Packard V-1650 Мерлин - Packard V-1650 Merlin

"V-1650" перенаправляется сюда. Для двигателя Packard, также называемого V-1650, см. Свобода L-12.
V-1650 Мерлин
Packard Merlin V1650 7 2.jpg
Packard V-1650-7 Мерлин
ТипПоршневой двигатель V-12 с жидкостным охлаждением
национальное происхождениеСоединенное Королевство / США
ПроизводительPackard
Первый забегавгуст 1941
Основные приложенияСевероамериканский P-51 Mustang
Супермарин Спитфайр
Авро Ланкастер
Количество построенных55,523
Себестоимость единицы продукции$ 25,000 (1944)[1]
Разработано изРоллс-Ройс Мерлин

В Packard V-1650 Мерлин это версия Роллс-Ройс Мерлин авиационный двигатель, произведенный под лицензия в Соединенных Штатах Packard Motor Car Company.[2] Двигатель получил лицензию на расширение производства Rolls-Royce Merlin для использования в Великобритании. Двигатель также заполнил пробел в США в то время, когда двигатели американского производства с аналогичной мощностью не были доступны.

Первые В-1650 с одноступенчатой нагнетатель, эквивалент Merlin XX, использовались в P-40F Kittyhawk истребитель и в Построенный в Канаде Hawker Hurricanes. Более поздние версии, основанные на серии Merlin 60, включали более совершенный двухступенчатый нагнетатель для улучшения характеристик на больших высотах. Наиболее заметное применение он нашел в Североамериканский P-51 Mustang истребитель, улучшив характеристики самолета, чтобы он мог сопровождать тяжелые бомбардировщики союзников из Великобритании в Германию и обратно.

Дизайн и развитие

Packard V-1650 в Немецком музее Мюнхена

С началом Второй мировой войны британская авиационная промышленность значительно расширилась. Была большая потребность в Роллс-Ройс Мерлин двигатель с теневыми фабриками, создаваемыми в Крю, Манчестере и Глазго. Этого было недостаточно для удовлетворения растущего спроса, поскольку британское правительство стремилось расширить производство за счет производителей из США. Было достигнуто соглашение между Rolls-Royce и Packard Motor Car Company в сентябре 1940 года на производство Merlin по лицензии с размещением заказа на 130 миллионов долларов. Первый двигатель Packard, получивший обозначение V-1650-1, работал в августе 1941 г.[3][4]

Первой американской моделью была версия Mark XX, получившая обозначение V-1650-1 американскими военными и Packard Merlin 28 британцами. В этом двигателе использовался одноступенчатый двухскоростной нагнетатель, механизм переключения передач которого изначально был получен по французской патентной лицензии Farman. Merlin 28 использовался для Авро Ланкастер бомбардировщик. Версия этого двигателя USAAF V-1650-1 использовалась в Curtiss P-40Fs. Первоначальные модификации этого двигателя Packard изменили основные коленчатый вал подшипники из медно-свинцового сплава на комбинацию серебряно-свинцового сплава и индий покрытие. Это было разработано General Motors. Подразделение Понтиак для предотвращения коррозии, что было возможно с использованием смазочных масел, которые использовались в то время. Несущее покрытие также улучшило приработку (приработку) и несущую способность поверхности.[нужна цитата ]

В ответ на запрос британцев Министерство авиации для высотного Мерлина для герметичного Веллингтон VI бомбардировщик, команда Rolls-Royce под руководством Стэнли Хукер разработал Merlin с двухступенчатым наддувом, который стал Merlin 60-й серии. Первый двигатель 60-й серии заработал в марте 1941 года и впервые поднялся в воздух в июле того же года.[5] Когда было выпущено всего 63 экземпляра Wellington VI, который иначе был бы отменен, эти двигатели были представлены на Спитфайр IX как Merlin 61.

