中国航空发动机简史（番外篇）——普惠公司的多转子技术（转载）

出处：《美国飞机燃气涡轮发动机发展史》，航空工业出版社，James St Peter 著

与弗兰克•惠特尔爵士和冯•欧海恩博士承担的早期工作不同，美国航空燃气涡轮技术的下一步发展是在已有的航空发动机公司内完成的。欧内斯特• “峭壁”•辛普森，空军航空推进实验室（1998年更名为空军研究实验室推进技术部）涡轮发动机分部主任，讲述了空军怎样看待当时航空燃气涡轮技术的状况：

40年代末，空军推进团队聚在一起，讨论过去确定的优先发展事项中目前的进展情况。尽管有多项成果还未装备或投入使用，但寿命指标改进进展顺利，且改进速度非常快，这至少对启动攻克涡轮发动机第二大“致命伤”因素——燃油利用的计划打下了坚实的基础。既然坚持要把质量融入进下一个机械奇迹中，我们就应充分利用工业界的能力来研究和设计发动机……

与现有发动机相比，如何将性能提高25% ,从理论上确定较为容易，难题是把这个假设变为现实。能被空军认可的有能力执行合同的研制团队的确定是我认为最有趣的事情。当时，能生产大型飞机推进装置 的制造商共有5家，他们分别是：GE公司、普惠公司、柯蒂斯-莱特公司、西屋电气和通用汽车公司艾利逊分部。他们均准确地完成了热力分析和初始设计；但是，根据基本上完全相同的一套工程研究数据中得出了两个不同的结论。所需发动机的推力约为10000磅力。一个推重比为3,耗油率最低的方案最后胜出。从热力学分析来讲，通过利用高效率部件，保持相同的涡轮进口温度，主要是通过压比翻倍，就可实现25%的改进。普惠公司有一种方案，其他各公司有另一种方案。GE公司给出的意见与普惠公司完全相反，最后他们的方案胜出。

普惠公司的意见可总结为12.6的压比为最优，而其他各公司认为压比为6就可实现燃油消耗10%的改进。压比为6这一数据是通过研究泄漏对循环选择的影响得出的。GE公司认为利用一个假设的孔就可完成泄漏研究。注意：当压力升高时，泄漏量会增大；不仅仅是泄漏量增大，当压力升高时，每单位泄漏量的损失也增大。如果泄漏特性选择与当前最佳泄漏特性相一致，最优压比就约为6。这是业界4/5的公司表达出来的强烈的声音。而普惠公司的结论是更好的气密封是必需的, 12.6是最佳压比。在持续争论“该死的涡轮和布雷顿循环”8年之后，普惠公司重新回到了原来的地位，成为比其他任何发动机制造商都更优秀的公司。

在美铝集团荷迈特（Howmet）分公司下属制造杂志《关于铸造》的一篇文章中，莱昂纳德•卢克•霍布斯向作者哈维•李本科特描述了1949—1950年间普惠公司怎样评价他们所处的地位：

我们面临非常严峻的形势，不仅比其他公司落后5年，而且其他公司还可利用他们在蒸汽轮机领域多年累积的经验。我们在参加一场很残酷的赛跑。我们认为仅达到他们的设计水平相当是不够的，要赢得这场比赛，我们必须跳跃式前进，提出远超他们所想的先进方案。

普惠JT3/J57涡喷发动机的设计和研发

1946年3月，霍布斯的新技术和研究团队刚完成PT2的设计，P&E公司就开始“下一步”发动机的设计，他们把它命名为JT3-6。P&E公司选择了一个推力为7500磅力的设计目标。JT3-6的详细设计始于1947年5月。发动机釆用了等直径设计，直径为36英寸，压比为6。

1946年春，普惠公司的R.G.史密斯和W.H.森思研究了双转子压缩（两个压气机，每一个有自己的涡轮驱动，与普莱斯L-1000中采用的变速与单涡轮结合完全不同）这一想法。为什么采用双转子? 双转子概念是处理涡轮发动机非设计性能问题的两种方法之一。涡轮发动机被设计成巡航时高效工作。但喷气飞机并不是以一个恒定的速度飞行。当单个压气机以低于或高于设计最佳值工作时，就会造成功率下降和燃油消耗量上升。其挑战是要求发动机设计具有性能的灵活性。在改变速度和功率设定值时，双转子发动机可保证发动机以接近最佳值的状态工作。

安德鲁•范迪安实验室全套设备的建立是成功完JT3研发的关键。1946年末，莱昂纳德•霍布斯意识到普惠公司现有实验室和试验设备不能完全满足飞机燃气涡轮设计、研发和试验的需要。他找到联合飞机公司(United Aircraft Corporation)董事会，建议建设价值150万美元的实验室和试验设备。这是一个非同寻常的要求，其提议的费用已超过了公司的总净值！尽管经历了激烈的讨论，最终董事会批准了这一请求。实验室以普惠公司的首席专家安德鲁•范迪安的名字命名，设备建设始于1947年3月。这套设备为发动机整机和部件试验提供了关键的基础设施。利用这套设备，发动机可完成飞行速度达马赫数3、飞行高度为90000英尺、全天24小时的模拟飞行试验；可按几个比例条件，再现高空状态。1950年7月设备建成，准备为JT3工程人员提供支持, 这时他们已完成了多个部件的研发。

理查德•科尔，联合按术公司已退休的前执行副总裁，谈到了普惠公司工程部负责人莱昂纳德•霍布斯是怎样筹集资金，为后来著名的 J57提供支持:

海军上将哈里森，海军航空局办公室主任给合同方发了一封信，询问就喷气发动机下一步他们有何想法。哈里森的要求并未得到普惠公司高层管理人员的重视，但在被丢进垃圾筐之前我看到了这封信。其后不久，海军宣布J40研发的合同承包方为西屋电气，J40是空军GE J47的 放大版。听到这个消息，在康涅狄格州的霍布斯大吃一惊，他冲到华盛顿州去见哈里森，并且质问，为什么不给每个人一个公平竞争的机会就把合同签了？哈里森回答：我给了，但你一直未回信。卢克认为没有希望让海军支持普惠公司自身发展的工作，他必须马上得到空军的支持， 得以走到海军的前面。在哈佛大学和麻省理工学院顾问的帮助下，经过 3年的研究，普惠公司的涡轮团队已得出结论，推力达10000马力，压 比为12的轴流式喷气发动机将成为这场游戏中的胜利者，与J47相比 其推力将高出40%,而油耗则下降20%。于是霍布斯来到莱特基地, 并且私下向空军主管将军建议空军为普惠公司新发动机提供资金支持。 当然，目的是阻止海军先得到更好的飞机。

空军的将军未答应，理由是如果我们复制一个明显类似于海军的计 划，国会将不会批准。经过多次讨论后，霍布斯和空军的将军达成协 议，开始一个新的发动机研制。作为涡桨发动机计划，该计划看起来不 会像海军工作的复制。同时，空军将让波音公司设计以涡桨发动机为动 力的B-52轰炸机，就采用这种新发动机，以代替B-47。然后，一旦 烟消云散，空军将让波音公司改变方向，设计采用涡喷发动机的 B -52；普惠公司的涡桨计划也将改变方向，采用其高压比压气机为 B-52研制推力为10000磅力的喷气发动机。这是一条可以获得通过的途径，除加速这个计划外，在普惠公司完成涡桨到涡喷的转换前，空军让波音公司以J40为基础改为涡喷设计。

这是霍布斯第二次把普惠公司从被漠视的境地中挽救回来，他也非 常自豪这个他称之为“花招”的计谋。但霍布斯是个很低调的人，当 时真正发生了什么，几乎很少有人知道。

科尔继续说道：“尽管这听起来好像空军是得到了政治上的鼓励， 去走B -52/J57这样一条设计路线，事实上做出这一决定是有工程基础的，并且计划得到了空军技术团队的全力支持。”这一点也得到了当时莱特-帕特森空军基地空军动力装置实验室涡轮发动机部主任辛普森的证实。

