LUchtvaart Nationaal Antwerpen Kempen
LUNAK
VLIEGTUIGMOTOREN - DEEL 5
In deel 4 beschreven we de straalaandrijving vanaf 1937.
Hierna belichten we het concept van de turboprop en turboshaft motoren.
Turboprop en turboshaft
In de voorgaande delen van deze artikelreeks hebben we steeds de focus gelegd op de ontwikkeling van altijd maar krachtigere motoren, met als doel betere prestaties op het vlak van snelheid en/of laadvermogen. Met de komst van de turboprop, zoals we hier zullen zien, verleggen we de focus naar meer specifieke toepassingen.
Zoals we in eerdere artikels in deze reeks zagen werd de voortstuwing van vliegtuigen tot de komst van straalvliegtuigen verwezenlijkt door een propeller die aangedreven werd door een klassieke verbrandingsmotor. Terwijl de ontwikkeling van een werkende turbojet nog volop bezig was werden er echter al ontwerpen gemaakt waarbij zo’n turbojet de propeller zou aandrijven : de turboprop. Door een turbojet uit te rusten met een bijkomende turbine kon de in de uitlaatgassen aanwezige energie gebruikt worden om een propeller aan te drijven. Een tandwielkast diende er hierbij voor te zorgen dat het hoge turbinetoerental gereduceerd werd naar een voor de propeller acceptabele rotatiesnelheid. Als we het in dit artikel over een turboprop hebben bedoelen we dus steeds de combinatie motor + tandwielkast.
Een patent op het turbopropprincipe werd reeds in 1929 toegekend maar de praktische uitvoering van het concept liet op zich wachten tot 1938. De eerste experimentele turboprops werden gebouwd door de Hongaar György Jendrassik. Een eerste testexemplaar bracht het tot een vermogen van 100pk/75kW op de testbank, maar het echte werk kwam er met de Jendrassik Cs-1 die theoretisch tot 1000pk/750kW kon leveren. Om praktische redenen diende evenwel het vermogen tot 400pk/300kW beperkt te worden, voldoende om een 2-motorige bommenwerper, de Varga RMI-1 X/H, aan te drijven. Helaas werd het toestel, dat zich in het laatste stadium van afwerking voor de 1e vlucht bevond, in 1941 vernield bij een bombardement. De eer van eerste vliegend turbopropvliegtuig komt dan ook toe aan de Gloster Trent-Meteor, een puur experimentele uitvoering van het Gloster Meteor straalvliegtuig waarin de 2 turbojets vervangen werden door Rolls-Royce Trent turboprops.
Tijdens de 2e Wereldoorlog werden geen verdere pogingen meer ondernomen om vliegtuigen met turboprops operationeel in te zetten. Toch vinden we een merkwaardig Duits project terug onder de benaming BMW Schnellbomber. BMW, als fabrikant van vliegtuigmotoren, zette enkele varianten van een grote intercontinentale bommenwerper op papier. De Schnellbomber I met pijlvleugels zou aangedreven worden door 4 in de vleugels gemonteerde motoren, namelijk 2 turbojets aangevuld met 2 turboprops, terwijl de Schnellbomber II variant met inverse pijlvleugels slechts over 2 turboprops zou beschikken, gemonteerd op steunen vooraan op de romp. Aangezien er bij het einde van de 2e Wereldoorlog in Duitsland geen enkele turbopropmotor in ontwikkeling was en Duitsland niet kon terugvallen op testresultaten van de Britten voorzag BMW een mogelijke operationele inzet van haar Schnellbomber ontwerpen pas ten vroegste tegen 1950. Uiteraard kwam het niet zover, het einde van de 2e Wereldoorlog betekende voor Duitsland tevens een onmiddellijke stopzetting van alle mogelijke ontwikkelingen die met bewapening te maken hadden.
Men kan zich natuurlijk de vraag stellen waarom men zich de moeite getroostte turbopropmotoren op punt te stellen op een moment dat turbojets en (later) turbofans bezig waren de wereld van de hoog performante vliegtuigen te veroveren. De reden is eenvoudig : een turbojet of turbofan is bij lage snelheid zoals bij het accelereren vanaf stilstand tot take off bijzonder inefficiënt, zodat uitzonderlijk lange runways nodig zijn. Bovendien zorgde deze inefficiëntie voor een buitenproportioneel brandstofverbruik bij de eerste generaties van turbojets. Turboprops kunnen het, dankzij hun propellers, met veel kortere runways stellen en zijn desgevallend ook geschikt voor gebruik op onverharde banen. Een extra voordeel dat turbojets, turbofans en turboprops gemeen hebben is een nagenoeg trillingvrije werking. Een mogelijk nadeel is dan weer dat turboprops in principe minder geschikt zijn voor hoge snelheden, hoofdzakelijk ten gevolge van de snelheidsbeperkingen van de propeller(s).
