

• Compresor: Compresor axial de alta presión de 14 etapas, furgonetas de geometría variable en la entrada y las primeras 5 etapas
• Combustores: Combustible anular difusor con 16 boquillas de combustible blasférico y 2 ignífugos
• Turbina: Turbina de alta presión de 2 etapas con refrigeración de aire en las camionetas de primera y segunda etapa y la cuchilla de primera etapa; turbina de potencia de 2 etapas con vagones y cuchillas sin refrigerar

Rendimiento

• Producción máxima de potencia: 6,150 shp (4,586 kW)
• Tasa general de presión: 16.7:1
• Temperatura de entrada de Turbina: 1,209 °C (2,208 °F; 1,482 K; 2,668 °R)
• Consumo de combustible: 0.426 lb/shp hr SFC, eficiencia 32%
• ratio de potencia a peso: 6.33 shp/lb (10,4 kW/kg)