普惠公司在涡桨设计中釆用双转子的理念始于称为PT-4的发动机,工程协议日期为1947年9月2日。陆军航空兵称这款发动机为XT45。根据合同要求，研发一款功率为10000马力的涡桨发动机，该发动机采用13级轴流式压气机，压比为8。但PT-4的设计研发就是要确保其很容易转换为涡喷的形式。因此，1948年当空军更改技术指标，要求其改为推力达10000磅力的大型、双转子涡喷发动机时，PT-4变为JT-3。

在助理总工程师佩里•普拉特以及他的技术和研究团队（直接向霍布斯汇报工作）的指导下，新JT3-8涡喷发动机的设计工作于1948年3月8日正式起动。机械设计由普惠公司首席专家安德鲁•范迪安负责。尽管波音公司帮助游说议员，让涡喷发动机作为XB-52的动力装置，但并未承诺采用普惠公司的发动机。波音公司告诉空军，在新JT3 设计或西屋电气的J40设计中选其一，因此针对新轰炸机的发动机，普惠公司现在有了一个竞争对手。以提高功率和降低耗油率为基础，公司专注于空军JT3的研发，并承诺原型机起飞时推力达到8700磅力、耗油率0.795磅/ （磅力•时），最终的耗油率为0.76磅/ （磅力•时）。 普惠公司强调降低耗油率可增加B-52潜在的航程。

JT3-8是第一款进行试验的JT3型发动机。1949年6月27日完成了首次试验，但由于封严泄漏、压气机的缺陷以及错误的设计方法，造成发动机过于“笨重”，其产生的推力仅为6500磅力。接下来的一款JT3-10A,气流泄漏损失达15%,这造成了总推力的下降以及燃油消耗量的上升。比尔•冈斯顿讲述了初次试验的情况：“尽管发动机已设 计制造出来，但试车台试蓝结果表明其性能极差，主要是因为高压压气机叶片非常小、涡轮盘的设计极差以及超重。”

1949年5月5日,负责先进型发动机的助理总工程师佩里•普拉特和霍布斯建议抛弃JT3-10A的设计，进行完全不同的设计。随后的一个月空军同意重新设计。

普拉特和他的团队完全重新设计JT3。在JT3-10B中他们采用内径恒定的转子盘代替以前型号中外径恒定的转子盘。这一改变克服了旧设计中的泄漏和压比损失。内径恒定转子提高予效率，并改善了封严特性。压气机整个外部收缩在高压端，发动机重量减轻了 600磅。 还有一个改进是细腰设计，有利于发动机附件的布局，缩小了吊舱的直径，相应地减少了吊舱的阻力。这种新的设计图样发放给试验部门，1949年10月1日开始新发动机的制造。12月1日，空军订购了18台YJ57 - P - 3原型机，技术指标规定推力为8700磅力,12月6 日，第一套图样提交给生产部门，开始生产原型机。从重新设计来 看，普惠公司在设计和研制之前的试验硬件建设上所花费的460万美元是值得的。

在重新开始设计8个月之后，1950年1月21日新发动机开始试 验。重新命名的JT3 -10B,现在普惠公司称之为JT3A,空军称为J57（如图9-1所示）。新发动机仍然有问题，主要是轴承和压气机叶片振动，花费了3年的时间才解决这些问题。空军坚持看好这款发动机。辛普森讲述了在这个时间段空军是怎样处理的：

之前的动力装置实验室决定继续研制T45 （一年后被更名为J57）O 在接下来的3年，我们不断听到从业界其他4家大公司传出了的闲话, 他们一直试图证明我们是在往一个显而易见的老鼠洞里填沙子。此外, 上层（空军高级指挥）听到4个出局者（其他4家发动机公司）有比 我们所获得的更多的承诺。我们没有求助其他资源，只是深挖潜力，并 保持我们所能做到的最好。在面临多数意见、孤立无援的情况下，我一直很敬佩陆军上校拉斯•明蒂和奥佩•切诺维斯所做的决定和他们的勇气。这真是那种情形，除我以外，每人都迈出一步。

1951年中期，我们深深理解了勒克瑙市幸存者们（1857—1858年 印度兵变时期勒克瑙市被围攻）听到远处管道冲突时的感受。当时我 的一项日常工作就是分析，我们最痛苦的事情之一就是证明我们是 “愚笨”“不称职”和“无能”以及其他一些让人很不愉悦的称号。尽 管我多次到前方办公，但很明显他们不能忍受这种解释，因此反复倾听 成了我的工作。我们两个人坐在一间小会议室里，发言者背对着门，当 “终极愚笨的证明”发言进行到三分之一时，约翰•科伊尔来到大厅， 手里拿着一张标准电话卡走进了指挥办公室。当他出来后，他看见我， 并把电话卡给我。上面是约翰的笔迹：“J57昨晚进行了试验，推力 9000磅力，耗油率0.80磅/ （磅力•时）。”我一边看一边问道：“这是 试验数据，对吗？”回答说：“对！”我把电话卡交给折磨我的人并说 道：“我再也不想听你说了。”好像一块大石头一下就从我身上卸掉了。 但那个家伙却有22年没和我说话。

只过了几个月的时间，GE （1953年2月29日，J79）、艾利逊（J35 - A -23和后来的J71）以及柯蒂斯-莱特（J67,最初布里斯托尔（Bristol） 公司的奥林巴斯（Olympus）发动机）也提出了高压比涡喷发动机；西屋电气从未尝试这一工作，该公司持续关注压比为6或7的涡喷发动机。

试验推力达到9000磅是1951年3月9日的事情，当时J57完成了50小时的试验。理查德• 科尔谈到了J57研发过程中遇到的一些问题：

双转子并不是研发中真正的问题，轴承和封严才是难题。尽管J57 不是不会遭遇失速，但它足够结实，能承受上百次的失速。相反，其他某些轴流式发动机在一次硬失速后就得返回工厂。当J57进入原型机生产时，我坚持继承其控制和燃油系统。该发动机有一个缺点，在J47上也同样存在，即采用真空管电子控制。由于其有上百个（也许上千个）元器件，从理论上讲控制系统不可能达到高可靠性，这一事实很快在首 批B-52飞行中得到了证实。按空军试飞员盖伊•汤森德的话：“我从 未有过8个发动机起飞的经历，一般都是7个发动机。你不知道是哪7 个，但它们总有一个出故障。”我们尽力设法保持原型机飞行，但很快，采用液压机械式控制的生产型发动机就取证了，这种控制系统在 J42和J48上都工作得非常好。

压缩系统

最初的J57/JT3以钢为材料，后来的改型低压压气机采用钛。J57进气量超过200磅/秒，压气机相应较大，前几排叶片几乎为涵道风扇直径。低压压气机有9级，在高压压气机处压气机机匣缩减为约27 英寸。高压有7级，空气流量约190磅/英寸2,温度达460℃。双转子压气机要求两个同心的驱动轴，分别与低压、高压涡轮级相连。高 压涡轮和后压气机间的管子完全笔直朝前，但低压（后）涡轮和低压 （前）压气机间的驱动轴造成了一些问题。由于低压轴位于高压轴的内部，其直径受到限制；因此，如果要想实现一个合理的驱动，后涡轮必须升高以尽可能接近压气机。压气机和涡轮均为完整部件。