Na de 2e Wereldoorlog begon de turboprop stilaan de wereld van het luchttransport te veroveren. Voor lange afstanden (bv. tussen Europa en de USA) bleef de turbojet (en later de turbofan) onklopbaar, maar voor kortere afstanden bleek de turboprop een veel beter alternatief. Vooral de eerste generaties van turbojets en turbofans boden enkel voordeel van zodra op kruissnelheid op voldoende grote hoogte kon gevlogen worden. Op korte afstanden was het aandeel van dit gunstige vluchtregime te beperkt om economisch verantwoord te zijn. De turboprop bleek een waardig alternatief voor de tot dan veel gebruikte klassieke motoren bij vluchten op korte afstand. Net als de turbojet/turbofan leende de turboprop zich uitstekend tot een modulair ontwerp, zodat motoren met sterk uiteenlopende vermogens konden gebouwd worden vertrekkende van één basisontwerp.
Vanaf de jaren 1950 zien we dan ook het verschijnen van een massa tweemotorige passagiersvliegtuigen met turboprops, zoals de Fokker F.27 Friendship (2x Rolls-Royce Dart van elk 2250pk/1678kW), Handley-Page Dart Herald (2 × Rolls-Royce Dart van elk 2105pk/1570kW) en Antonov An24 (2 × Ivchenko AI-24A van elk 2550pk/1900kW) of grotere exemplaren zoals de viermotorige Bristol Britannia (4x Bristol Proteus van elk 4450pk/3320kW), Lockheed L-188 Electra (4x Allison 501 van elk 3750pk/2800kW) en Ilyushin Il-18 (4x Ivchenko AI-20M van elk 4250pk/3170kW). Ook in het militaire wereldje deed de turboprop zijn intrede, onder andere door de komst van de Lockheed C-130 Hercules (4x Allison T56 van elk 4590pk/3420kW), de Armstrong-Whitworth AW.660 Argosy (4 × Rolls-Royce Dart van elk 2470pk/1840kW), Antonov An26 (2x Ivchenko AI-24VT van elk 2820pk/2103kW).
Opmerking : de hierboven genoemde vliegtuigtypen en motoren schetsen slechts een algemeen beeld zonder in detail in te gaan op vliegtuig- en motorvarianten. In de meeste gevallen waren de genoemde vliegtuigtypes verkrijgbaar in meerdere uitvoeringen, waarbij zowel het motortype (of motorversie) als het vermogen van de genoemde data kunnen afwijken.
Helikopters begonnen pas in de jaren 1950 door te breken. De aandrijving van de rotor(en) gebeurde steevast met klassieke verbrandingsmotoren, maar ook daarin kwam geleidelijk een kentering. De Franse firma Turbomeca, opgericht door Joseph Szydlowski, mag de eer opstrijken als eerste een turbinemotor voor helikoptergebruik te hebben gebouwd (1948). Qua werkingsprincipe verschilde dit type motor niet echt van een turboprop. Het grote verschil zat hem in de specifieke tandwielkast die via een verticale as de overbrenging van het motorvermogen naar de rotor verzorgde.
Het productierijp maken van dit type motor, dat later onder de algemene term turboshaft door het leven zou gaan, nam wat tijd in beslag maar vanaf 1955 begon de zegetocht van de Turbomeca Artouste turboshaft, gemonteerd op ‘s werelds eerste turbine aangedreven helikopter, de Sud Aviation SE3130 Alouette II (1e vlucht op 12 maart 1955). Tegenwoordig is het gebruik van de turboshaft veralgemeend op zowat alle helikopters met uitzondering van de kleinere toestellen. Meerdere motorfabrikanten bieden een turboshaft-variant aan van de turboprops in hun gamma.
