Packard V-1650 Merlin - Packard V-1650 Merlin

"V-1650" přeadresuje tady. Pokud jde o motor vyráběný společností Packard, který se také jmenuje V-1650, viz Liberty L-12.
V-1650 Merlin
Packard Merlin V1650 7 2.jpg
Packard V-1650-7 Merlin
TypKapalinou chlazený pístový motor V-12
národní původSpojené království / USA
VýrobcePackard
První běhsrpen 1941
Hlavní aplikaceSeveroamerický P-51 Mustang
Supermarine Spitfire
Avro Lancaster
Počet postaven55,523
Jednotková cena$ 25,000 (1944)[1]
Vyvinuto zRolls-Royce Merlin

The Packard V-1650 Merlin je verze Rolls-Royce Merlin letecký motor, vyrobené pod licence ve Spojených státech Packard Motor Car Company.[2] Motor získal licenci na rozšíření výroby modelu Rolls-Royce Merlin pro britské použití. Motor také zaplnil mezeru v USA v době, kdy nebyly k dispozici motory s podobným pohonem americké výroby.

První V-1650s, s jednostupňovým kompresor, ekvivalentní s Merlinem XX, byly použity v P-40F Kittyhawk bojovník a dovnitř Kanaďan Hawker Hurricanes. Pozdější verze založené na řadě Merlin 60 zahrnovaly pokročilejší dvoustupňový kompresor pro lepší výkon ve vysokých nadmořských výškách. Svou nejpozoruhodnější aplikaci našel v Severoamerický P-51 Mustang bojovník, zlepšující výkon letadla, aby mohl doprovázet spojenecké těžké bombardéry z Británie do Německa a zpět.

Návrh a vývoj

Packard V-1650 v Deutsches Museum München

Po vypuknutí druhé světové války se britský letecký průmysl značně rozšířil. Bylo velmi zapotřebí Rolls-Royce Merlin motor se založením stínových továren v Crewe, Manchesteru a Glasgow. To nestačilo k uspokojení rostoucí poptávky s britskou vládou, která se snažila rozšířit výrobu pomocí amerických výrobců. Bylo dosaženo dohody mezi Rolls-Royce a Packard Motor Car Company v září 1940 vyrábět Merlin na základě licence s objednávkou 130 000 000 $. První Packard-postavený motor, určený V-1650-1, běžel v srpnu 1941.[3][4]

Prvním americkým modelem byla verze Mark XX, označená americkou armádou V-1650-1 a Brity Packard Merlin 28. Tento motor používal jednostupňový dvoustupňový kompresor, jehož mechanismus řazení byl původně odvozen z francouzského patentu Farman. Merlin 28 byl použit pro Avro Lancaster bombardér. Verze tohoto motoru USAAF V-1650-1 byla použita v Curtiss P-40Fs. Počáteční úpravy Packard tohoto motoru změnily hlavní klikový hřídel ložiska ze slitiny mědi a olova do kombinace stříbra a olova a vyznačena indium pokovování. To bylo vyvinuto General Motors ' Pontiac Division aby se zabránilo korozi, což bylo možné u mazacích olejů, které se v té době používaly. Povlak ložiska také zlepšil vloupání (záběh) a únosnost povrchu.[Citace je zapotřebí ]

Odpověď na žádost Britů Ministerstvo vzduchu pro vysokohorský Merlin pro tlakové Wellington VI bombardér, tým Rolls-Royce pod vedením Stanley Hooker vyvinul Merlin s dvoustupňovým přeplňováním, který se stal řadou Merlin 60. První motor řady 60 běžel v březnu 1941 a poprvé vzlétl v červenci téhož roku.[5] Když bylo vyrobeno pouze 63 příkladů jinak zrušeného Wellingtonu VI, byly tyto motory místo toho představeny na Spitfire IX jako Merlin 61.

