Rolls-Royce Crecy

Rolls-Royce Crecy.jpg
Crecy
Rolls-Royce Crecy
Typ Chłodzony cieczą dwusuwowy silnik tłokowy V-12
Producent Rolls-Royce Limited
Projektant Eddie Gass (główny projektant)
Pierwszy bieg 11 kwietnia 1941 r
Główne zastosowania Nie latał (przeznaczony dla Supermarine Spitfire )
Numer zbudowany 6 plus 8 jednostek testowych V-twin

Rolls -Royce Crecy był brytyjskim eksperymentalnym dwusuwowym , 90-stopniowym, V12 , chłodzonym cieczą silnikiem lotniczym o pojemności 1593,4 cala sześciennego (26,11 l ) , wyposażonym w zawory tulejowe i bezpośredni wtrysk benzyny . Początkowo przeznaczony dla szybkiego myśliwca przechwytującego „sprint”, Crecy był później postrzegany jako ekonomiczna jednostka napędowa dalekiego zasięgu na dużych wysokościach. Opracowany w latach 1941-1946 był jednym z najbardziej zaawansowanych dwusuwowych silników lotniczych, jakie kiedykolwiek zbudowano. Silnik nigdy nie przeszedł prób w locie, a projekt został odwołany w grudniu 1945 r., Wyprzedzony przez postęp w silnika odrzutowego .

Silnik został nazwany na cześć bitwy pod Crécy , po tym, jak Rolls-Royce wybrał bitwy jako temat nazewnictwa swoich dwusuwowych silników lotniczych. Rolls-Royce nie opracował innych silników tego typu.

Projektowanie i rozwój

Pochodzenie

Sir Henry Tizard , przewodniczący Komitetu Badań Lotniczych (ARC), był zwolennikiem silnika „sprint” dużej mocy do samolotów myśliwskich i przewidział potrzebę takiej jednostki napędowej już w 1935 r., Gdy nadciągała niemiecka siła powietrzna . Sugerowano, że Tizard wpłynął na swojego osobistego przyjaciela Harry'ego Ricardo , aby rozwinął to, co ostatecznie stało się Crecy. Pomysł został oficjalnie omówiony po raz pierwszy na posiedzeniu podkomisji silnikowej w grudniu 1935 roku.

„Przewodniczący zauważył, że jeśli Ministerstwu Lotnictwa zależało na opracowaniu typu silnika sprinterskiego do obrony kraju… pojawia się pytanie, jak dalece można pominąć zużycie paliwa. Pan Ricardo poruszył tę kwestię w niedawną rozmowę, pytając, czy wysokie zużycie paliwa może być niedopuszczalne w pewnych okolicznościach, bo jeśli tak, badanie możliwości dwusuwowego silnika benzynowego wydawało się atrakcyjne”.

— Henry Tizard, The Rolls-Royce Crecy

Wcześniejsze doświadczenia zdobyte w latach 1927-1930 przy użyciu dwóch przerobionych silników Rolls-Royce Kestrel w ramach kontraktu Ministerstwa Lotnictwa dowiodły wartości dalszych badań nad dwusuwową konstrukcją z zaworami tulejowymi. Oba te silniki zostały początkowo przystosowane do tulejowymi silnika wysokoprężnego z niższą mocą wyjściową niż oryginalny projekt, a także zwiększoną awarią mechaniczną, chociaż jeden przerobiony Kestrel był następnie z powodzeniem używany przez kapitana George'a Eystona w rekordzie prędkości na lądzie samochód o nazwie Prędkość wiatru . Drugi silnik został dodatkowo przerobiony na wtrysk benzyny, co dało wyraźny wzrost mocy w stosunku do standardowego Kestrel.

Rozwój jednocylindrowy rozpoczął się w 1937 roku pod kierunkiem inżyniera projektu Harry'ego Wooda przy użyciu jednostki testowej zaprojektowanej przez Ricardo. Crecy został pierwotnie pomyślany jako silnik o zapłonie samoczynnym , a Rolls-Royce wcześniej przerobił silnik Kestrel na olej napędowy. Zanim rozpoczęli prace nad samym Crecy, we współpracy z firmą Ricardo , Ministerstwo Lotnictwa podjęło decyzję o powrocie do bardziej konwencjonalnego układu z zapłonem iskrowym, chociaż nadal zachowuje wtrysk paliwa.