Эта модель позже была произведена Packard как V-1650-3 и стала известна как «высотный» Merlin, предназначенный для P-51, первого двухступенчатого преобразователя Merlin-Mustang, летающего на Merlin 61.[6] как Мустанг Х В октябре 1942 года серийный P-51B (Mustang III) с двигателем V-1650-3 поступил в эксплуатацию в 1943 году. Двухступенчатая двухступенчатая секция нагнетателя двухступенчатых двигателей Merlins и V-1650-3 имела две отдельные крыльчатки на том же валу, которые обычно приводились через зубчатую передачу с передаточным числом 6,391: 1. Гидравлический механизм переключения передач масляных муфт может включаться электрическим соленоидом для увеличения этого передаточного числа до 8,095: 1 в положении высокоскоростного вентилятора.[нужна цитата ]

Передаточное число высокой скорости крыльчатки было не таким высоким, как передаточное отношение, используемое в Эллисон, но частота вращения рабочего колеса - не единственный фактор, определяющий производительность двигателя, который также зависит от размера и шага лопастей рабочего колеса. Нагнетатель с зубчатым приводом - паразитный аксессуар; поэтому зубчатая передача крыльчатки и профили лопастей тщательно спроектированы для обеспечения максимальной мощности на высоте без ущерба для доступной мощности на критическом этапе взлета. Двухступенчатая подача сжатой топливно-воздушной смеси обеспечивала давление наддува через диффузор во впускные коллекторы, что увеличивало критическая высота электростанции.[нужна цитата ]

Способность нагнетателя поддерживать атмосферу на уровне моря в системе впуска цилиндров позволила Packard Merlin развивать мощность более 1270 лошадиных сил (950 кВт) на высоте более 30 000 футов (9 100 м).[нужна цитата ] Двухступенчатое рабочее колесо создавало экстремальный нагрев топливно-воздушной смеси в процессе сжатия, и для предотвращения детонации сжатого заряда необходимо было охлаждать смесь перед входом в цилиндры. Охлаждение производилось в интеркулер в корпусе колесной арки отлит проход между рабочими колесами первой и второй ступеней.[нужна цитата ]

Этиленгликоль Охлаждающая жидкость циркулировала с помощью насоса через этот канал для отвода избыточного тепла, выделяемого крыльчатками. Без промежуточного охладителя температура заряда может достигать 400 ° F (204 ° C).[нужна цитата ] Сам по себе промежуточный охладитель не справлялся с высокой температурой, и между выпускным отверстием нагнетателя и впускным коллектором к цилиндрам было установлено дополнительное охлаждающее ребро и сердечник трубы. Этот радиатор был известен как дополнительный охладитель и служил резервуаром для системы охлаждения нагнетателя. Смесь гликоля, используемая для охлаждения, не зависела от основной системы охлаждения двигателя и использовала центробежный насос, приводимый в действие двигателем, для циркуляции охлаждающей жидкости через радиаторную систему самолета с максимальной скоростью 36 галлонов США (136 литров, 30 британских галлонов) в минуту. , в зависимости от оборотов двигателя.[нужна цитата ] Эта комбинированная система снизила температуру заряда до подходящего уровня.

Дроссельные клапаны в горловине карбюратора с восходящим потоком управлялись автоматическим управлением наддува через дроссельную тягу для поддержания выбранного давления в коллекторе при изменении высоты. Клапаны были открыты лишь частично во время работы на земле и на малой высоте, чтобы предотвратить перегрузку двигателя. Поскольку плотность воздуха уменьшается с увеличением высоты, дроссельные заслонки постепенно открывались в ответ на снижение атмосферного давления. Эта система обеспечивала полную мощность в пределах ограничений наддува двигателя до критической высоты в 26 000 футов (7900 м).[нужна цитата ]

Измерение давления наддува

Британцы измеряли давление наддува как фунт-сила / дюйм² (psi). Нормальное атмосферное давление на уровне моря составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм, поэтому показание +6 означает, что смесь воздух / топливо сжимается нагнетателем до 20,7 фунтов на квадратный дюйм перед входом в двигатель; +25 означает, что смесь воздух / топливо теперь сжимается до 39,7 фунтов на квадратный дюйм.