燃烧室

在为JT3设计燃烧系统时，普惠公司的工程师拒绝采用单管和环形燃烧室。简单的单管燃烧室被拒绝的原因是，如果要想避免过大的压降，就必须缩短单管的长度。对单管燃烧系统，缩短长度难以实现。传统环形火焰筒系统也没有被采纳。针对JT3给定的高内部压力，重量合理的传统环形燃烧室将在短时间内失稳和爆裂。JT3独特的燃烧系统称为阶梯壁系统。

来自压气机的气流进入一个笨重的、机加工扩压器段。在降低速度的情况下，内部静压迅速升高。然后，温度和密度提高的气流进入环形燃烧区，其为普惠公司设计的8个火焰管组成。这些火焰管是由镍铬铁合金冲压而成的环形组合件。部分气流进入单管，穿过大的孔冷却火焰，同时边界层流经环管之间的外围缝隙，冷却单管金属本身。每个火焰管中心有一个冷却气流的独特进气道，这样就可避免形成热核。每个组件前部四周有6个燃油喷射嘴，总共48个。它们向下游喷射一股均匀的喷雾，经过在上游端部的隔板形成良好的混合。这一燃烧系统确保 在很短的距离内进行燃烧。实质上，每个燃烧管都是一个微型环形燃烧室。利用这个系统，普惠公司实现了海平面100%的燃烧效率，30000英尺99%和50000英尺95%的燃烧效率。

涡 轮

从燃烧室出来的高温燃气流进单级高压涡轮，它提取了气流中的大部分功。然后气流流经驱动低压压气机段的两级低压涡轮。在J57、 J57-P-420的最后迭代中，第一级涡轮导叶采用了气冷。

J57系列发动机

J57平均压比为12.6,最大推力为13700磅力（配装B-52F/G和KC-135A 的J57-P-43和P-59）或带加力的最大推力为19600磅力（配装F-8J战斗机的J57 -P -420）。1951年3月8日，JT3挂在一架B-50机翼下完成了首飞。1951年6月3日，第一台原型发动机交付给波音公司。1951年11月，JT3以J57-3生产型结构完成了一个150小时的试验，1952 年4月15日，8台J57-P-3配装在YB-52 （波音公司第二架样机）飞机。1953年2月28日，第一批生产型J57-P-1A交付波音公司；1955年1月19日,第一批生产型J57-P-29W （第一批改进的“B”型）交付。1956年10月31日，第一批生产型J57-P-43W （第二批改进型）交付。

除服务于“世纪系列”战斗机外，J57最著名的应用是配装波音B-52 “同温层堡垒”（Stratofortress）战略轰炸机。B-52的原设计方案是直翼、涡桨推进重型轰炸机，这个提交给空军的方案称为波音462 型，采用4台T45涡桨发动机，每一台功率为8900马力。波音公司设计团队与空军召开一次会议商谈后，这个针对涡桨型发动机的计划被取消。波音公司飞机部的彼得•鲍尔斯讲述了这次重要会议：

1948年10月，波音公司研究团队的顶层设计人员来到莱特基地与空军讨论涡桨推进飞机的最后细节问题。他们告诉空军，研究表明，目前的设计方案不能达到预定的指标。因此，涡桨方案被取消，但空军对采用普惠公司新J57喷气发动机的一款比较型非常有兴趣，询问波音公司在这个方向上能做些什么工作。接下来几天发生的事情，读起来就像是虚构的故事。波音公司研究团队接受了空军的新要求，回到代顿市酒店研究这些要求。第二天早晨，一个星期五，他们给莱特基地的项目官员打电话，告诉他波音公司将在星期一提交一个新的建议。整个周末大家夜以继日地工作，利用所记得的最近的研究成果，再补充一些有关喷气轰炸机的内部研究信息，这些信息资料已放在公文包中带到了酒店， 6个工程设计人员勾画出了带8台喷气发动机和后掠形机翼的新型重型轰炸机的基本设计。找一个打字员把它打印出来，并且附上一个工程人员用轻质木材做的模型（材料是从当地一个业余爱好者开的小店中得到的），终于在承诺的交付日期——星期一，把它交给了空军。

把这一段趣事与本章可面部分科尔的回忆进行比较。

空军对新方案的设计研究和风洞试验印象深刻，以至于空军给波音公司发了一封信，希望在1951年3月要加工生产B-52的工具。1951 年11月19日波音公司完成了XB-52第一台原型机的制造。这离首次飞行试验已有一年多的时间。“同温层堡垒”的XB和YB型釆用8台推力为8700磅力的涡喷发动机。

最初的生产型B -52釆用带喷水的J57 -P - 9W涡喷发动机，而 B -52B型采用了改进后的 J57 - P - 19W、J57 - P29W 和 J57 - P - 29WA 发动机。1957年1月18日，3架B-52B完成了不间断环球飞行，耗时 45小时19分，在长达24325英里的航程中平均速度为520英里/时。

最后一架配装J57发动机的B -52是B-52F,装有8台推力为 13750磅力的J57-P-43W发动机。这架飞机之后，B-52的衍生型配装的是P&E公司的TF33 （J57的衍生型）涡扇发动机。1962年1月11 日，一架配装8台推力为17000磅力TF33 -P-3涡扇发动机的B-52H （如图9-2所示）完成了从日本冲绳到西班牙的飞行，距离为12519 英里，创造了不重新加油飞行的纪录（这一纪录一直保持到1986年12 月）。越战期间，波音B - 52F、B -52G和B - 52H均投入了战斗， 1965年6月18 H—1973年8月15日共飞行126615架次。

J57发动机配装了第一架超声速飞机，北美航空公司（NAA）的 F-100 “超级佩刀”（Super Sabre）（如图 9-3 所示）。1951 年 1 月 19 日，北美航空公司启动F-100 （NAA命名为NA-180）的设计，采用 了带40度后掠角的下单翼设计，并大量使用可减轻重量的钛金属。 给新一代战斗机“世纪系列”的第一架飞机命名为“野人”（Hun）, 空军飞行员也这样亲热的称呼它，其最大速度为660英里/时，升限 为26000英尺。1953年5月25日，配装带加力燃烧室J57 - P - 7发 动机的YF-100喷气战斗机样机完成了首次飞行，其飞行速度远超过 马赫数1。这是第一台带加力的J57,釆用的钢商压气机，可产生 9700磅力的干推力，全加力状态时推力达14800磅力。

从F - 100B开始，“超级佩刀”以后的衍生型均采用J57 -P-21 发动机。这个型号也采用钢制压气机，全加力状态推力达16000磅力。 普惠公司生产了 1073台J57 -P-21,福特汽车公司也生产了 913台这 种型号的发动机。部分F-100 D衍生型釆用J57-P-21A （生产了 759 台发动机），F-100 C衍生型配装的是J57-P39发动机，该发动机可产 生14800磅力的推力。

1945年9月，F-100进入空军服役，在1971年的越战，作为战斗机-轰炸机和“野鼬鼠”（Wild Weasel）反雷达飞机。在完成了25年的长期服役后，1979年1L月10日，最后一架“野人”光荣退休。该战斗机曾出口到法国、丹我、土耳其和中国台湾。

