جنرال إلكتريك J79

بحلول أواخر أربعينيات القرن العشرين، وصل تصميم المحركات النفاثة إلى مرحلةٍ بات فيها التقدم الإضافي محدودًا بأداء ضاغطها، ولا سيما ضرورة زيادة نسبة ضغط الضاغط لتقليل استهلاك الوقود. مع ذلك، كان نطاق التشغيل الفعال للضاغط محدودًا آنذاك، ويتمحور حول ظروف تصميمه، أي عند سرعة عالية للإقلاع أو التحليق. فإذا صُمم لتحقيق كفاءة عالية عند السرعات العالية، كان أداؤه ضعيفًا للغاية وعرضةً للتوقف عند السرعات المنخفضة.

في عام 1944، اختبرت اللجنة الاستشارية الوطنية للملاحة الجوية نظريةً لتوسيع نطاق التشغيل الفعال لضواغط التدفق المحوري باستخدام شفرات ثابتة قابلة للتعديل، وذلك بتشغيل ضاغط محوري ثماني المراحل بنسبة ضغط 3.42:1 وزوايا شفرات قابلة للتعديل. ^{[ 4 ]} وقد تحقق تحسن ملحوظ في الكفاءة عند سرعات ضاغط أقل بكثير من سرعة التصميم. ^{[ 5 ]}

تكون انحرافات السرعة عن ظروف التصميم أكثر وضوحًا في المراحل الأولى عند سرعات دوران منخفضة، وتزداد وضوحًا مع زيادة نسبة ضغط التصميم، مما يؤدي إلى توقف الشفرات وتذبذب ضغط الضاغط، كما حدث مع ضاغط رولز رويس أفون ، بنسبة ضغط تصميم 6.3:1 عام 1949. في عام 1947، تقدم جيف وايلد ، مصمم ضواغط رولز رويس، بطلب للحصول على براءة اختراع بعنوان "تنظيم تدفق الضاغط المحوري" "لتوفير ضاغط بنطاق سرعة تشغيل واسع". ^{[ 6 ]} تم بناء ضاغط تجريبي مكون من 12 مرحلة، حيث كانت ريش التوجيه عند المدخل والصفوف الأربعة الأولى من شفرات الجزء الثابت قابلة للتعديل لخفض زوايا سقوط الهواء أثناء التشغيل بسرعات منخفضة. وقد أثبت هذا الضاغط فعاليته الكبيرة في التغلب على التوقف والتذبذب. ومع ذلك، فقد ثبت بالفعل أن حلاً أبسط للتصميم الميكانيكي (ريش توجيه مدخل متغيرة وفتحة تهوية) يعمل مع نسبة ضغط التصميم المطلوبة، لذلك لم يتم استخدام الدوارات المتغيرة في محرك رولز رويس حتى ثمانينيات القرن العشرين ( IAE V2500 ). ^{[ 7 ]}

بحلول عام 1950، ركزت شركة جنرال إلكتريك على المحركات الأسرع من الصوت ذات الدوارات المتغيرة، وذلك نتيجة لدراسات تصميمية قارنتها بالمحركات ذات الدوار المزدوج. واستنادًا إلى خبرتها السابقة في ذلك الوقت، وتقديرًا لجهود التطوير اللازمة لإثبات جدوى التقنيات الجديدة، مثّلت الدوارات المتغيرة أفضل طريقة لتصميم الضاغط لتحقيق نسبة الضغط العالية المطلوبة البالغة 12:1. وكانت هذه النسبة ضرورية لتحقيق الأداء الأسرع من الصوت، وأداء الطيران دون سرعة الصوت، والوزن المنخفض اللازم للطائرات الأسرع من الصوت المستقبلية.

في عام ١٩٥١، مُنح فريق من شركة جنرال إلكتريك بقيادة غيرهارد نيومان ، المسؤول آنذاك عن اختبارات تطوير المحركات، تمويلًا لبناء ضاغط اختباري ذي دوارات متغيرة. إضافةً إلى ذلك، شكّل سي دبليو "جيم" لابير، رئيس قسم توربينات الغاز للطائرات، فريقين لإجراء دراسات تصميمية لمحرك قادر على العمل لفترات طويلة بسرعة ٢ ماخ مع الحفاظ على كفاءة جيدة في استهلاك الوقود أثناء التحليق بسرعة ٠.٩ ماخ. قاد نيومان فريقًا يستخدم تصميمًا بدوارات متغيرة، بينما قاد تشابمان ووكر فريقًا موازيًا يستخدم تصميمًا ثنائي البكرات. بعد دراسة استمرت عامًا، تم اختيار المحرك ذي الدوارات المتغيرة لكونه أخف وزنًا وأبسط تصميمًا وأصغر قطرًا. ^{[ ٨ ]} تم بناء محرك تجريبي ذي دوارات متغيرة، وهو GOL-1590، سلف المحرك J79. في الوقت نفسه، تم تصميم محرك جديد، X-24A، لطائرة أسرع من الصوت، واختارته القوات الجوية. تم دعم تطوير المحرك الجديد من خلال تشغيل محرك GOL-1590 التجريبي. ^{[ 9 ]}