Американцы измеряли свои рейтинги наддува с помощью дюймы ртутного столба (дюйм рт. ст.). Один фунт-сила на квадратный дюйм равен 2,036 дюйма ртутного столба или 6,895 кПа, а стандартная атмосфера составляет 101,325 кПа = 29,92 дюйма ртутного столба = 14,70 фунт-силы / дюйм². В ранних двигателях Merlin максимальное давление в коллекторе (наддува) было +18. Это было увеличено в более поздних моделях.

Дюймы ртутного столба (inHg)
абсолютное давление		Фунтов на квадратный дюйм наддува[7]
манометрическое давление
81 дюйм рт. Ст. =+25 фунтов силы / дюйм²
66,5 дюймов рт. Ст. =+18 фунтов силы / дюйм²
60 дюймов рт. Ст. =+15 фунтов силы / дюйм²
46 дюймов рт. Ст. =+8 фунт-сила / дюйм²
42 дюйма рт. Ст. =+6 фунтов силы / дюйм²

Послевоенное использование

В США многие военные излишки двигатели и планеры продавались относительно дешево - двумя из самых популярных товаров были Североамериканские Мустанги P-51 и двигатели Packard V-1650 Merlin, некоторые из которых были "усилены" и модифицированы для воздушных гонок в Бендикс Трофи, Кливленд Воздушные гонки,[8] и Томпсон Трофи. Многие из этих двигателей до сих пор широко используются в Дрэг-рейсинг, Гонки на гидропланах, и Land Speed ​​Racing в таких местах, как Bonneville Salt Flats. Mynarski Lancaster, управляемый Канадским музеем наследия боевых самолетов в Гамильтоне, Онтарио, Канада, один из двух Ланкастеров, летающих в мире, использует четыре двигателя Packard Merlin.[9]

Продолжаются работы по увеличению выходной мощности Merlin для гонщиков безлимитного класса. Reno Air Races. Инновации, такие как использование Эллисон V-1710 шатуны и замена интеркулера на ADI (Anti-Detonate Injection) (50% дистиллированной воды и 50% Метанол ), почти идентичный по химическому составу Люфтваффе военного времени МВт 50 система и аналогична закачка воды Система, используемая на двигателях Pratt & Whitney во время Второй мировой войны, позволила значительно увеличить выходную мощность.[10][11] Многие из самых быстрых гонщиков Unlimited увеличивают давление в коллекторе Merlin до 145 дюймов ртутного столба (56,6 фунтов на квадратный дюйм, 4,8 атм), чтобы получить до 2835 кВт (3800 лошадиных сил), достигая скорости Mustang до 490 миль в час.[12][13]

Варианты

  • V-1650-1: 1390 л.с. (1040 кВт); Основан на Merlin 28, используется в P-40 Kittyhawk и Curtiss XP-60 истребители
  • V-1650-3: 1280 л.с. (950 кВт); На основе Merlin 63.
  • V-1650-5: 1400 л.с. (1000 кВт); Экспериментальный.
  • V-1650-7: 1315 л.с. (981 кВт); Аналогичен Merlin 66, первичной силовой установке P-51D Mustang.
  • V-1650-9: 1380 л.с. (1030 кВт); На основе серии Merlin 100, мощностью 2218 л.с. WEP с впрыском водного метанола.
  • V-1650-9A: 1380 л.с. (1030 кВт); как 9 с безводным впрыском для Р-51М
  • V-1650-11: 1380 л.с. (1030 кВт); Доработанная топливная система.
  • V-1650-21: 1380 л.с. (1030 кВт); Противоположное вращение для P-82 Twin Mustang
  • V-1650-23:
  • V-1650-25:

Приложения

Технические характеристики (V-1650)

Общие характеристики

  • Тип: 12-цилиндровый 60-градусный поршневой авиадвигатель с жидкостным охлаждением и наддувом
  • Отверстие: 5,4 дюйма (137,2 мм)
  • Гладить: 6 дюймов (152,4 мм)
  • Смещение: 1,649 дюймов³ (27,04 л)
  • Длина: 88,7 дюйма (2253 мм)
  • Ширина: 30,8 дюйма (781 мм)
  • Высота: 40 дюймов (1016 мм)
  • Сухой вес: 1645 фунтов (746 кг)[14]