Dit overzichtje zou beslist onvolledig zijn zonder enkele bijzondere turbopropmotoren kort te beschrijven. Onze keuze bestaat uit de Pratt & Whitney PT6 (de populairste), Allison T56 (het bekendste geluid), Kuznetsov NK-12 (de krachtigste), Europrop TP400 (de gesofisticeerdste). Deze keuze doet op geen enkele manier afbreuk aan de verdiensten van andere motortypes die niet vernoemd worden !
Pratt & Whitney Canada PT6 : Pratt & Whitney Canada startte het ontwerp voor een lichte 450pk/340kW turboprop in 1958, en het eerste vliegwaardige motorprototype vloog voor het eerst op 30 mei 1961. Aanvankelijk kende het ontwikkelingsprogramma een allesbehalve gunstig verloop, zowel op technisch als op economisch vlak, maar dankzij de tussenkomst van het Amerikaanse moederbedrijf geraakte het programma geleidelijk aan toch op de rails. Ondertussen zijn we ruim 65 jaar en meer dan 64000 gebouwde PT6 turboprops verder ! Dankzij het modulaire ontwerp is de PT6 momenteel verkrijgbaar in alle mogelijke varianten met een vermogen tussen 580pk/430kW en 1940pk/1450kW. De PT6 is dan ook één van de populairste turboprops op de markt, met militaire en civiele toepassingen over de ganse wereld op kleine business- of transporttoestellen (o.a. Beechcraft King Air en Super King Air, Cessna 208 Caravan, Pilatus PC-12, Piaggio P.180 Avanti), lesvliegtuigen (o.a. Beechcraft T-6A Texan II, Pilatus PC-7, PC-9 en PC-21) en enkele helikopters (turboshaft, gebruikt op o.a. Leonardo AW119 en AW139, Sikorsky S.76B).
Allison T56 : bij de buitendienststelling van de Lockheed C-130H Hercules in de Belgische Luchtmacht (december 2021) verdween één van de meest herkenbare geluiden uit ons luchtruim. Het karakteristieke zware gegrom van een overvliegende Hercules was inderdaad onmogelijk te verwarren met gelijk welk ander geluid.
De Allison Engine Company ontwikkelde de modulaire T56 specifiek voor de Lockheed C-130 Hercules, maar later volgden andere toepassingen voor zowel militair (o.a. Lockheed P-3 Orion, Grumman E-2 Hawkeye) als civiel gebruik (onder de benaming Allison 501, o.a. op de Lockheed L-188 Electra). Over de jaren heen groeide het geleverde vermogen, afhankelijk van de versie, van de oorspronkelijke 3000pk/2240kW tot 5100pk/3800kW.
Kuznetsov NK-12 : de eer om de krachtigste in serie vervaardigde turboprop gebouwd te hebben komt de Russen toe. In de jaren 1950 werd in het ontwerpbureau van Nikolai Kuznetsov een krachtige turboprop op papier gezet, die onder andere zou gemonteerd worden op het (in de jaren 1960-1970) grootste Russische transportvliegtuig : de Antonov An22. Uitgerust met 4 Kuznetsov NK-12 motoren van 15000pk/11190kW elk, 4 sets contra roterende propellers, 57.9m lengte, een spanwijdte van 64.4m en een leeggewicht van 114000kg was de An22 beslist een indrukwekkend gevaarte. 68 exemplaren van deze mastodont werden gebouwd in de periode 1966-1976 voor zowel militair als civiel gebruik. Momenteel zouden er nog 3 An22’s in gebruik zijn bij de Russische strijdkrachten, voor zover bekend is het laatste civiele toestel (met de Oekraïense registratie UR-09307) in 2022 buiten gebruik gesteld. Iets minder krachtige varianten van de NK-12 turboprop werden toegepast op diverse uitvoeringen van de Tupolev Tu-95 Bear familie.
