stringtranslate.com

Роллс-Ройс Кестрел

Rolls -Royce Kestrel (внутренний тип F ) — авиационный двигатель V-12 объёмом 21,25 литра (1295 дюймов³) от Rolls-Royce . Это был их первый двигатель с литым блоком цилиндров, который использовался в качестве образца для большинства будущих конструкций поршневых двигателей. [1] Использовавшийся в межвоенный период , он устанавливался на ряд британских истребителей и бомбардировщиков той эпохи, включая семейства Hawker Fury и Hawker Hart , а также Handley Page Heyford . Двигатель Kestrel также продавался международным клиентам из военно-воздушных сил; в этой роли он использовался для питания прототипов немецкого самолёта Messerschmitt Bf 109 и пикирующего бомбардировщика Junkers Ju 87 «Stuka» , поскольку двигатели Junkers Jumo 210 не были готовы к установке. [2] Несколько образцов двигателя Kestrel остаются пригодными для полётов и сегодня.

Проектирование и разработка

Источник

Ранние конструкции рядных двигателей обычно строились на литом алюминиевом картере, а цилиндры, индивидуально обработанные стальные цилиндры, прикручивались сверху. Учитывая задействованные силы, система, соединяющая цилиндры с картером, должна была быть прочной, что добавляло вес, и в целом двигатель зависел от конструкции картера, чтобы удерживать его вместе.

В 1923 году Curtiss CR выиграл Schneider Trophy 1923 года . CR был оснащен недавно представленным двигателем Curtiss D-12 , в котором отдельные цилиндры были заменены литым алюминиевым блоком. Это придало двигателю гораздо большую прочность, что позволило значительно упростить остальную часть двигателя, сделав его намного легче в целом, а также более простым в сборке, поскольку две части просто соединялись болтами за одну операцию. Также было легко переоборудовать существующие сборочные линии на новую систему, поскольку литые блоки уже производились для картера, и все, что требовалось, это новые станки для фрезерования блоков с точностью, необходимой для поршней. [3]

Curtiss D-12 был одним из самых мощных двигателей своей эпохи и продолжал обмениваться рекордами с другими современными мощными двигателями, такими как Napier Lion . В то время ни один из британских производителей авиадвигателей не мог предложить двигатель, который предлагал бы схожую мощность, и был бы таким же легким и компактным, как D-12. D-12 был лицензирован Fairey и представлен в Великобритании как Felix.

Артур Роуледж , главный конструктор в Napier и конструктор двигателя Napier Lion , присоединился к Rolls-Royce в 1921 году, чтобы занять должность «главного помощника г-на Ф. Х. Ройса». [4] [5] Роуледж создал команду для внедрения нового двигателя с использованием литого блока, но поставил цель превзойти D-12. Этого можно было достичь с помощью наддува на всех высотах, что позволило бы ему превзойти двигатели без наддува . Ранее наддув (и турбонаддув) в основном использовался для высотных конструкций, чтобы компенсировать потерю давления окружающего воздуха по мере набора высоты самолетом и тем самым поддерживать мощность. Но с новой технологией строительства двигатель был бы настолько прочным, что его можно было бы наддувать на всех высотах без перегрузки цилиндров, что позволяло бы меньшему двигателю работать так, как если бы он был больше, и, таким образом, улучшать его соотношение мощности к весу .

Прототип двигателя Kestrel был впервые запущен в 1926 году, а первый полет состоялся в 1927 году с номинальной мощностью 450 л. с. (335 кВт). В своей первоначальной форме двигатель был обычно атмосферным.

Улучшения

Обтекаемая установка Kestrel на Hawker Hind . Видна ведущая собака для стартера Hucks

Двигатель был впервые произведен в 1927 году с мощностью 450 л. с. (335 кВт), которая вскоре была улучшена в версии IB до 525 л. с. (390 кВт) путем увеличения степени сжатия до 7:1. Вариант IB широко использовался в семействе самолетов Hawker Hart , опоре британской авиации в начале 1930-х годов.

Разработка продолжилась, и модель V получила центробежный нагнетатель, увеличивший мощность до 695 л.с. (520 кВт).