Opis techniczny

Crecy został opisany jako jeden z najbardziej zaawansowanych dwusuwowych silników lotniczych, jakie kiedykolwiek zbudowano.

Pierwszy kompletny silnik V12 został zbudowany w 1941 roku, zaprojektowany przez zespół kierowany przez Harry'ego Wooda z Eddiem Gassem jako głównym projektantem. Średnica otworu wynosiła 5,1 cala (129,5 mm), skok 6,5 cala (165,1 mm), stopień sprężania 7: 1 i waga 1900 funtów (862 kg). Kąt wypalania wynosił 30 stopni BTDC i doładowanie 15 lbf / in² (100 kPa ) wzrost był typowy. Podczas testów na stanowisku produkował moc 1400 koni mechanicznych (1000 kW), ale występowały problemy z wibracjami oraz chłodzeniem tłoków i tulei. Oszacowano, że ciąg wytwarzany przez wyjątkowo głośny dwusuwowy wydech odpowiada 30% wzrostowi mocy na śrubie napędowej w stosunku do znamionowej mocy silnika. Moc silnika była interesująca sama w sobie, ale dodatkowy ciąg wydechu przy dużej prędkości mógł sprawić, że był to użyteczny przystanek między silnikami, takimi jak Rolls -Royce Merlin i przewidywane silniki odrzutowe. Numery seryjne były parzyste, ponieważ praktyką Rolls-Royce'a było umieszczanie parzystych numerów silników obracających się zgodnie z ruchem wskazówek zegara , patrząc od przodu.

Zawory tulejowe

Zawory tulei posuwisto- zwrotnej były otwarte, a nie uszczelniane w głowicy złomu . Otwarty koniec odsłonił otwory wylotowe wysoko w ścianie cylindra u dołu skoku tulei, pozostawiając otwory wycięte w tulei, aby obsłużyć tylko napływający ładunek. Tuleje miały skok równy 30% skoku tłoka przy 1,950 cala (49,5 mm) i działały 15 stopni przed wałem korbowym . Zawory tulejowe Crecy miały podobną konstrukcję, ale różniły się działaniem w porównaniu z zaworem obrotowym , którego pionierem był Roy Fedden i po raz pierwszy z powodzeniem zastosowany w silniku lotniczym Bristol Perseus w 1932 roku.

Turbina doładowania i wydechu

Do wtłaczania ładunku do cylindra zastosowano doładowanie, a nie kompresję skrzyni korbowej, jak w większości silników dwusuwowych. Pozwoliło to na zastosowanie konwencjonalnego układu smarowania, zamiast typu całkowitej utraty występującego w wielu silnikach dwusuwowych. ładunek warstwowy : paliwo wtryskiwano do przypominającego bańkę przedłużenia komory spalania , gdzie dwie świece zapłonowe zapalały bogatą mieszankę. Dostępne stosunki powietrza do paliwa od 15 do 23: 1, aby regulować wytwarzaną moc od maksimum do 60%. Bogata mieszanka utrzymywana w pobliżu świec została zmniejszona detonacja , umożliwiając wyższe stopnie sprężania lub doładowanie doładowania. Do osiągnięcia pracy na biegu jałowym zastosowano również dławienie doładowania. Przepustnice doładowania były nowatorskimi typami wirów, zmieniając efektywny kąt natarcia łopatek wirnika od 60 do 30 stopni. Zmniejszyło to moc wymaganą do napędzania sprężarki doładowującej po dławieniu, a tym samym zużycie paliwa przy mocy przelotowej.

Późniejsze testy obejmowały użycie turbiny wydechowej , która była pomniejszoną wersją turbiny używanej w turboodrzutowym Whittle W.1 , pierwszym brytyjskim silniku odrzutowym, który latał. W przeciwieństwie do konwencjonalnej turbosprężarki , turbina była połączona z pomocniczym wałem napędowym silnika i działała jako urządzenie do odzyskiwania mocy . Uważano, że zastosowanie turbiny obniży zużycie paliwa, umożliwiając stosowanie silnika w większych samolotach transportowych. Zostało to potwierdzone podczas testów, ale zdarzały się awarie spowodowane poważnym przegrzaniem i pęknięciami wału napędowego.