Europrop TP400 : ook in Europa kunnen vliegtuigmotoren met indrukwekkende prestaties gebouwd worden. Zo wordt de Airbus A400M Atlas aangedreven door 4 Europrop TP400 turboprops, die elk een piekvermogen leveren van liefst 11065pk/8251kW. Het Europrop International consortium, bestaande uit MTU Aero Engines, Rolls-Royce, Safran Aircraft Engines en ITP Aero, werd opgezet specifiek voor het ontwikkelen van een krachtbron voor de A400M. Als basis van de TP400 turboprop ging men uit van de Snecma M88 turbofan, één van de eerste militaire turbofans uitgerust met FADEC (Full Authority Digital Engine Control, een elektronische stuur- en regeleenheid die motorparameters bewaakt en stuurt). Ook de TP400 beschikt over zo’n FADEC, specifiek aangepast voor het gebruik in een turboprop waarbij naast data van de motor zelf ook gegevens van de tandwielkast (overbrenging tussen motor en propeller) en de hoogtechnologische propeller moeten verwerkt worden. Behalve problemen van puur mechanisch-technische aard bleek de TP400 initieel ook geplaagd te worden door een mank lopende FADEC als gevolg van softwarebugs en inadequate hardware. Het vliegwaardig en productierijp maken van de TP400 nam dan ook heel wat meer tijd in beslag dan oorspronkelijk gepland, maar finaal kan men zeggen dat deze hoogtechnologische motor van de eveneens hoogtechnologische Airbus A400M bij de wereldtop behoort. Qua vermogen is de TP400 de krachtigste turboprop met een enkelvoudige (8-bladige) propeller en de op 2 na allerkrachtigste turboprop in serieproductie (voorafgegaan door de Russische Kuznetsov NK-12 met een contra roterende (2x 4-bladige) propeller en de Ivchenko Progress D-27 voorzien van een onconventionele contra roterende propeller met 8-bladen in het voorste en 6 in het achterste vlak).
Uiteraard omvat het turbopropwereldje nog talloze andere legendarische motortypes, zoals de Garrett AiResearch (tegenwoordig Honeywell) TPE331 en T76 (militaire uitvoering van de TPE331), General Electric CT7, Allison 250 (tegenwoordig Rolls-Royce M250), Walter M601, ... De lijst is nagenoeg eindeloos !
In deel 6 behandelen we enkele andere vormen van straalaandrijving : raketmotoren, pulsejets en statoreactoren.
(Gebruikte bronnen : diverse websites, boek “Van Zeilvlucht tot Reactiemotor” (W.Kühner, uitgeverij Het Gouden Spoor), “Jane’s All The World’s Aircraft” (diverse jaargangen), eigen documentatie)
(Tekst : Guido Van Roy - Foto’s : Marc Van Ryssel, Jef Pets, Guido Van Roy)
Klik op onderstaande foto voor een overzichtje van de verscheidenheid aan motoren en de vliegtuigen waarop ze gemonteerd werden.
In deel 4 beschreven we de straalaandrijving vanaf 1937.
Hierna belichten we het concept van de turboprop en turboshaft motoren.
Turboprop en turboshaft
In de voorgaande delen van deze artikelreeks hebben we steeds de focus gelegd op de ontwikkeling van altijd maar krachtigere motoren, met als doel betere prestaties op het vlak van snelheid en/of laadvermogen. Met de komst van de turboprop, zoals we hier zullen zien, verleggen we de focus naar meer specifieke toepassingen.
Zoals we in eerdere artikels in deze reeks zagen werd de voortstuwing van vliegtuigen tot de komst van straalvliegtuigen verwezenlijkt door een propeller die aangedreven werd door een klassieke verbrandingsmotor. Terwijl de ontwikkeling van een werkende turbojet nog volop bezig was werden er echter al ontwerpen gemaakt waarbij zo’n turbojet de propeller zou aandrijven : de turboprop. Door een turbojet uit te rusten met een bijkomende turbine kon de in de uitlaatgassen aanwezige energie gebruikt worden om een propeller aan te drijven. Een tandwielkast diende er hierbij voor te zorgen dat het hoge turbinetoerental gereduceerd werd naar een voor de propeller acceptabele rotatiesnelheid. Als we het in dit artikel over een turboprop hebben bedoelen we dus steeds de combinatie motor + tandwielkast.
Een patent op het turbopropprincipe werd reeds in 1929 toegekend maar de praktische uitvoering van het concept liet op zich wachten tot 1938. De eerste experimentele turboprops werden gebouwd door de Hongaar György Jendrassik. Een eerste testexemplaar bracht het tot een vermogen van 100pk/75kW op de testbank, maar het echte werk kwam er met de Jendrassik Cs-1 die theoretisch tot 1000pk/750kW kon leveren. Om praktische redenen diende evenwel het vermogen tot 400pk/300kW beperkt te worden, voldoende om een 2-motorige bommenwerper, de Varga RMI-1 X/H, aan te drijven. Helaas werd het toestel, dat zich in het laatste stadium van afwerking voor de 1e vlucht bevond, in 1941 vernield bij een bombardement. De eer van eerste vliegend turbopropvliegtuig komt dan ook toe aan de Gloster Trent-Meteor, een puur experimentele uitvoering van het Gloster Meteor straalvliegtuig waarin de 2 turbojets vervangen werden door Rolls-Royce Trent turboprops.