J57另一个主要用途是作为通用动力公司F-102 “三角剑”（Dalta Dagger）超声速拦截机（如图9 -4所示）的动力装置。这是一款三角 翼单座超声速战斗机，被构想为一个总的“武器系统”包，带空空导 弹、全天候雷达搜寻和火控装置。康维尔及洛克希德、共和航空公司接 受了这个合同，到1951年12月19日，生产了 2台YF - 102原型机。 尽管最初的设计建议采用莱特航空公司J69涡喷发动机作为动力系统， 但当飞机样机完成时，发动机却未准备好。康维尔公司决定釆用J57作 为“三角剑”的动力装置，原型机以及前20架生产型飞机配装的均是 J57 - P-11型发动机。但这款飞机并未达到预期的性能。当加载1194 磅武器、1050加仑①燃油和近2000磅的电子系统后，F-102战斗重量 比F-86D重50%。飞行测试发现，速度达马赫数0.9时出现了剧烈的 振动，因此飞机不可能像预计的那样在35000英尺的高空达到870英 里/时的飞行速度。尽管多架原型机都未实现最初的预想，但让F-102 出彩的是，采用的创新设计提高了它的性能。挽救康维尔三角翼概念 及“三角剑”的是“缩颈”（coke-bottling）或F - 102机身的面积律。 面积律是由NACA科学家理查德•惠特科姆发现的，它神奇般地减少了 跨声速时的阻力。1954年12月 21日，一架重新设计的F-102实现了 超声速飞行，其机身设计釆甬了面积律，飞机有一个加长的头部，且尾 部有减阻装置。1956年5月1日，首批F -102A “三角飞镖” （Delta Darts）交付空军。随后的F-102配装的是带加力的J57 -P-23发动 机。从1956年到1973年，F - 102在服役中保持了良好的安全记录， 包括在越战中的使用。

①1加仑（美）=3.785升。

J57在空军战斗机的第三个应用是作为麦克唐纳F - 101A “魔术师”长航程战斗机（如图9-5所示）的动力装置。该飞机的设计始于1952年1月，F-101最初的设计是作为高速护航战斗机，为美国空军 战略司令部（SAC）的轰炸机护航；也可作为突防护航、战术/核攻击截击机、侦察机，并可转换为训练飞机。像海军的F -9F和空军的 F-100一样，F101被设计成能快速响应，针对曾在朝鲜遭遇过的、具有高机动性的米格-15。F - 101的初始设计任务是护卫B -29和 B-36轰炸机完成它们在北方的战略轰炸任务。要完成这一任务，长航程、耐久性、大功率和高机动性是必需的。由爱德华•弗莱什领导的麦 克唐纳公司设计团队已决定釆用艾利逊J71涡喷发动机作为新战斗机的动力装置，而莱特航空研发中心的空军工程人员则极力推崇功率更大的普惠J57。这个选择被证明是非常明智的，J57和F-101是自然匹配 （尽管飞机进气道存在一些问题，发动机也偶尔存在压气机失速问题）。 一架F-101B使美国空军在1958年6月9日完成了第一次超声速拦截。

1953年12月17日，'普惠公司工程部经理莱昂纳德•霍布斯得到 总统艾森豪威尔颁发的极有威望的科利尔奖。这是21年来，科利尔奖 首次颁发给发动机研发项目。

哥斯顿认为这款发动机：

也许这是自1945年以来世界上最重要的发动机。最初它的干推力 为100。。磅力，带加力推力达到了 15000磅力，因为它12.5的压比为 喷气燃油经济性设定了全新的标准。它只用于短程战斗机完全是个错 误，用重量只有J57 -半、带加力推力为5000磅为的不太经济的发动 机就能做得更好。对于B-52和许多其他长航程飞机，J57开启了以前 只能梦想的一些可能性，更不用说采用民用JT3C发动机的波音707和 道格拉斯DC-8商用喷气飞机的设计。

/到1974年6月30日,全尺寸发动机试验时间累计达101270小时。

海军用J57发动机的研发

尽管普惠公司最初并未设想为海军生产J57,但他们很快同意，根据海军的使用需求生产相应的发动机。钱斯渥特F8U “十字军战士“（Crusader） （如图9 一6所示）采用J57 -P-4、J57 -P-11和J57—P - 12型发动机作为动力装置，该飞机是第一架投入作战的飞行速度超过1000英里/时的 海军舰载机。从1952年8月开始，有8家飞机制造商竞争海军的合同, 1953年6月29日，海军把F8U合同给了钱斯渥特公司。该飞机配装的 是推力达14800磅力的有一个带钛护罩加力燃烧室的J57-P-11型发 动机。1955年3月25日，这架飞机在爱德华兹空军基地完成了首次超声速飞行。投入服役的“十字军战士”飞机配装的是推力为16000磅 力的J57 - P - 12。1957年7月16日，约翰•格伦将军驾驶一架F8U1P （摄像侦察机）“十字军战士”完成了超声速横贯大陆的飞行，从西到 东的飞行共花费了3小时22分。

 J57海军型的第二个主要应用是作为道格拉斯飞机公司的“天空勇 士”（Skywarrior）战略轰炸机A3D的动力装置（如图9 -7所75）。该 项目由海涅曼负责，道格拉斯公司的工程师设计了一架重型攻击轰炸机，该轰炸机可携带1枚Mark 15型核弹，6枚1600磅重的炸弹或6枚 Mark 36型反舰水雷，以621英里/时的飞行速度，比波音公司为空军制造的最大的飞机还要快，可以袭击1150英里外的目标。A3D-1上机翼的后掠角为36度。普惠公司为飞行中队提供了 J57-P-6和J57 -P 一 10发动机，1956年3月31日开始向海军交付。总共向海军交付了 284架 “天空勇士”。这款飞机的空军型被命名为B-66。在作为轰炸机服役后, 多架“天空勇士”飞机又转为空中加油机，它们同样也工作得非常好。

1953年6月，道格拉斯公司和海军决定把J57装在道格拉斯F4D-1 “天光”（Skyray）（如图9-8所示）上。尽管最初决定“天光”釆用 西屋电气的J40涡喷发动机，但J40的生产困难非常大，以至于道格拉斯公司和海军决定更换战斗机的发动机，釆用J57。第一架换发动 机的“天光”飞机采用的是J57 - P - 2发动机，但生产型则是用 J57 -P-8O F5D “天空枪骑兵”（Skylancer）也釆用 J57 - P - 8 发 动机，但海军后来取消了这型飞机。

 1958年10月26 H, J57的民用型JT3C按计划进入航线服务，该发 动机的翻修间隔时间(TBO)为8000小时。JT3C后来改进成干推力达 13000磅力，重量为3495磅，比B-52最初的发动机轻了 1000磅，TBO 为14120小时。1951—1960年，普惠公司共生产了 15024台J57/JT3。 福特汽车公司在芝加哥也生产了 6202台。哥斯顿谈道：

JT3满足了每一个愿望，胜过普惠公司后来开始设计的一些燃气涡 轮发动机，而且很幸运，竞争对手J40的失败使它赢得了从未希望过的 美国海军市场。很明显，它不是一个结束，而是一个开端。根据其多种 可能性，它的第一批衍生型发动机是J75和JT4。

J57轴流式涡喷发动机可能是普惠公司所有军用发动机项目中最成功的一个。如果说J42和J48奠定了普惠公司的事业基础，那么J57就 树立了公司在该技术领域的领导地位。J57是一个完全靠公司“自身发展”的一个研发计划，它以公司内部和几所大学坚实的研究为基础。 到1984年12月，当普惠公司停止生产J57时，其衍生型发动机在试验台上已累计试验100000小时。在该发动机衍生为多个型号的成长过程中，普惠公司收获了无法衡量其价值的工程经验。其中一个最重要的设计改型是产生JT3D涡扇发动机，该发动机使商业客运或货运成为可 能，为飞机提供了用涡喷发动机难以实现的航程。

J57 现已服役 66 年，是有史以来服役时间最长的喷气发动机系列。

普惠JT3D/TF33涡扇发动机的设计和研制

        尽管JT3D的公司数字名称比普惠JT4低，但实际上它比JT4出现 得晚。JT4被空军称为J75,是一款推力更大的发动机，但不意味着是针对商用而研发的。利用J75计划作为一个平台，尽管遇到许多障碍和失败，空军仍坚定地提供支持和资金援助，开发可在航空发动机中使用 的钛合金和加工工艺。现在被多数制造商采用的消除风扇盘“低周” 疲劳的三倍真空熔化钛金属就是一个典型的研究成果。这项成果使发动 机风扇和压气机部件的重量减轻40%。在首次50小时试验后，重新设计了 JT4/J75,主要纠正了压气机和轴承问题，就商用服务来讲，JT4 达到成熟可靠性的速度远快于以军用飞行为背景的JT3。

