Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

"V-1650" перенаправляется сюда. О двигателе, произведенном компанией Packard, также называемом V-1650, см. Liberty 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 г.
Основные приложенияСевероамериканский P-51 Mustang
Supermarine Spitfire
Avro Lancaster
Количество построенных55 523
Разработано изРоллс-Ройс Мерлин

Packard V-1650 Merlin является версия Merlin Rolls-Royce авиадвигателя , произведенный в соответствии с лицензией в Соединенных Штатах в Packard Motor Car Company . [1] Двигатель был лицензирован для расширения производства Rolls-Royce Merlin для британского использования. Двигатель также заполнил пробел в США в то время, когда двигатели американского производства с аналогичной мощностью не были доступны.

Первые V-1650 с одноступенчатым нагнетателем , эквивалентным Merlin XX, использовались в истребителе P-40F Kittyhawk и в Hawker Hurricanes канадской постройки . 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 североамериканском истребителе P-51 Mustang , улучшив характеристики самолета, чтобы он мог сопровождать тяжелые бомбардировщики союзников из Великобритании в Германию и обратно.

Дизайн и разработка [ править ]

Packard V-1650 в Немецком музее Мюнхена

С началом Второй мировой войны британская авиационная промышленность значительно расширилась. В двигателе Rolls-Royce Merlin возникла большая потребность, и теневые фабрики были созданы в Крю, Манчестере и Глазго. Этого было недостаточно для удовлетворения растущего спроса, поскольку британское правительство стремилось расширить производство за счет производителей из США. В сентябре 1940 года между Rolls-Royce и Packard Motor Car Company было достигнуто соглашение о производстве Merlin по лицензии с размещенным заказом на сумму 130 000 000 долларов. Первый двигатель Packard, получивший обозначение V-1650-1 , работал в августе 1941 года. [2] [3]

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 бомбардировщика Avro Lancaster . Версия этого двигателя USAAF V-1650-1 использовалась в Curtiss P-40F . В первоначальных модификациях этого двигателя компанией Packard были заменены основные подшипники коленчатого вала из сплава меди и свинца на комбинацию из серебра и свинца с покрытием из индия . Это было разработано подразделением Понтиак General Motors.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. [ необходима цитата ]

В ответ на запрос министерства авиации Великобритании на высотный Merlin для герметичного высотного бомбардировщика Wellington VI команда Rolls-Royce под руководством Стэнли Хукера разработала Merlin с двухступенчатым наддувом, который стал Merlin 60-я серия. Первый двигатель 60-й серии заработал в марте 1941 года и впервые поднялся в воздух в июле того же года. [4] Когда было произведено всего 63 экземпляра Wellington VI, который в противном случае был бы отменен, эти двигатели были представлены на Spitfire 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, летевшего с Merlin 61 [5] в качестве модели. Mustang X в октябре 1942 года, серийный P-51B (Mustang III) с двигателем V-1650-3, поступивший на вооружение в 1943 году. Двухступенчатая, двухступенчатая секция нагнетателя двухступенчатых двигателей Merlins и V-1650-3 состояла из двух отдельные рабочие колеса на одном валу, которые обычно приводятся в движение 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. [ необходима цитата ]

Передаточное число рабочих колес на высоких скоростях было не таким высоким, как передаточное число, используемое в Allison , но частота вращения рабочего колеса - не единственный фактор, определяющий рабочие характеристики двигателя, который также зависит от размера и шага лопастей рабочего колеса. Зубчатый нагнетатель - 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 критическую высоту силовой установки. [ необходима 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). [ необходима цитата ] Двухступенчатое рабочее колесо создавало экстремальный нагрев топливно-воздушной смеси во время процесса сжатия, и, чтобы предотвратить детонацию сжатого заряда, необходимо было охладить смесь перед входом в цилиндры. Охлаждение осуществлялось в канале промежуточного охладителя, залитом в картере колеса между крыльчатками первой и второй ступеней. [ необходима цитата ]

Охлаждающая жидкость на основе этиленгликоля циркулировала насосом через этот канал для отвода избыточного тепла, выделяемого крыльчатками. Без промежуточного охладителя температура заряда может достигать 400 ° F (204 ° C). [ необходима цитата ] Сам по себе промежуточный охладитель не подходил для работы с высокой температурой, и дополнительное охлаждающее ребро и сердечник трубы были размещены между выпускным отверстием вентилятора и впускным коллектором к цилиндрам. 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. [ необходима цитата ] Эта комбинированная система снизила температуру заряда до подходящего уровня.

Дроссельные заслонки в горловине карбюратора с восходящим потоком управлялись автоматическим контролем наддува через рычаг дроссельной заслонки для поддержания выбранного давления в коллекторе при изменении высоты. Клапаны были открыты только 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). [ необходима цитата ]

Измерение давления наддува [ править ]

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 измерили свои рейтинги наддува с помощью дюймов ртутного столба (inHg). 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 избыточного [6]
избыточного давления
81 дюйм рт. Ст. =+25 фунт-сила / 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 [ править ]

В Соединенных Штатах многие излишки военных двигателей и планеров продавались относительно дешево - двумя из самых популярных товаров были североамериканские P-51 Mustang и двигатели Packard V-1650 Merlin, некоторые из которых были "усилены" и модифицированы для воздушных гонок. Bendix Trophy , Кливленд Воздушные гонки , [7] и Томпсон Трофи . Многие из этих двигателей остаются в значительной степени используется и по сей день в Drag Racing , гидропланов гонок 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. [8]