Tijdens de 2e Wereldoorlog werden geen verdere pogingen meer ondernomen om vliegtuigen met turboprops operationeel in te zetten. Toch vinden we een merkwaardig Duits project terug onder de benaming BMW Schnellbomber. BMW, als fabrikant van vliegtuigmotoren, zette enkele varianten van een grote intercontinentale bommenwerper op papier. De Schnellbomber I met pijlvleugels zou aangedreven worden door 4 in de vleugels gemonteerde motoren, namelijk 2 turbojets aangevuld met 2 turboprops, terwijl de Schnellbomber II variant met inverse pijlvleugels slechts over 2 turboprops zou beschikken, gemonteerd op steunen vooraan op de romp. Aangezien er bij het einde van de 2e Wereldoorlog in Duitsland geen enkele turbopropmotor in ontwikkeling was en Duitsland niet kon terugvallen op testresultaten van de Britten voorzag BMW een mogelijke operationele inzet van haar Schnellbomber ontwerpen pas ten vroegste tegen 1950. Uiteraard kwam het niet zover, het einde van de 2e Wereldoorlog betekende voor Duitsland tevens een onmiddellijke stopzetting van alle mogelijke ontwikkelingen die met bewapening te maken hadden.
Men kan zich natuurlijk de vraag stellen waarom men zich de moeite getroostte turbopropmotoren op punt te stellen op een moment dat turbojets en (later) turbofans bezig waren de wereld van de hoog performante vliegtuigen te veroveren. De reden is eenvoudig : een turbojet of turbofan is bij lage snelheid zoals bij het accelereren vanaf stilstand tot take off bijzonder inefficiënt, zodat uitzonderlijk lange runways nodig zijn. Bovendien zorgde deze inefficiëntie voor een buitenproportioneel brandstofverbruik bij de eerste generaties van turbojets. Turboprops kunnen het, dankzij hun propellers, met veel kortere runways stellen en zijn desgevallend ook geschikt voor gebruik op onverharde banen. Een extra voordeel dat turbojets, turbofans en turboprops gemeen hebben is een nagenoeg trillingvrije werking. Een mogelijk nadeel is dan weer dat turboprops in principe minder geschikt zijn voor hoge snelheden, hoofdzakelijk ten gevolge van de snelheidsbeperkingen van de propeller(s).
Na de 2e Wereldoorlog begon de turboprop stilaan de wereld van het luchttransport te veroveren. Voor lange afstanden (bv. tussen Europa en de USA) bleef de turbojet (en later de turbofan) onklopbaar, maar voor kortere afstanden bleek de turboprop een veel beter alternatief. Vooral de eerste generaties van turbojets en turbofans boden enkel voordeel van zodra op kruissnelheid op voldoende grote hoogte kon gevlogen worden. Op korte afstanden was het aandeel van dit gunstige vluchtregime te beperkt om economisch verantwoord te zijn. De turboprop bleek een waardig alternatief voor de tot dan veel gebruikte klassieke motoren bij vluchten op korte afstand. Net als de turbojet/turbofan leende de turboprop zich uitstekend tot een modulair ontwerp, zodat motoren met sterk uiteenlopende vermogens konden gebouwd worden vertrekkende van één basisontwerp.
Vanaf de jaren 1950 zien we dan ook het verschijnen van een massa tweemotorige passagiersvliegtuigen met turboprops, zoals de Fokker F.27 Friendship (2x Rolls-Royce Dart van elk 2250pk/1678kW), Handley-Page Dart Herald (2 × Rolls-Royce Dart van elk 2105pk/1570kW) en Antonov An24 (2 × Ivchenko AI-24A van elk 2550pk/1900kW) of grotere exemplaren zoals de viermotorige Bristol Britannia (4x Bristol Proteus van elk 4450pk/3320kW), Lockheed L-188 Electra (4x Allison 501 van elk 3750pk/2800kW) en Ilyushin Il-18 (4x Ivchenko AI-20M van elk 4250pk/3170kW). Ook in het militaire wereldje deed de turboprop zijn intrede, onder andere door de komst van de Lockheed C-130 Hercules (4x Allison T56 van elk 4590pk/3420kW), de Armstrong-Whitworth AW.660 Argosy (4 × Rolls-Royce Dart van elk 2470pk/1840kW), Antonov An26 (2x Ivchenko AI-24VT van elk 2820pk/2103kW).