 JT3D怎样成为第一架波音707的商用发动机的故事值得再讲述一遍，因为它还阐明了一个公司怎样才能克服其对技术变化的错误理解和偏见及“非我发明”症。普惠公司克服了对涡扇发动机的偏见，使 JT3D （TF33）成为可能。理查德•科尔在第二届L. V.史密斯讲座中 讲到了这个故事：

那是1955年初，波音和道格拉斯公司正在生产采用JT3 （J57的民 用型）的四发飞机。像“彗星"（Comet） II一样，这些飞机中没有任何一架能飞越大西洋。需要一款推力达15000磅力的发动机。伦奇勒和 普惠公司的管理层未准备提供推力为15000磅力的JT4发动机用于商用 飞行，因为此时J57的军用型都还未飞行。发动机在军用型中调试，然 后用于民用，这是普拉特話方法。但最后弗雷德•伦奇勒屈从于胡安• 特里普的讨好奉承，提供了 JT4。

 让人惊奇的进展是，泛美航空公司订购了116台JT4发动机。这是 在我们从新设计生产型发动机之前，也是在泛美航空公司订购任何飞机之前！这一决定迫使道格拉斯和波音公司的设计快速收敛以采用JT4发动机，这样两家公司都具备了飞越大西洋的能力。如你所知，英国的 “彗星”飞机由于在飞行中遭遇了结构性的失败，被迫退出服役，因而 也结束了英国企图在空中称霸的想法。

部分波音707和道格拉斯DC -8配装的是罗罗公司的康维（Conway） 发动机。这些是涵道或风扇发动机，循环应使其燃油效率比JT4的高； 但实际情况是，康维与JT4相比，飞机的性能并没有大的差异，这可能 是由于康维的风扇效率较低造成的。这段时间由联合飞机公司研究部完 成的研究结果清楚地表明，最适度的风扇涵道比能使飞机的航程提高 15% -20% o普惠公司从事技术和研究工作的沃特•道尔把这个数据放 在向莱特•帕金斯做演讲的讲稿里，他在罗马举行的一次航空公司的会 议上做了发言。对帕金斯来讲，“风扇的不好是致命的”（它们非我发 明）。使帕金斯愤怒的是，他是在越过北大西洋上空时才看到这个讲稿的，他利用余下的飞行时间重新修改了讲稿，也强调风扇是毁灭性的不 好，然后他回到家，把这封信寄给各国的航空公司，谈到普惠公司将不再制造风扇。接下来，他取消了几个由研究部资助的普惠公司的计划， 收回了所有的让研究所雇员进入普惠公司研究大楼的徽章。作为报复， 联合研究实验室主任约翰•李也收回了所有让普惠公司雇员进入联合研究实验室的徽章。

在引入DC-8和波音707之后，GE公司决定提供其J79作为商用服务，把CJ805卖给美国航空公司用于康维尔880, —款后风扇型用于康维尔990。GE公司认为，在商用航空中挣钱的方式就是产出便宜的军用型。正如GE公司所持的观点，军用J79已做得不好，你可以想象 GE公司在康维尔880和990遇到的困难。实际上，GE公司已从那个市场中退出。我故事的重点是，SCE公司几乎已确定美国航空公司将购买配装GE公司后风扇型发动机的波音707。但破坏性因素来自梅纳德• 彭内尔——波音707的设计者，他把亚瑟•史密斯、比尔•戈顿和佩 里•普拉特召集到纽约，劝说他们，如果普惠公司不对风扇进行改进， 美国航空公司将购买GE公司的发动机。这似乎是在普拉特的伤口上撒了一把盐，佩里回想起1954年军用风扇的粗制滥造。正是在这家宾馆，前风扇得以重生，用较大的两级（采用JT4跨声速气动设计）代替JT3的前3级。采用第二个排气喷管满足风扇的排气，你就可在现有发动机上进行改进。利用一整晚进行了一次快速而粗糙的试验，以证明该方案的可操作性。美国航空公司购买了。同时，空军的工作人员看出 对这种发动机没有需求，但是采购部负责人比尔•欧文认为它能为 B-52所用。他战胜了空军官僚主义的惯性，把验证合同签给了普拉特和GE公司进行风扇验证。普拉特继续劝说空军动.力装置实验室在 B-52上试飞前风扇原型机。航程的改进是波音707最引人注目的。现 在JT3D/TF33已成为波音707、DC-8和B-52的标准发动机。

 JT3D/TF33的基础是用于空军化学燃料轰炸机（CFB） WS-110A 计划的普惠X-287或J91涡喷发动机。这一计划生产了两台试验用发动机，最后普惠在与GE公司的竞争中失败，但跨声速压气机设计为更 成功的JT3D （如图9-9所示）打下了基础。

1958年2月7日，普惠公司发动机设计团队开始设计新发动机, 选择JT3作为基础发动机1在其上应用跨声速技术。J91压气机的前两 级直径缩小到53英寸，流经风扇的气流量为450磅/秒。研究团队增加 了一个第三级低压涡轮和新的风扇涵道。1958年6月13日，带3级风扇的新发动机进行了第一次试验。空军看到了新发动机的价值，提供资金帮助其进一步研发和军用型的生产，并把该发动机命名为TF33。 1959年11月17 0 , JT3D/TF33完成了50小时的试验，1959年7月21 日进行了第一次飞行试验。1960年4月23日通过了 150小时的军用定型试验。随后，1960年5月31日，第一台TF33交付空军。普惠公司团队完成了他们主要的技术表演：把JT3发动机的燃油效率与前风扇结构完美地结合起来。

通过把J91跨声速风扇气动创新应用到JT3,普惠公司就能够拿岀一款涡扇发动机，不仅在技术上远超英国任何一款可相比的发动机，而且还很容易根据JT3发动机进行修改。从JT3转换到JT3D,所有必须做的机械修改就是利用公司给的成套工具包对压气机进行修改。尽管这个转换使重量稍稍有所增加，但推力却增加了 35%,燃油消耗降低了 15% -20% ,起飞噪声减少了 10分贝。

JT3D对航空运输业的影响是明显的。再加上像波音707 （如图 9-10所示）这样的新飞机，JT3D提供了彻底改变商用运输机世界的途径。尽管普惠公司已为波音707喷气飞机和道格拉斯DC - 8提供JT4 涡喷发动机，但是，JT3D彻底替代了它们。随着涡扇发动机投入使用, 既可提供喷气发动机的速度，又具有竞争性的耗油率，远超活塞发动机飞机的喷气客机和货机时代就成为可能。

英国是第一个制造和飞行喷气客机的国家，但德哈维兰106 “彗 星”（Comet）被证明不能与新的波音707相比。波音707的35度后掠形机翼，再加上JT3D发动机，使其巡航速度达到550英里/时，比 “彗星” 2快100英里/时。

喷气飞机对航空运输的第一个影响是速度的提高，这就能保证乘客很快到达目的地。还有多个其他因素，使喷气飞机运输超越了活塞发动机飞机。在一个给定的时段，一架喷气飞机，不管是客机还是货机，通过在其航线上更多的往返飞行，就能赚取更多的利润。对航空公司来 讲，另一个意想不到的好处是，通过缩短时间获取更多的利润；喷气飞行的平稳性可减少飞机的疲劳度，随之而来也就减少了飞机大修和部件更换的频率。频繁的高空“循环”造成的喷气飞机疲劳带来的问题在将来仍将存在。