Tabela podsumowania testu


Poniższa tabela podsumowuje przebieg programu testowego, liczbę godzin pracy i wyszczególnia niektóre napotkane awarie. Dane z:

Silnik Data Notatki Godziny biegu
Krecy 2 11 kwietnia 1941 r Pierwszy bieg. Jednoczęściowy blok cylindrów/głowica. Testowanie przerwano z powodu awarii tłoka. 69

Październik 1942 - grudzień 1942 		Trzy przebudowy w tym okresie, testy przerwano po 35 godzinach z powodu zatarcia tłoka. 67

luty 1943 – lipiec 1943 		Konwersja do konfiguracji Mk II (oddzielne głowice cylindrów), trzy przebudowy w tym okresie. Test akceptacyjny Ministerstwa Lotnictwa zdany. 38

marzec 1944 – lipiec 1944 		Pięć przebudów w tym okresie. Zamontowane rury wtryskiwaczy o równej długości, zmodyfikowany napęd doładowania. Dwie awarie, zatarcie zaworu tulei i awaria napędu doładowania. 82

sierpień 1944 – listopad 1944 		Pomyślnie przeszedł test typu (112 godzin). Kontrola po uruchomieniu wykazała pęknięte korbowodu , tłoki, obudowę przekładni redukcyjnej i łożysko napędu mimośrodowego zaworu tulei. 150

marzec 1945 – kwiecień 1945 		Próba wytrzymałości, awaria tłoka po 27 godzinach. Dwie przebudowy w tym okresie.
49 (Suma godzin: 461 )
Krecy 4 listopad 1941 Brak dostępnego raportu. 55

lipiec 1942 – sierpień 1942 		Trzy przebudowy, udany 50-godzinny test, drugi 50-godzinny test przerwano po awarii bloku cylindrów z powodu pęknięcia. 80

wrzesień 1942 – październik 1942 		Dwie przebudowy. Pomyślnie ukończono 25-godzinny test, drugi test został zatrzymany po czterech godzinach pracy z powodu awarii zaworu tulei.
55 (Całkowita liczba godzin: 293 )
Krecy 6
lipiec 1943 – luty 1944 		Pierwszy silnik zbudowany jako Mk II. Osiem przebudów w tym okresie, awarie obejmowały awarię napędu doładowania i pęknięcie mimośrodowej śruby napędowej zaworu tulei. 126

maj 1944 – wrzesień 1944 		Cztery przebudowy. Awaria elastycznego napędu doładowania i zatarcie zaworu tulei. 93

listopad 1944 – luty 1945 		Trzy przebudowy, awaria głównego łożyska, awaria tłoka. 128

czerwiec 1945 – sierpień 1945 		Jedna przebudowa, test wytrzymałościowy zatrzymany po 95 godzinach z powodu awarii napędu zaworu tulei, 40 godzin pracy z zamontowaną śrubą napędową.
132 (Suma godzin: 481 )
Krecy 8
wrzesień 1943 – marzec 1944 		Osiem przebudów, test wytrzymałości zakończony pomyślnie. 207
kwiecień 1944 r Awaria napędu doładowania. 73

czerwiec 1944 – wrzesień 1944 		Pięć przebudów, brak zgłoszonych awarii. 32

Październik 1944 – grudzień 1945 		Dwie przebudowy, awaria tłoka, silnik wyposażony w turbinę wydechową.
22 (Suma godzin: 336 )
Krecy 10
sierpień 1944 – luty 1945 		Sześć przebudów, stopiony kolektor dolotowy po siedmiu godzinach, zatarcie zaworu tulei po kolejnych czterech godzinach. Dwie awarie pompy wtryskowej. 53

marzec 1945 – czerwiec 1945 		Jedna przebudowa, awaria tłoka. 30

lipiec 1945 – wrzesień 1945 		Dwie przebudowy, zamontowana turbina wydechowa, niektóre działają bez doładowania. Awaria zaworu tulejowego i napędu doładowania.
82 (Suma godzin: 166 )
Krecy 12
styczeń 1945 – październik 1945 		Cztery przebudowy, zamontowana turbina wydechowa. Awaria turbiny, awaria tłoka i awaria napędu zaworu tulejowego. (Suma godzin: 67 )

Anulowanie

Postęp w rozwoju silników odrzutowych wyprzedził rozwój Crecy i zastąpił zapotrzebowanie na ten silnik. W rezultacie prace nad projektem zakończono w grudniu 1945 r., kiedy to zbudowano tylko sześć kompletnych egzemplarzy, jednak w trakcie projektu zbudowano dodatkowe osiem V-bliźniaków. Crecy s / n 10 osiągnął 1798 koni mechanicznych (1341 kW) w dniu 21 grudnia 1944 r., Co po dostosowaniu do włączenia turbiny wydechowej odpowiadałoby 2500 koni mechanicznych (1900 kW). Kolejne testy jednocylindrowe przeprowadzone na silniku Ricardo E65 osiągnęły równowartość 5000 koni mechanicznych (3700 kW) dla całego silnika. Do czerwca 1945 roku na silnikach V12 przepracowano łącznie 1060 godzin, a kolejne 8600 godzin testowano na silnikach V-twin. Los sześciu silników Crecy pozostaje nieznany.