Tento model byl později vyroben Packardem jako V-1650-3 a stal se známým jako „vysoká nadmořská výška“ Merlin určený pro P-51, první dvoustupňovou konverzi Merlin-Mustang létající s Merlin 61[6] jako Mustang X v říjnu 1942 zahájila výroba V-1650-3 motory P-51B (Mustang III) v provozu v roce 1943. Dvoustupňová dvoustupňová přeplňovaná část dvoustupňových Merlinů a V-1650-3 měla dvě samostatná oběžná kola na stejné hřídeli, která byla běžně poháněna ozubeným soukolím v poměru 6,391: 1. Hydraulické uspořádání řazení olejem ovládaných spojek by mohlo být zapojeno elektrickým solenoidem, aby se tento poměr zvýšil na 8,095: 1 ve vysokorychlostní poloze dmychadla.[Citace je zapotřebí ]

Vysokorychlostní převodový poměr oběžných kol nebyl tak vysoký jako poměr používaný v motoru Allison, ale rychlost oběžného kola není jediným faktorem, který určuje výkon motoru, což je také funkcí velikosti a rozteče lopatek oběžného kola. Převodovka poháněná kompresorem je parazitní příslušenství; proto jsou ozubená kola a profily lopatek pečlivě navrženy pro maximální výkon ve výšce bez kompromisu dostupného výkonu v kritické fázi vzletu. Dvojité stlačení směsi stlačeného paliva a vzduchu poskytlo plnicí tlak přes difuzor do sacího potrubí, což zvýšilo kritická nadmořská výška elektrárny.[Citace je zapotřebí ]

Schopnost kompresoru udržovat atmosféru hladiny moře v indukčním systému k válcům umožnila Packard Merlin vyvinout více než 1270 koňských sil (950 kW) nad 30 100 stop (9 100 m).[Citace je zapotřebí ] Dvoustupňové oběžné kolo vyvolalo extrémní zahřívání směsi palivo / vzduch během procesu komprese a aby se zabránilo detonaci stlačené vsázky, bylo nutné směs před vstupem do válců ochladit. Chlazení bylo provedeno v mezichladič průchod odlitý do pouzdra kola mezi oběžnými koly prvního a druhého stupně.[Citace je zapotřebí ]

Ethylenglykol Tímto průchodem cirkulovalo chladivo čerpadlo, aby odvádělo přebytečné teplo generované oběžnými koly. Bez mezichladiče by teplota náplně mohla být až 204 ° C (400 ° F).[Citace je zapotřebí ] Intercooler sám o sobě nebyl adekvátní pro zvládnutí vysoké teploty a mezi výstup z dmychadla a sací potrubí do válců bylo umístěno další chladicí žebro a jádro trubky. Tento radiátor byl znám jako dochlazovač a sloužil jako zásobník pro chladicí systém kompresoru. Glykolová směs použitá k chlazení byla nezávislá na hlavním chladicím systému motoru a využívala odstředivé čerpadlo poháněné motorem k cirkulaci chladicí kapaliny systémem chladiče letadla s maximální rychlostí 36 US galonů (136 litrů, 30 imperiálních galonů) za minutu , v závislosti na otáčkách motoru.[Citace je zapotřebí ] Tento kombinovaný systém snížil teplotu nabíjení na vhodnou úroveň.

Škrticí ventily v hrdle karburátoru updraft byly ovládány automatickým řízením plnicího tlaku prostřednictvím škrtící klapky, aby se udržel zvolený tlak v potrubí se změnami nadmořské výšky. Ventily byly během provozu na zemi a na nízké úrovni otevřené pouze částečně, aby se zabránilo nadměrnému přeplnění motoru. Jak hustota vzduchu klesá se zvýšenou nadmořskou výškou, škrtící ventily se postupně otevíraly v reakci na snižující se atmosférický tlak. Tento systém poskytoval plný výkon v rámci omezení zesílení motoru až do kritické výšky 26 900 stop (7 900 m).[Citace je zapotřebí ]

Měření plnicího tlaku

Britové naměřili plnicí tlak jako lbf / in2 (psi). Normální atmosférický tlak na hladině moře je 14,7 psi, takže hodnota +6 znamená, že směs vzduchu a paliva je před vstupem do motoru stlačena dmychadlem kompresoru na 20,7 psi; +25 znamená, že směs vzduch / palivo je nyní stlačena na 39,7 psi.