Opmerking : de hierboven genoemde vliegtuigtypen en motoren schetsen slechts een algemeen beeld zonder in detail in te gaan op vliegtuig- en motorvarianten. In de meeste gevallen waren de genoemde vliegtuigtypes verkrijgbaar in meerdere uitvoeringen, waarbij zowel het motortype (of motorversie) als het vermogen van de genoemde data kunnen afwijken.
Helikopters begonnen pas in de jaren 1950 door te breken. De aandrijving van de rotor(en) gebeurde steevast met klassieke verbrandingsmotoren, maar ook daarin kwam geleidelijk een kentering. De Franse firma Turbomeca, opgericht door Joseph Szydlowski, mag de eer opstrijken als eerste een turbinemotor voor helikoptergebruik te hebben gebouwd (1948). Qua werkingsprincipe verschilde dit type motor niet echt van een turboprop. Het grote verschil zat hem in de specifieke tandwielkast die via een verticale as de overbrenging van het motorvermogen naar de rotor verzorgde.
Het productierijp maken van dit type motor, dat later onder de algemene term turboshaft door het leven zou gaan, nam wat tijd in beslag maar vanaf 1955 begon de zegetocht van de Turbomeca Artouste turboshaft, gemonteerd op ‘s werelds eerste turbine aangedreven helikopter, de Sud Aviation SE3130 Alouette II (1e vlucht op 12 maart 1955). Tegenwoordig is het gebruik van de turboshaft veralgemeend op zowat alle helikopters met uitzondering van de kleinere toestellen. Meerdere motorfabrikanten bieden een turboshaft-variant aan van de turboprops in hun gamma.
Dit overzichtje zou beslist onvolledig zijn zonder enkele bijzondere turbopropmotoren kort te beschrijven. Onze keuze bestaat uit de Pratt & Whitney PT6 (de populairste), Allison T56 (het bekendste geluid), Kuznetsov NK-12 (de krachtigste), Europrop TP400 (de gesofisticeerdste). Deze keuze doet op geen enkele manier afbreuk aan de verdiensten van andere motortypes die niet vernoemd worden !
Pratt & Whitney Canada PT6 : Pratt & Whitney Canada startte het ontwerp voor een lichte 450pk/340kW turboprop in 1958, en het eerste vliegwaardige motorprototype vloog voor het eerst op 30 mei 1961. Aanvankelijk kende het ontwikkelingsprogramma een allesbehalve gunstig verloop, zowel op technisch als op economisch vlak, maar dankzij de tussenkomst van het Amerikaanse moederbedrijf geraakte het programma geleidelijk aan toch op de rails. Ondertussen zijn we ruim 65 jaar en meer dan 64000 gebouwde PT6 turboprops verder ! Dankzij het modulaire ontwerp is de PT6 momenteel verkrijgbaar in alle mogelijke varianten met een vermogen tussen 580pk/430kW en 1940pk/1450kW. De PT6 is dan ook één van de populairste turboprops op de markt, met militaire en civiele toepassingen over de ganse wereld op kleine business- of transporttoestellen (o.a. Beechcraft King Air en Super King Air, Cessna 208 Caravan, Pilatus PC-12, Piaggio P.180 Avanti), lesvliegtuigen (o.a. Beechcraft T-6A Texan II, Pilatus PC-7, PC-9 en PC-21) en enkele helikopters (turboshaft, gebruikt op o.a. Leonardo AW119 en AW139, Sikorsky S.76B).
Allison T56 : bij de buitendienststelling van de Lockheed C-130H Hercules in de Belgische Luchtmacht (december 2021) verdween één van de meest herkenbare geluiden uit ons luchtruim. Het karakteristieke zware gegrom van een overvliegende Hercules was inderdaad onmogelijk te verwarren met gelijk welk ander geluid.
De Allison Engine Company ontwikkelde de modulaire T56 specifiek voor de Lockheed C-130 Hercules, maar later volgden andere toepassingen voor zowel militair (o.a. Lockheed P-3 Orion, Grumman E-2 Hawkeye) als civiel gebruik (onder de benaming Allison 501, o.a. op de Lockheed L-188 Electra). Over de jaren heen groeide het geleverde vermogen, afhankelijk van de versie, van de oorspronkelijke 3000pk/2240kW tot 5100pk/3800kW.