Crecy okazał się wyjątkowym ćwiczeniem, a Rolls-Royce nie opracował żadnych innych dwusuwowych silników lotniczych, cała koncepcja zaawansowanych silników tłokowych w tamtym czasie została wyprzedzona przez pojawienie się praktycznego silnika odrzutowego .

Zastosowania (przewidywane)

Latem 1941 roku Supermarine Spitfire Mk II P7674 został dostarczony do Hucknall i wyposażony w makietę Crecy , aby umożliwić zaprojektowanie rysunków osłon i szczegółów systemu. Planowano, że pierwszy produkcyjny Spitfire Mk III zostanie dostarczony do Hucknall na początku 1942 roku w celu zamontowania zdatnego do lotu samolotu Crecy, ale nigdy do tego nie doszło. Raport Royal Aircraft Establishment (nr E.3932) z marca 1942 r. Oszacował osiągi Spitfire'a wyposażonego w silnik Crecy i porównał je z Griffon 61 -wersja zasilana. W raporcie stwierdzono, że maksymalna moc wyjściowa Crecy byłaby zbyt duża dla płatowca Spitfire, ale obniżona wersja przyniosłaby znaczny wzrost wydajności w porównaniu z myśliwcem napędzanym Griffon.

Badania nad komarem de Havilland wykazały również, że powoduje on złożone problemy z instalacją Crecy.

W 1942 roku Rolls-Royce Hucknall otrzymał North American P-51 Mustang do prób instalacji silnika. To skłoniło do serii badań nad wersją Crecy i Mustang okazał się bardziej odpowiednim wierzchowcem niż Spitfire. Jednak te badania nie były kontynuowane.

Gdy zbliżała się możliwość stworzenia silnika zdolnego do lotu, 28 marca 1943 r. Hawker Henley L3385 został dostarczony do Hucknall w celu zamontowania go w Crecy. Jednak silnik nigdy nie stał się dostępny, a samolot pozostał w Hucknall do złomowania 11 września 1945 r.

Od 1943 roku rozważano szereg powojennych projektów transportowych, wykorzystujących unikalne cechy Crecy do zastosowań lądowych, morskich i powietrznych. Żaden nie doszedł dalej niż deska kreślarska.

Specyfikacje

Dane z The Rolls-Royce Crecy.

Charakterystyka ogólna

składniki

Wydajność

Zobacz też

Powiązany rozwój

Porównywalne silniki

Powiązane listy

Notatki

Cytaty

Bibliografia

  •   Nahum, A., Foster-Pegg, RW, Birch, D. Rolls-Royce Crecy , Rolls-Royce Heritage Trust. Derby, Anglia. 1994 ISBN 1-872922-05-8
  •   Gunston, Bill . Światowa encyklopedia silników lotniczych . Cambridge, Anglia. Patrick Stephens Limited, 1989. ISBN 1-85260-163-9
  •   Hiett, GF, Robson, JVB Dwusuwowy silnik z zaworem tulejowym dużej mocy do samolotów: opis rozwoju dwusuwowych jednostek badawczych z wtryskiem benzyny zbudowanych i przetestowanych w laboratorium panów Ricardo & Co. Ltd. Czasopismo: Inżynieria lotnicza i technologia kosmiczna . Rok: 1950 Tom: 22 Wydanie: 1 Strona: 21 - 23. ISSN 0002-2667
  •   Lumsden, Alec. Brytyjskie silniki tłokowe i ich samoloty . Marlborough, Wiltshire: Airlife Publishing, 2003. ISBN 1-85310-294-6 .
  •   Rubbra, AA Rolls-Royce Piston Aero Engines - wspomina projektant: Seria historyczna nr 16 : Rolls-Royce Heritage Trust, 1990. ISBN 1-872922-00-7
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Rolls-Royce_Crecy&oldid=1128870838 ”