Američané měřili své posilovací hodnocení pomocí palců rtuti (inHg). Síla jedné libry na čtvereční palec se rovná 2,036 inHg nebo 6,895 kPa a standardní atmosféra je 101,325 kPa = 29,92 inHg = 14,70 lbf / in2. U časných motorů Merlin byl maximální tlak v potrubí (boost) +18. To se v pozdějších modelech zvýšilo.

Palce rtuti (inHg)
absolutní tlak		Liber na čtvereční palec podpory[7]
měřicí tlak
81 inHg =+25 lbf / in² podpora
66,5 inHg =+18 lbf / in² boost
60 inHg =+15 lbf / in² boost
46 inHg =+8 lbf / in² zvýšení
42 inHg =+6 lbf / in² boost

Poválečné použití

Ve Spojených státech mnoho válečný přebytek motory a draky byly prodávány relativně levně - dvě nejoblíbenější položky byly Severoamerické Mustangy P-51 a motory Packard V-1650 Merlin, z nichž některé byly „upraveny“ a upraveny pro letecké závody v USA Bendix Trophy Cleveland Letecké závody,[8] a Thompson Trophy. Mnoho z těchto motorů je dodnes velmi využíváno Drag Racing, Závodní hydroplán, a Land Speed ​​Racing na místech, jako je Bonneville Salt Flats. Mynarski Lancaster, který řídilo kanadské muzeum dědictví letadel v kanadském Hamiltonu v Ontariu, jeden z pouhých dvou Lancasterů létajících na světě, používá čtyři motory Packard Merlin.[9]

Pokračují práce na zvyšování výstupního výkonu Merlina pro závodníky třídy Unlimited Class Reno Air Races. Inovace, jako je použití Allison V-1710 ojnice a výměna mezichladiče za ADI (Anti-Detonate Injection) (50% destilovaná voda a 50% Metanol ), téměř shodné v chemickém složení jako Luftwaffe za války MW 50 systému a podobné systému vstřikování vody Systém používaný na motorech Pratt & Whitney během druhé světové války umožnil velké zvýšení výkonu.[10][11] Mnoho z nejrychlejších závodníků Unlimited zvyšuje tlaky v potrubí Merlin až na 145 inHg (56,6 psi, 4,8 atm), aby dosáhli výkonu až 2 835 kW (3 800 koní), čímž dosáhnou rychlosti Mustang až 490 mph.[12][13]

Varianty

  • V-1650-1: 1390 k (1040 kW); Na základě Merlin 28, použitý v P-40 Kittyhawk a Curtiss XP-60 bojovníci
  • V-1650-3: 1280 hp (950 kW); Na základě Merlina 63.
  • V-1650-5: 1 400 hp (1 000 kW); Experimentální.
  • V-1650-7: 1315 hp (981 kW); Podobně jako Merlin 66, primární pohonná jednotka z P-51D Mustang.
  • V-1650-9: 1380 k (1030 kW); Na základě řady Merlin 100, 2 218 hp WEP se vstřikováním vodného methanolu.
  • V-1650-9A: 1380 k (1030 kW); jako 9 se vstřikováním bez vody pro P-51M
  • V-1650-11: 1380 k (1030 kW); Upravený palivový systém.
  • V-1650-21: 1380 k (1030 kW); Opačné otáčení pro P-82 Twin Mustang
  • V-1650-23:
  • V-1650-25:

Aplikace

Specifikace (V-1650)