فازت شركة جنرال إلكتريك بعقد من القوات الجوية الأمريكية لتوريد محرك جديد بقوة تقارب 14000 رطل (62000 نيوتن) ، مزود بحارق لاحق، لتشغيل قاذفة قنابل أسرع من الصوت، والتي أصبحت فيما بعد طائرة كونفير بي-58 هاستلر . أُلغي عرض المحركين الآخرين اللذين قدمتهما جنرال إلكتريك، وهما نسخة متطورة من المحرك J73 الموجود، وتصميم أكبر بكثير يُعرف باسم J77. أُجريت أول رحلة تجريبية للنموذج الأولي للنسخة الإنتاجية، XJ-79، في 8 يونيو 1954. ^{[ 10 ]} 

أُجريت أول رحلة تجريبية للمحرك في 20 مايو 1955، حيث تم تركيبه في طائرة نورث أمريكان بي-45 سي تورنادو ( الرقم التسلسلي 48-009 ) المزودة بمحرك جنرال إلكتريك J47 . وخلال الرحلة، تم إنزال محرك J79 من حجرة القنابل إلى مجرى الهواء لإجراء الاختبارات. ^{[ 11 ]} أما أول رحلة تجريبية بعد اختبار التأهيل الذي استمر 50 ساعة، وهو شرط أساسي لأي محرك جديد يُعد المصدر الوحيد للدفع في طائرة اختبارية، فكانت في 8 ديسمبر 1955، حيث تم تشغيل ثاني طائرة دوغلاس إف 4 دي سكاي راي ما قبل الإنتاج ، باستخدام محرك J79 بدلاً من محرك ويستنجهاوس J40 الأصلي ، وذلك ضمن برنامج التطوير والتأهيل الذي وضعته شركة جنرال إلكتريك. وكانت طائرة واي إف-104 هي الطائرة التالية التي حلقت بمحرك J79، تلتها طائرة غرومان إف 11 إف تايغر بعد إعادة تزويدها بمحرك جديد ، وذلك ضمن برنامج برعاية البحرية لاكتساب الخبرة في استخدام المحرك قبل أول رحلة تجريبية لطائرة إف 4 إتش (إف-4).

استُخدم محرك J79 في طائرات F-104 ستارفايتر، وB-58 هاستلر، وF-4 فانتوم II، وA-5 فيجيلانتي، وIAI كفير، وصاروخ كروز الأسرع من الصوت SSM-N-9 ريغولوس II . استمر إنتاجه لأكثر من 30 عامًا. تم تصنيع أكثر من 17,000 طائرة J79 في الولايات المتحدة، وبموجب ترخيص في بلجيكا، وكندا، وألمانيا، وإسرائيل، وإيطاليا، واليابان. طُرحت نسخة مُخفّضة الأداء من طائرة جنرال دايناميكس F-16 فايتينغ فالكون مزودة بمحرك J79 كطائرة مقاتلة منخفضة التكلفة للتصدير، وعلى الرغم من تحليق نموذج أولي، إلا أنه لم يلقَ رواجًا.

تم استبدال محرك J79 بحلول أواخر الستينيات في تصميمات المقاتلات الجديدة بمحركات توربينية مروحية مزودة بحارق لاحق مثل محرك برات آند ويتني TF30 المستخدم في طائرات F-111 و F-14 ، وجيل أحدث من المحركات التوربينية المروحية مثل محرك برات آند ويتني F100 المستخدم في طائرة F-15 إيجل والذي يوفر كفاءة أفضل في استهلاك الوقود أثناء الطيران عن طريق تمرير الهواء حول قلب المحرك.

تقديراً لمساهمتهما في تصميم محرك J79، مُنح جيرهارد نيومان ونيل بورغيس من شركة جنرال إلكتريك لمحركات الطائرات جائزة كولير في عام 1958، وتقاسما هذا الشرف مع كلارنس جونسون (لوكهيد إف-104) والقوات الجوية الأمريكية (سجلات الطيران). ^{[ 12 ]}