Fuji JO-1

Luego de que el Tratado de San Francisco entrara en vigor (abril de 1952) la industria aeronáutica pudo retomar la investigación y desarrollo de tecnologías de aviación previamente prohibidas, aunque a finales de los 1940s se inició la investigación de turbinas de gas con aplicación en tierra (turbina de gas RTRI No. 1).^[2]

Por iniciativa y bajo la dirección de Iwao Shibuya (ja:渋谷巌]), Omiya Fuji Industries rápidamente inició el desarrollo de un turborreactor de 1 tonelada de empuje "JO-1”. El proyecto se inició con la cooperación de Fuji Precision^{[N 1]} y un subsidio del MITI por 3.2 millones de yenes (de 1952)^{[N 2][N 3]}. Dada la falta de experiencia previa 7 años luego fin de la Segunda Guerra Mundial, Iwao Shibuya usó la literatura Occidental sobre motores a reacción para el desarrollo del JO-1, el primer motor a reacción Japonés producido desde el fin de la guerra. Un requisito del plan fue la el uso de investigación, materiales y herramientas sean producidas en Japón, algo que presentó un desafío por la necesidad de obtener una aleación resistente al calor y su procesamiento para la sección caliente.^[3]

En febrero de 1953 se forma un Comité Conjunto de Investigación de Motores a Reacción (ジェットエンジン研究合同委員会) por iniciativa de empresas interesadas en desarrollar motores a reacción, para ganar experiencia con turborreactores adquieren prestado de la Fuerza Aérea Americana un viejo turborreactor de compresor centrífugo Allison J33 que es desensamblado, re-ensamblado y puesto en funcionamiento.

En línea con la política del MITI, se funda Nippon Jet Engine Co. Ltd.(ja:日本ジェットエンジン]) (NJE) en julio de 1953 un consorcio formado por 4 compañías (Omiya Fuji Industries^{[N 4]}, Fuji Precision^{[N 1]}, Ishikawajima^{[N 5]} y Mitsubishi Heavy Industries inicialmente; Kawasaki Aircraft Industries^{[N 6]} se une en noviembre de 1955) con el objetivo de organizar los esfuerzos de las empresas interesadas en turborreactores, mejorar la competencia técnica en el complejo y costoso desarrollo de turborreactores. El NJE se hace cargo de la investigación, desarrollo y producción de los turborreactores ya en desarrollo por sus diferentes socios, esto incluye JO-1 y el proyecto J1 de Ishikawajima para un turborreactor de ~3 toneladas, iniciado en 1952 pero aún en etapas temprana de investigación para la producción de componentes. El proyecto J1 es rápidamente abandonado por su costo excesivo estimado en 1000 millones de yenes (de 1953)^{[N 2]} para un país sin experiencia en turborreactores, en comparación el NJE solo logró recibir un financiamiento del gobierno por 160 millones de yenes^{[N 2]} (de 1953).^[2]

Luego de que el NJE tomara cargo del JO-1 usando una parte de la planta de Omiya, el ensamblaje del motor fue completado en julio de 1954 y pruebas de funcionamiento del JO-1 (1^ra unidad) se extendieron desde diciembre hasta abril cuando un fallo catastrófico destruyó el primer prototipo. Luego de hacer cambios en el diseño para la segunda unidad del JO-1, las pruebas continuaron hasta diciembre momento en el que el motor alcanza un rendimiento de 870 kgf a 12.000 rpm en operación continúa.^[3]

A fines de diciembre de 1954 se hace una revisión técnica del proyecto JO-1 con los datos acumulados durante el último año en el tercer año del proyecto. Se concluye que el JO-1 tiene muchas falencias técnicas, peso excesivo y empuje insuficiente, en un período de rápido progreso en turborreactores se decidió terminar con el desarrollo del JO-1 porque sería más conveniente iniciar el desarrollo de un nuevo turborreactor desde cero usando lo aprendido con el JO-1, además de nuevas ideas y tecnologías disponibles. De esta forma el desarrollo del JO-1 culmina a finales diciembre de 1954 sirviendo solo como proyecto de desarrollo, turborreactor para investigación básica y referencia académica para enseñanza.^[3]

Información de: Jane's,^[4] Takata (1999)^[3]

Características generales

• Tipo: Turborreactor de un solo eje
• Longitud: 2.285 mm
• Diámetro: 680 mm
• Peso: 450 kg

Componentes

• Compresor: 8 etapas, 1^ra y 8^va en acero inoxidable, 2^da‒7^ma en aleación de aluminio
• Quemador: 8 cámaras interconectadas
• Turbina: 1 etapa. Álabes forjados, estátores de la turbina enfriados por aire
• Tobera: tobera de area fija en acero inoxidable
• Lubricación: cárter húmedo, con bomba hidráulica de engranajes para lubricar 5 cojinetes y bomba auxiliar devuelve el aceite a la bomba principal

Rendimiento

• Empuje: 8,53 kN máximo a 12.000 rpm, estático
• Relación de compresión: 4,0:1
• Masa de flujo de aire: 18 kg/s
• Temperatura de entrada a turbina: 800 °C, 1.073 K
• Temperatura de salide de la turbina: 630 °C, 903 K
• Consumo específico de combustible: ~100 kg/(kN·h), ~1,0 kg/(kgf·h)
• Relación Empuje/Peso: 1,93 kgf/kg