Составные части

  • Клапан: SOHC, два прием и два выпускные клапаны на цилиндр, натрий -охлажденные штоки выпускных клапанов
  • Нагнетатель: Двухскоростной двухступенчатый, давление наддува, автоматически связанное с дроссельной заслонкой, промежуточный охладитель вода-воздух, установленный между второй ступенью и двигателем.
  • Топливная система: Восходящий поток с двойным дросселем карбюратор с автоматическим контролем смеси
  • Тип топлива: 100 Октан, с середины 1944 г. 100/150 класс Авиационное топливо
  • Масляная система: Сухой картер с одним нагнетательным насосом и двумя продувочными насосами.
  • Система охлаждения: 70% воды и 30% этиленгликоль Смесь охлаждающей жидкости под давлением.

Спектакль

Смотрите также

Связанная разработка

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Рекомендации

Примечания

  1. ^ Дэвид Травер Адольфус, Hemmings Motor News, апрель 2012 г. (цены 1944 г., без поправки на инфляцию).
  2. ^ Ганстон 1995, стр. 144.
  3. ^ Ламсден 2003, стр. 215–216.
  4. ^ «Бизнес: Роллс-Ройсы Форда». Журнал Тайм, 8 июля 1940 г. Дата обращения: 26 августа 2009 г.
  5. ^ 1943 | 2161 | Архив полетов
  6. ^ Хакнелл | летающая кровать | рейс международный | 1971 | 0667 | Архив полетов
  7. ^ Грюнхаген 1980 стр. 191.
  8. ^ «Кливлендские воздушные гонки». airracinghistory.freeola.com. Дата обращения: 4 сентября 2009 г.
  9. ^ Детали самолета | Канадский музей наследия боевых самолетов
  10. ^ "Фрэнк УокерWeb1.pdf" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 2 февраля 2013 г.. Получено 7 января 2014.
  11. ^ «Быстро - Модификации». Архивировано из оригинал 2 апреля 2012 г.. Получено 28 января 2013.
  12. ^ «Быстро - Модификации». В архиве 27 июля 2011 г. Wayback Machine warbirdaeropress.com. Дата обращения: 24 сентября 2011.
  13. ^ «Мастера В-12». airspacemag.com. Дата обращения: 25 сентября 2011.
  14. ^ Ни охлаждающей жидкости, ни топлива.

Библиография

  • Бриджмен, Л. (ред.) Боевой самолет Джейн времен Второй мировой войны. Лондон: Полумесяц, 1998. ISBN  0-517-67964-7.
  • Фозард, Джон В. (редактор).Сидней Камм и ураган: взгляд на главного конструктора-истребителя и его высшее достижение. Шрусбери, Шропшир, Великобритания: Эйрлайф, 1991. ISBN  1-85310-270-9.
  • Ганстон, Билл. Всемирная энциклопедия авиационных двигателей (3-е издание). Спаркфорд, Сомерсет, Великобритания: Patrick Stephens Limited, 1995. ISBN  1-85260-509-X.
  • Хукер, Стэнли Не много инженера. Лондон: Эйрлайф, 1984. ISBN  1-85310-285-7
  • Харви-Бейли, А. Мерлин в перспективе: боевые годы. Дерби, Англия: Rolls-Royce Heritage Trust, 1983. ISBN  1-872922-06-6.
  • Ламсден, Алек. Британские поршневые двигатели и их самолеты. Мальборо, Уилтшир: Эйрлайф Паблишинг, 2003. ISBN  1-85310-294-6.
  • Руббра А.А. Поршневые двигатели Rolls-Royce: помнит конструктор. Дерби, Англия: Rolls-Royce Heritage Trust, 1990. ISBN  1-872922-00-7.

внешняя ссылка