Продолжаются работы по увеличению выходной мощности Merlin для гонщиков Unlimited Class на Reno Air Races . Инновации, такие как использование Allison V-1710 шатунов и замена охладителя с ADI (Анти-Detonate инъекции) (50% дистиллированной водой и 50% метанол ), почти идентичное по своему химическому составу к военному времени Люфтвафф MW 50 системы , и аналогичная системе впрыска воды, используемой в двигателях Pratt & Whitney во время Второй мировой войны, позволили значительно увеличить выходную мощность. [9] [10]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. [11] [12]

Варианты [ править ]

  • V-1650-1 : 1390 л.с. (1040 кВт); На основании Merlin 28, используется в P-40 Kittyhawk и Curtiss XP-60 истребителей
  • 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, основной 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 [ править ]

  • Авро Ланкастер B.III / BX
  • Колокол XP-63
  • Curtiss P-40F / L Киттихаук
  • Curtiss P-60
  • de Havilland Mosquito B.VII / B.25
  • Hawker Hurricane Mk.X, XI, XII
  • Североамериканский P-51 Mustang
  • Североамериканский F-82 Twin Mustang
  • Супермарин Спитфайр Mk.XVI

Технические характеристики (V-1650) [ править ]

Общие характеристики

  • Тип: 12-цилиндровый 60-градусный поршневой авиадвигатель с жидкостным охлаждением и наддувом.
  • Диаметр цилиндра : 137,2 мм (5,4 дюйма)
  • Ход : 6 дюймов (152,4 мм)
  • Объем : 1649 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) [13]

Составные части

  • Клапанный : SOHC , два впускных и два выпускных клапана на цилиндр,штоки выпускных клапанов с натриевым охлаждением
  • Нагнетатель : двухскоростной, двухступенчатый, давление наддува автоматически связано с дроссельной заслонкой, промежуточный охладитель вода-воздух установлен между второй ступенью и двигателем.
  • Топливная система: восходящий карбюратор с двойным дросселем и автоматическим контролем смеси.
  • Тип топлива: с октановым числом 100 , с середины 1944 г. авиационное топливо класса 100/150
  • Масляная система: сухой картер с одним нагнетательным насосом и двумя продувочными насосами.
  • Система охлаждения: смесь охлаждающей жидкости 70% воды и 30% этиленгликоля под давлением.

Спектакль

  • Выходная мощность: прибл. 1380–1400 л.с.
  • Степень сжатия : 6: 1
  • Мощность к весу отношение : 0,80 л.с. / фунт (1,73 кВт / кг) взлетный; 1,21 л.с. / фунт (2,69 кВт / кг) топливо класса 100/150 / МС.

См. Также [ править ]

Связанная разработка

  • Роллс-Ройс Мерлин

Сопоставимые двигатели

  • Эллисон V-1710
  • Даймлер-Бенц ДБ 601
  • Юнкерс Юмо 213
  • Климов ВК-107
  • Микулин АМ-35

Связанные списки

  • Список авиационных двигателей

Ссылки [ править ]

Примечания [ править ]

  1. ^ Gunston 1995, стр. 144.
  2. ^ Лумсден 2003, стр. 215-216.
  3. ^ "Бизнес: Роллс-Ройсы Форда". Time Magazine , 8 июля 1940 г. Дата обращения: 26 августа 2009 г.
  4. ^ 1943 | 2161 | Архив полетов
  5. ^ Хакнелл | летающая кровать | рейс международный | 1971 | 0667 | Архив полетов
  6. ^ Gruenhagen 1980 р. 191.
  7. ^ "Кливлендские воздушные гонки". airracinghistory.freeola.com. Дата обращения: 4 сентября 2009 г.
  8. ^ Детали самолета | Канадский музей наследия боевых самолетов
  9. ^ "Фрэнк УокерWeb1.pdf" (PDF) . Архивировано 2 февраля 2013 года из оригинального (PDF) . Проверено 7 января 2014 года .
  10. ^ "Быстро - Модификации" . Архивировано из оригинального 2 -го апреля 2012 года . Проверено 28 января 2013 года .
  11. ^ «Быстро - Модификации». Архивировано 27 июля 2011 года на Wayback Machine warbirdaeropress.com. Дата обращения: 24 сентября 2011.
  12. ^ «Мастера V-12». airspacemag.com. Дата обращения: 25 сентября 2011.
  13. ^ Нет охлаждающей жидкости или топлива.

Библиография [ править ]

  • Бриджмен, Л. (ред.) Боевые самолеты Джейн времен Второй мировой войны. Лондон: Crescent, 1998. ISBN 0-517-67964-7 . 
  • Фозард, Джон В. (редактор). Сидней Камм и ураган: Перспективы главного конструктора истребителей и его лучших достижений . 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 очень-то инженер. Лондон: Эйрлайф, 1984. ISBN 1-85310-285-7 
  • Харви-Бейли, А. Мерлин в перспективе: годы борьбы. 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 . 

Внешние ссылки [ править ]

  • Мустанг - самый дальнобойный одномоторный истребитель в мире. Реклама Flight 1944 г.
  • Packard V-1650 Merlin 12-Cylinder V Коллекция отчетов 1941–1945 годов в Смитсоновском авиационном и космическом архиве