Obecná charakteristika

  • Typ: 12válcový přeplňovaný kapalinou chlazený 60 ° „Vee“ pístový letecký motor
  • Otvor: 5,4 palce (137,2 mm)
  • Mrtvice: 152,4 mm
  • Přemístění: 1649 palců (27,04 l)
  • Délka: 88,7 v (2253 mm)
  • Šířka: 308 v (781 mm)
  • Výška: 40 palců (1016 mm)
  • Suchá hmotnost: 1645 lb (746 kg)[14]

Součásti

  • Valvetrain: SOHC, dva přívod a dva výfukové ventily na válec, sodík -chladený výfukový ventil stonky
  • Kompresor: Dvoustupňový dvoustupňový plnicí tlak automaticky spojený s plynem, dochlazovačem voda-vzduch instalovaným mezi druhým stupněm a motorem.
  • Palivový systém: Twin-sytič updraft karburátor s automatickou kontrolou směsi
  • Typ paliva: 100 Oktan, od poloviny roku 1944 stupeň 100/150 Letecké palivo
  • Olejový systém: Suchá jímka s jedním tlakovým čerpadlem a dvěma čisticími čerpadly.
  • Chladící systém: 70% voda a 30% ethylenglykol směs chladicí kapaliny, pod tlakem.

Výkon

Viz také

Související vývoj

Srovnatelné motory

Související seznamy

Reference

Poznámky

  1. ^ David Traver Adolphus, Hemmings Motor News, duben 2012. (ceny z roku 1944, bez úpravy o inflaci).
  2. ^ Gunston 1995, s. 144.
  3. ^ Lumsden 2003, s. 215–216.
  4. ^ „Obchod: Fordovy Rolls-Royce.“ Časopis Time, 8. července 1940. Citováno: 26. srpna 2009.
  5. ^ 1943 | 2161 | Archiv letů
  6. ^ hucknall | létající postel | mezinárodní let | 1971 | 0667 | Archiv letů
  7. ^ Gruenhagen 1980 s. 191.
  8. ^ „Letecké závody v Clevelandu.“ airracinghistory.freeola.com. Citováno: 4. září 2009.
  9. ^ Detaily letadla Muzeum dědictví kanadských válečných letadel
  10. ^ „Frank WalkerWeb1.pdf“ (PDF). Archivovány od originál (PDF) dne 2. února 2013. Citováno 7. ledna 2014.
  11. ^ „Rychle - úpravy“. Archivovány od originál dne 2. dubna 2012. Citováno 28. ledna 2013.
  12. ^ „Chystáte se rychle - úpravy.“ Archivováno 27. července 2011 na Wayback Machine warbirdaeropress.com. Citováno: 24. září 2011.
  13. ^ „Mistři V-12.“ airspacemag.com. Citováno: 25. září 2011.
  14. ^ Žádné chladivo ani palivo.

Bibliografie

  • Bridgman, L. (ed.) Jane je bojové letadlo z druhé světové války. London: Crescent, 1998. ISBN  0-517-67964-7.
  • Fozard, John W (editor).Sydney Camm and the Hurricane: Perspectives on the Master Fighter Designer and his Finest Achievement. Shrewsbury, Shropshire, UK: Airlife, 1991. ISBN  1-85310-270-9.
  • Gunston, Bille. World Encyclopaedia of Aero Engines (3. vydání). Sparkford, Somerset, Velká Británie: Patrick Stephens Limited, 1995. ISBN  1-85260-509-X.
  • Hooker, Stanley Moc inženýr. London: Airlife, 1984. ISBN  1-85310-285-7
  • Harvey-Bailey, A. Merlin v perspektivě: Bojová léta. Derby, Anglie: Rolls-Royce Heritage Trust, 1983. ISBN  1-872922-06-6.
  • Lumsden, Aleku. Britské pístové motory a jejich letadla. Marlborough, Wiltshire: Airlife Publishing, 2003. ISBN  1-85310-294-6.
  • Rubbra, AA. Pístní aero motory Rolls-Royce: Návrhář si pamatuje. Derby, Anglie: Rolls-Royce Heritage Trust, 1990. ISBN  1-872922-00-7.

externí odkazy