彼得•鲍尔斯指出，从1916年以来波音公司一直未看出喷气飞机给商用航空带来的优势：喷气飞机能搭载更多的乘客。

早期的波音707 -100,具备不间停飞越大陆的能力，座位数为121 个，而波音377的座位数为55个，已被替代的道格拉斯DC-7B的座位数为69个。即使两年后替代它们的短程型波音737 - 100和道格拉斯DC-9,座位数也分别是107个和80个。所有以后的喷气客机均扩大客舱的面积，以提高商载能力。

涡扇发动机对航空货运界也有一个重要的影响。航空公司开始利用喷气客机携带货物，货运公司也被迫购买喷气飞机以保持其竞争性。随着集装架和标准集装箱的使用，航空公司和航空货运公司釆用喷气飞机点对点飞行，而不是他们以前所使用的模式。

JT3D的生产一直持续到1985年，共生产了 8600台，绝大部分都是转换型。军用TF33后来的型号是TF33 - P - 7和TF33 -PW -100, 低压级有7级，推力为210如磅力。TF33的商用型JT3D仍在生产，尽 管商用经营者仍需花费资£进行改进以使JT3D符合FAA的2级噪声标 准。

普恿JT8 （J-52）涡喷发动机的设计和研发

JT8是非常成功的JT3涡喷发动机计划的缩小版。尽管JT8启动工 程研制命令发布于1953年2月16 H,但实际的设计工作到1954年8 月14日才开始。JT8 （如图9-11所示）在双转子结构中釆用了低压5级、高压7级的压气机，一个低压涡轮和一个高压涡轮。1955年4月，该 发动机被批准试验性使用，1955年12月30日第一台试验发动机进行 了试验。

JT8以B -45为飞行测试台，于1957年10月9日，完成了第一次 飞行试验。1958年5月29 0,发动机被批准进行生产，1958年7月29 日，完成了 50小时的试验。1958年8月23日，第一台原型发动机 XJ52-P-1交付；1958年10月26 0,第一台YJ52-P- 1装船发运。

按照计划，第一批生产的发动机交付日期是1959年10月23日。 它们是“A”系列发动机，用于导弹，命名为J52 - P-2和J52-P-4。 由于生产合同取消，没有一台发动机装船发运。

第一批生产的“A”系列发动机实际交付的是J52-P-3O它的首 次导弹自由飞行时间是1959年4月23日，装在AGM - 28 “猎犬” （Hound Dog）导弹上，1955年7月2日完成了 150小时的军用定型试验。J52的人工调整型YJ52-P-6,于1959年3月11日完成了首次试验。这是推力增加型“B”系列的第一款。

J52-P-3有一个轴流式压气机，排列成环管的9个直流燃烧室， 一个两级反力涡轮。多级轴流压气机包括一个5级低压系统和一个7级 高压系统。低压系统通过一个直通轴与第二级涡轮轮子相连，高压系统借助一个空心轴单独与第一级涡轮轮子连接。发动机釆用收扩喷管，适 用于高马赫数工作。除比P-1轻80磅外，P-3与P-1基本相同，未 采用钛金属，燃油消耗量小。

适于人工调整的第一台YJ52-P-6发动机于1959年12月9日交 付，“B”系列生产型YJ52-P-6于1960年10月31日交付，当时该型发动机已通过飞行前额定功率测试。I960年4月19日，YJ52-P-6 型发动机装在格鲁门A-2F上完成了首次飞行试验，后来被命名为 A-6A “入侵者”（Intruder） o 6月 2 6 日，YJ52-P-6M 过了 150 小时军用定型试验，第一批生产型发动机取得了生产许可，交付道格拉斯公司。1962年6月29,海军把J52的增长型J52-P-8 （或JT8B-3） 的合同交给了普惠公司。

1960年7月12 0,格鲁门A-6A进行了第一次飞行。雷•瓦格纳 在《美国战斗机》杂志中描述了 “入侵者”：

格鲁门公司的“入侵者”是第一款喷气攻击型战斗机，用于有限 的或核战争，其精准性和武器系统能力使它可替代在海军服役的最新的、带涡桨发动机的A-1飞机。A-6A最初命名为A2F-1,其设计特点是短距离起飞和着陆，长航程，全天候定位目标，以及用传统或核炸弹、火箭或导弹完成低空攻击。

两台普惠J52-P-6喷气发动机安装在机翼的根部，机翼后掠25度，整个翼展带前缘缝隙，带缝隙的调节片和挡板（作为副翼的扰流器）。两名飞行员并排而坐，投弹手领航员操作数字综合导航系统（DLANE）,该系统包括搜索跟踪雷达、一台电脑和两个显示屏用于显示飞机前方地面和空申的情况，根本不需要外部的可见度就可攻击，但没有机枪。机翼可向上折叠，空中加油吊杆在雷达鼻上方。

第一批装有J52-P-6发动机的生产型格鲁门A-6A飞机于1963年7月24日开始交付。A-6A的改型EA-6A,包括一套电子对抗设备，显示了该飞机随着它的发展变得有多么灵活。

1960年10月25日，普惠公司向海军交付了一台J52-P-8实体模型，配装道格拉斯A-4 “天鹰”（Skyhawk）（如图9--12所示）。瓦格 纳这样描述“天鹰”：

海军服役中最成功的攻击机之一，其设计很简单，称之为“海涅 曼的改装车”，道格拉斯公司首席专家坚持要扭转其重量和费用都持续增加的趋势。设计的最终目的是交付一架战术核武器。单座A-4有一个较低的三角翼，且足够小，在航母甲板上无须折叠。在机翼的根部装 有两个直径为20毫米的机枪，每个机枪可装100发子弹，“天鹰”机身下可挂Mark 7型或Mark 8型核弹，机翼架可挂300加仑的副油箱或常规炸弹，第一款可携带总重达5975磅的炸弹。

 1952年6月13 0,海军订购了 20架这种改进型飞机，1954年6 月22日, XA-4D-1首飞。最初的型号配装的是莱特航空公司的推力为7200磅力的J65-W-2发动机（英国“蓝宝石”（Sapphire）的美 国型），但当1959年7月30日海军被授权可购买2架以普惠公司J52 发动机为动力的A-4D-5飞机时，他们急切地想抓住J52。第一架飞 机于1961年7月12日飞行，1962年5月一1966年4月陆续交付了 498 架生产型飞机，后命名为A-4E。1962年，配装J52发动机的“天鹰” 加入了飞行中队。以J52为动力装置的A -4E首次参战是在1964年8月5日的越战中，当时有15架A-4E加入海军的其他49架攻击机中对北越进行轰炸。

1963年5月10日, 一台普惠公司的预生产型J52 - P - 8装在A - 4E飞机上完成了飞行试验。12月20 0,发动机和飞机在伊格林场完成了防冰和冷起动测试。1964年10月10日，J52 - P - 6发动机以 J52-P-8的额定推力值完成了150小时的军用定型试验；1965年6月 7日，J52-P-8完成了它的军用定型试验。1965年10月15日，J52 - P-8装在TA-4F±完成了首次飞行。1965年8月31日，首台生产型 J52-P-8A开始交付。1965年10月18日，J52 - P - 8A发动机装在 A-A6飞机上进行了首飞。1966年2月10日，J52 - P - 8A以最大温度额定值完成了150小时的耐久性试验，1967年10月20日,它的大修间隔时间（TBO）提高到750小时。1968年2月15日，J52-P-8A以 J52-P-8B的额定温度值完成了215小时的耐久性试验；1968年6月 24日，对最终方案的降低冒烟燃烧室完成了 150小时的耐久性试验。