Kuznetsov NK-12 : de eer om de krachtigste in serie vervaardigde turboprop gebouwd te hebben komt de Russen toe. In de jaren 1950 werd in het ontwerpbureau van Nikolai Kuznetsov een krachtige turboprop op papier gezet, die onder andere zou gemonteerd worden op het (in de jaren 1960-1970) grootste Russische transportvliegtuig : de Antonov An22. Uitgerust met 4 Kuznetsov NK-12 motoren van 15000pk/11190kW elk, 4 sets contra roterende propellers, 57.9m lengte, een spanwijdte van 64.4m en een leeggewicht van 114000kg was de An22 beslist een indrukwekkend gevaarte. 68 exemplaren van deze mastodont werden gebouwd in de periode 1966-1976 voor zowel militair als civiel gebruik. Momenteel zouden er nog 3 An22’s in gebruik zijn bij de Russische strijdkrachten, voor zover bekend is het laatste civiele toestel (met de Oekraïense registratie UR-09307) in 2022 buiten gebruik gesteld. Iets minder krachtige varianten van de NK-12 turboprop werden toegepast op diverse uitvoeringen van de Tupolev Tu-95 Bear familie.
Europrop TP400 : ook in Europa kunnen vliegtuigmotoren met indrukwekkende prestaties gebouwd worden. Zo wordt de Airbus A400M Atlas aangedreven door 4 Europrop TP400 turboprops, die elk een piekvermogen leveren van liefst 11065pk/8251kW. Het Europrop International consortium, bestaande uit MTU Aero Engines, Rolls-Royce, Safran Aircraft Engines en ITP Aero, werd opgezet specifiek voor het ontwikkelen van een krachtbron voor de A400M. Als basis van de TP400 turboprop ging men uit van de Snecma M88 turbofan, één van de eerste militaire turbofans uitgerust met FADEC (Full Authority Digital Engine Control, een elektronische stuur- en regeleenheid die motorparameters bewaakt en stuurt). Ook de TP400 beschikt over zo’n FADEC, specifiek aangepast voor het gebruik in een turboprop waarbij naast data van de motor zelf ook gegevens van de tandwielkast (overbrenging tussen motor en propeller) en de hoogtechnologische propeller moeten verwerkt worden. Behalve problemen van puur mechanisch-technische aard bleek de TP400 initieel ook geplaagd te worden door een mank lopende FADEC als gevolg van softwarebugs en inadequate hardware. Het vliegwaardig en productierijp maken van de TP400 nam dan ook heel wat meer tijd in beslag dan oorspronkelijk gepland, maar finaal kan men zeggen dat deze hoogtechnologische motor van de eveneens hoogtechnologische Airbus A400M bij de wereldtop behoort. Qua vermogen is de TP400 de krachtigste turboprop met een enkelvoudige (8-bladige) propeller en de op 2 na allerkrachtigste turboprop in serieproductie (voorafgegaan door de Russische Kuznetsov NK-12 met een contra roterende (2x 4-bladige) propeller en de Ivchenko Progress D-27 voorzien van een onconventionele contra roterende propeller met 8-bladen in het voorste en 6 in het achterste vlak).
Uiteraard omvat het turbopropwereldje nog talloze andere legendarische motortypes, zoals de Garrett AiResearch (tegenwoordig Honeywell) TPE331 en T76 (militaire uitvoering van de TPE331), General Electric CT7, Allison 250 (tegenwoordig Rolls-Royce M250), Walter M601, ... De lijst is nagenoeg eindeloos !
In deel 6 behandelen we enkele andere vormen van straalaandrijving : raketmotoren, pulsejets en statoreactoren.
(Gebruikte bronnen : diverse websites, boek “Van Zeilvlucht tot Reactiemotor” (W.Kühner, uitgeverij Het Gouden Spoor), “Jane’s All The World’s Aircraft” (diverse jaargangen), eigen documentatie)
(Tekst : Guido Van Roy - Foto’s : Marc Van Ryssel, Jef Pets, Guido Van Roy)
Klik op onderstaande foto voor een overzichtje van de verscheidenheid aan motoren en de vliegtuigen waarop ze gemonteerd werden.