1969年2月20日,普惠公司接到了 “B”系列发动机第三款改进型，即J52-P-408 （或JT8B-5） I阶段的研发合同。1970年1月23 日，在B-45飞行试验台上完成了 J52 - P-408的型号鉴定。5天后， YJ52-P-408完成了它的飞行前额定功率测试，并被美国海军接受。3 月16 0,发动机完成了高空性能验证试验。最后，1970年5月8日， J52-P-408发动机完成了它的型号鉴定试验。1969年7月，道格拉斯公司把首台J52-P-408改装工具包装船发运。1969年7月15日进行 了第一次试验性测试。同年的11月10日，普惠公司把首台XJ52-P- 408地面试验用发动机船运旬道格拉斯公司，紧接着1970年3月31日， 首台YJ52 -P-408飞行试验笼动机也装船发运。

1970年4月10日，YJ52-P-408装在道格拉斯A-4M上进行了 首次飞行。到那年的5月8日，发动机通过了 150小时的军用定型试 验，并被海军批准使用。1970年6月30日，普惠公司向海军交付了首 台生产型J52-P-408发动机。J52 -P-408涡喷发动机的推力范围为 7500 -11200 磅力。

1972年1月14日，一台J52-P-408发动机装在格鲁门EA-6B （如图9-13所示）电子对抗飞机上完成了首次飞行。3月，装有J52- P -408发动机的A-4F被选为“蓝天使”飞行表演队的飞机。到1974 年10月，J52-P-408的大修间隔时间达到了1250小时，同年11月， 科威特订购了36架以J52为动力装置的A-4飞机，1977年开始交付。 到1975年1月1日，共有超过1550架装有J52发动机的A-4和600架 A-6飞机交付。到1975年10月，共交付了 4250多台J52发动机，包括 550多台J52 - P -408；发动机在研发期间已完成了 48700小时整机试验, 包括J52-P-408的6637小时。最引入关注的是，截止到那时，发动机累计飞行时间超过480万小时，包括J52-P-408的15. 3万小时。

JT8从未用于商用市场，但J52军用型一直生产到1986年。就像 JT3是JT8的先驱者一样，JT8是商用改进型JT8D的先驱，JT8D改变 了商用发动机的世界。

JT8D涡扇/动机的设计与研制

JT8/J52没有在商用航空界大获成功，但是在军事用途上却大展鸿图，而JT8D （如图9-14所示）涡扇发动机则刚好相反。它先是成功应用于波音727上，之后又获得了麦克唐纳-道格拉斯公司（简称麦道公司）及其他商用飞机制造商的青睐。比尔•冈斯顿在他的《世界 飞机发动机百科全书》一书中讲道：

与JT8形成鲜明的对比，于1960—1961年间制造的JT8D涡扇发动 机，配装波音727,几乎没有任何军事用途（除了用于瑞典航空发动机公司RM8外），但却是史上盈利最丰的燃气涡轮发动机。在撰写此书时，已交付12000台JT8D,累计飞行了 2. 45亿小时……

1960年3月1 0,普惠公司根据工程订单开始设计JT8D涡扇发动 机。实际的发动机设计开始于1960年4月1日。JT8D的设计与JT8不同，把低压转子改成了 2级风扇和6个低压级，由3级涡轮驱动。发动 机的空气流量几乎翻倍，从136〜143磅/秒增至315〜331磅/秒，总压 比约为16。由于是衍生发展，普惠公司的设计团队节省了大量的时间;

1960年11月30 H,发动机开始进行试验。普惠公司的专业性早已得 到业内认同，重达14000磅的JT8D-1在数月前就被波音公司预定来配 装三发的波音727。同年12月，发放了试验发动机的所有图样。

1961年4月7日，JT8D首次运转。10月21日，JT8D-P-1通过 首次150个小时的耐久性试成，并于1962年4月开始JT8D原型机的首批交付。1962年5月1日，JT8D - P - 1原型机的首次挂飞试验在波音 367 -80飞行试验飞机上进行。随后，6月22 H,在B-45试验台上进 行了首次飞行试验。发动机通过了 150个小时的军用定型试验，并于 1962年12月28日获准原型机交付。首台原型机JT8D - P - 1于1962 年5月1日交付。2月9日，首台JT8D—P — 1获得FAA生产许可，并 于1963年2月27日交付。同时，JT8D-P-5 （推力为12000磅力的低 功率型）也获得了 FAA认证。之后不久，配装三发波音727的JT8D- P-1的首次飞行也在当月进行，2月28日首台P-1发动机交付。4月， 道格拉斯公司宣布将生产配装2台JT8D的DC -9O 1963年12月，波 音727完成了 94000英里的无故障飞行。1964年2月，JT8D配装波音 727在美国东方航空公司开始服役，并于1964年8月配装“快帆” （Caravelle） “超级B”在芬兰航空公司服役。

JT8D发动机还配装了麦道DC-9 （如图9 - 15所示）及其改型 DC-9-10, DC-9 - 20 和 DC - 9 -30。自 1954 年起，普惠公司的 JT3C和JT3D帮助波音707喷气运输机抢占了大部分运输市场，而IT8D发动机则帮助麦道公司在1965年重回商用飞机市场。比尔•耶尼 隹《麦克唐纳-道格拉斯公司：两个巨人的传奇》一书中是这么描述 DC-9面世的：

除了谜一样的DC - 5以外，从一开始道格拉斯公司的运输机的机型发展趋势就是一代比一代体形大。但是1962年，公司发布的新机型打破了这个传统。DC-9比DC-8和DC-7都小，基准型载客人数比 DC-6和DC-4的都少。本意是用于短途运输市场。波音公司靠707和720已经抢占了中远航程的市场，而新的727也是中程喷气客机。自 从道格拉斯公司以DC- 3雄霸市场以来，波音公司远超任何其他公司 完全霸占了商用飞机市场。但是，西雅图飞机制造商当时没有试图进入短距喷气客机市场（它最终还是以737进入了），而道格拉斯公司认为与较小的公司竞争会更容易。

 DC-9-10于1965年2月25日首飞，并于1965年12月8日在三角（Delta）航空公司进行首次服役飞行。它长104英尺4英寸，比 DC -8 “超级60”短83英尺，比标准型D C -8短46英尺，且外观大相径庭。前机身差不多，但是余下的则被有意设计成不同。DC-8有4 台发动机安装在机翼上，而DC-9只有2台并位于后机身。水平尾翼面位于垂直尾翼面的顶部，像波音727和BAC 111 —样，这两种飞机的发动机也是安装在后机身。

 1965年11月29日，达美航空公司正式启用配装普惠JT8D-P-5 涡扇发动机的DC-90 DC -9 -20,用于斯堪的那维亚航空服务公司， 拥有DC-9-10的机身和DC—9—30的机翼。DC -9 -30比DC—9 — 20和DC - 9 - 10长15英尺，1966年8月1日，DC-9-30首飞。 DC-9-40比DC—9—30长6英尺，于1967年11月28日首飞。DC- 9-50比DC-9-10系列长29英尺2英寸，比DC-9-40系列长8英尺，于1974年12月17日首飞。

 麦克唐纳-道格拉斯公司共生产了 976架商用DC-9系列。另外 还有20架DC -9的军用型，如空军C-9A “夜莺"(Nightingale)及美 国海军的14C -9B “空中州车” (Skytrain) 。同时，波音公司宣布启动737计划，这是一款与DC-9竞争的中短程运输机。

JT8D的第一款改进型出JT8D - P -7, 1966年3月24日取证, 1966年9月9日开始交付。从59 °F至84 °F, JT8D - P-7将JT8D- P-1的海平面起飞推力14000磅力。第二款改进型为JT8D-P-9, 1967年7月27日开始交付，1968年9月获得FAA 许可证。

JT8D-P-9和JT8D-P-9A涡扇发动机都是前置风扇，双转子轴流式压气机的涡扇发动机。燃烧室中有9个环管火焰筒，有多级涡轮。 多级轴流压气机由低压部分(包括风扇级)和高压部分组成。低压转子由一根直通轴连接至涡轮，高压转子则由一根空心轴独立连接。发动机装有一个从前到后的、环形的风扇排气涵道，将常规的收敛型排气喷管包含在内。一个机械液压的燃油控制器控制高压压气机的转子速度, 并通过飞机座舱内的油门杆来提供要求的推力。同时，还有反推力装置。

JT8D-9配装了波音 727 及 727 - 700 , 737,麦道 DC - 9 - 30 和 DC-9-40。C-9A和C-9B运输机，以及法国宇航公司(Aerospatiale) “快帆” (Caravelle)系列商用飞机。截至1969年9月，共交付了系列商用飞机5000多台JT8D,仅仅在9年间就达到了这个非常惊人的数量。

发动机的第三种改进型为JT8D-P-11,于1968年11月12日开 始生产。其推力达到了 12600磅力,配装波音727 -200,以及麦道 DC-9 -20、DC -9 -30 和 DC-9 -40 商用飞机系列。

1970年后，JT8D燃烧室改进为降低冒烟型。1971年4月8日，第 四款改进型JT8D - P-15开始生产交付。同月，取得FAA认证。JT8D-P-15是JT8D型发动机中第一款装有完全噪声处理装置，这意味着当时已经应用了涡轮机匣以及风扇涵道声学处理。风扇涵道噪声处理装置安装在200多台发动机上，共计无故障运行了超过100万个小时。普惠JT8D-P-15推力为13750磅力，配装波音727 -200先进型、737 -300先进型，达索公司“水星” （Mercure）（于1974年6月）以及麦道DC-9-30、DC-9-卽和DC-9-50商用飞机。

1973年2月15日，普惠公司宣布JT8D系列的新一代推力增长型——JT8D-P-17面世,起飞推力达到16000磅力。1974年2月，取得许可证。截至1974年4月，JT8D在达美航空公司的大修间隔时间达 到16800小时。1974年6月，JT8D-17/波音727- 200先进型获得 FAA认证，首批交付至墨西哥航空公司。截至1976年4月，JT8D已累计超过1亿飞行小时。1976年7月5日，道格拉斯公司宣布配装 JT8D-P-17的DC-9-50先进型开始销售，已向瑞士航空公司岀售 10架。同年11月14日，波音727 -200先进型取证，起飞总重量为 208000磅。1974年10月15日，普惠公司宣布JT8D - P - 17的增长 型——JT8D-P-17R面世，起飞推力达到16400磅力（另有1000磅反推力）。截至1975年7月，JT8D飞行小时已累计超过9000万小时。 1976年4月29日，JT8D-P-17R获得FAA认证。截至4月，JT8D达到1亿飞行小时。1976年5月，JT8D-P-17R发动机开始向波音公司 交付。同年6月9日，第8000台（交付至波音的JT8D-P-15）发动 机交付。

JT8D-P-200系列重新设计了风扇，在麦道MD-80系列飞机上大 获成功。这款新型发动机把JT8D的推力从14000 ~ 17400磅力增加至 20000 - 21700磅力，大幅降低了耗油率和噪声。

1976年5月，JT8D-P-209在试验台架上首次运转。计划之前一 直处于严格保密中，直到1977年3月才对外公布。同年10月，JT8D- 209/MD -80 计划公布。1978 年7 月，JT8D -P-209 完成了 1000 小时 的循环试验，11月，普惠公司和麦道公司签署了生产合同。1979年5 月，JT8D - P - 209完成了 150小时的耐久性试验，并于次月取证。 1979年10月，MD-80首飞。1980年10月，JT8D -P-209开始商业 服务。其改进型JT8D-P-217也于1980年10月取证。

1981年7月，先进的JT8D -P-217配装麦道MD - 82进行了首飞。同年8月，配装MD - 82的JT8D - P - 217交付。2个月后， JT8D-P-217A 取证，首育配装 MD - 82 的 JT8D - P -217A 于 1982年8月取证。1982年12月，首台配装MD-82的JT8D - P-217A交付。

截至1980年5月，超过10000台JT8D生产并交付。1982年1月， JT8D-P- 15A、JT8D - P - 17A 和 JT8D -P - 17AR 已经取证。截至 1983年1月，发动机已经累计超过2亿飞行小时；截至1983年3月， JT8D - P -217 和 JT8D - P-217A 累计超过688000 飞行小时。1983 年2 月，普惠公司开始研制JT8D-P-219型发动机。

JT8D为普惠公司商用发动机设置了高标准。公司延续了首个商业运输机发动机JT3D的成功，在商业领域为JT9D的更加辉煌打下了坚实的基础。公司在涡扇发动机研制方面积累了大量经验，迫不及待地要开始下一个研制计划。

我们接下来要关注的两款发动机在研制阶段就相互竞争。奖品是空军下一代大型运输机——C -5A “银河” （Galaxy）的推进装置合同。 其中一家发动机公司赢了，却发现其竞争者的发动机在商用涡扇发动机 市场更获青睐。但是，经过时间的洗礼，这两款发动机都被证明是当时 美国生产的最好的大涵道比涡扇发动机。

 20世纪60年代初，普惠公司已准备好进入商用涡扇发动机市场下一阶段的竞争。普惠公司当时刚取得JT8D计划的成功，渴望在商用市场进一步巩固地位。GE公司则刚完成其第一代单元体式发动机的研制， 迫不及待想投入市场。他们的竞技场是空军的“实验性重型装备货运 系统”（CX-HLS）。

空军需要一款大型运输机，容量和航程比目前洛克希德公司的C - 141 “运输星”（Starlifter）更好。雷内•弗朗西伦在《1913年之后的洛 克希德飞机公司》一书中，这样描述了空军当时的情况：

对于空军的特别作战需求，C - 141A运输机的设计存在不足，机身 的横截面积不够大，无法装载军队的大型装备，比如重型坦克和运输直升机。所以，尽管C-141A是一款值得信赖的飞机，且大大增强了军队的空中运输能力，但是，它的灵活性不够，无法完全实现肯尼迪总统 要求提供加强本土部队的更活性来削减海外驻军的政策。在某种程度上，通过在选定的海外基地提前部署重型和大型装备，紧急情况下用 （3-130和（：-141运输人员和较轻的装备可以克服这个缺陷，但是陆军 仍旧希望空军能够运输更多的武器装备。所以，要达到这个目标，美国 空军和行业从1963年就开始了 CX - HLS的参数设计研究。

空军用研究结果更明确定义了飞机的需求以后，三家机身制造商（波音、洛克希德和道格拉斯公司）以及两家发动机公司（普惠和GE 公司）拿到了 3个月的设计合同。

设计合同是对五角大楼新的采购政策“一揽子釆购”（TPP）的响应。TPP概念也因为其提出者——当时的空军助理部长、主管安装和后勤的罗伯特•查尔斯，而被称为“查尔斯计划”。在这个概念下，制造商要在单个合同下，在包括研究、研制、试验、评估和生产的整个项目中竞争。合同也将明晰地设定价格、进度和性能指标。

新飞机有清晰的工作要求，从8000英尺长的跑道以最大重量起飞、 并在4000英尺长的简易机场跑道上降落。商载设定为125000磅，航程为 8000英里。最大载荷为250000磅。飞机的总设计寿命为30000飞行小时。

1965年4月，所有五家公司都提交了设计方案，GE公司上交的是TF39涡扇发动机，普惠公司上交的是JTF - 14E涡扇发动机。同年8 月,空军宣布GE公司以GE1/6赢得了发动机竞争，GE1/6的生产型名为TF39-GE-1。2个月后，洛克希德公司赢得了机身竞争。

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