Увеличение доступности более высокооктанового авиационного топлива в конце 1930-х годов позволило увеличить мощность двигателя до более высоких уровней без детонации . Двигатель Mark-XVI, используемый в прототипе Miles Master M.9, выдавал 745 л. с. (500 кВт), а вариант XXX 1940 года выпуска имел мощность 720 л. с. (537 кВт). [6]

Система охлаждения

Одним из ключевых достижений в Kestrel было использование системы охлаждения под давлением. Вода кипит при 100°C при стандартном атмосферном давлении , но это давление уменьшается с увеличением высоты, и, следовательно, точка кипения воды уменьшается с высотой . Количество тепла, отводимого системой охлаждения «воздух-воздух», является функцией максимальной температуры и объема охлаждающей жидкости, поэтому результирующее снижение охлаждающей способности стало ограничивающим фактором для мощности авиадвигателя в этот период, поскольку охлаждающая жидкость должна поддерживаться ниже точки кипения.

Решением было создать давление во всей системе охлаждения двигателя, тем самым повысив температуру, при которой закипит охлаждающая жидкость: это не только помогает смягчить снижение эффективности охлаждения с высотой, но и позволяет использовать в самолете меньшую систему охлаждения для той же тепловой нагрузки. Kestrel был построен для поддержания давления охлаждающей жидкости, чтобы поддерживать температуру кипения около 150°C. [7]

Варианты

В ранних вариантах Kestrel двигатели без наддува были доступны с двумя степенями сжатия: двигатели «A» имели степень сжатия 6:1, а двигатели «B» — высокую степень сжатия 7:1. [8] Kestrel был разработан для установки нагнетателя с зубчатым приводом , в ранних вариантах Kestrel двигатели «MS» были умеренно наддувными, а двигатели «S» — полностью наддувными. [8] Ряд вариантов Kestrel были произведены путем перестройки или модификации более ранних Marks. [9]

Дальнейшее развитие

В 1927 году, как только прототип Kestrel был завершён, возникла необходимость в более крупном и мощном двигателе для использования в летающих лодках, и началась разработка двигателя, который использовал 6-дюймовый цилиндр, по сравнению с 5-дюймовым у Kestrel, он стал Rolls -Royce Buzzard . Двигатель Buzzard (или «H») был дополнительно модифицирован для использования в Schneider Trophy как двигатель Rolls-Royce R. В 1935 году конструкция Kestrel была использована в качестве основы для разработки Rolls-Royce Merlin . [18]

Конструкция Kestrel была использована в качестве основы для Goshawk , однако самолеты, которые предполагалось оснастить двигателем Goshawk, были отменены, поэтому проект был свернут.

Kestrel также использовался в качестве основы для Peregrine (и, следовательно, Vulture ), все они использовали тот же 5-дюймовый диаметр поршня и 5,5-дюймовый ход поршня. На практике разработка двигателей Peregrine и Vulture была сокращена, а затем и вовсе отменена, чтобы выделить больше ресурсов на разработку двигателя Merlin во время войны.

В ответ на системы впрыска топлива, разработанные Bosch, в 1936 году двигатель Kestrel был оснащен системой карбюратора под давлением для улучшения подачи топлива на больших высотах. В результате поведение двигателя во время летных испытаний в институте Фарнборо было признано «...одним из самых плавных двигателей, которые они использовали на больших высотах». [19]

Приложения

По данным Ламсдена, Kestrel, возможно, не является основной силовой установкой для этих типов.

Применение в авиации
Miles Master с двигателем Kestrel
Другие приложения

Сохранившиеся пригодные для полетов двигатели

По состоянию на март 2024 года несколько двигателей Rolls-Royce Kestrel остаются пригодными к полетам и устанавливаются на оригинальные или восстановленные бипланы Hawker:

Демонстрационные двигатели

Сохранившиеся образцы двигателя Rolls-Royce Kestrel выставлены на всеобщее обозрение в:

Технические характеристики (Kestrel V)

RR Kestrel VI с открытым клапанным механизмом

Данные из Ламсдена [24]

Общая характеристика

Компоненты

Производительность

Смотрите также

Сопутствующее развитие

Сравнимые двигатели

Связанные списки

Ссылки

Цитаты

  1. ^ Ламсден 2003, стр.190.
  2. ^ Секретная гонка за лошадиную силу, стр. 93
  3. ^ Руббра 1990, стр.19.
  4. ↑ Некролог Королевского общества, 1957 г.
  5. ^ Ламсден 2003, стр.164.
  6. ^ Ламсден 2003, стр.196.
  7. ^ Руббра 1990, стр.43.
  8. ^ ab Lumsden 1994, стр. 191.
  9. ^ Ламсден 1994, стр. 183.
  10. ↑ Ламсден 1994, стр. 191–192.
  11. ^ ab Lumsden 1994, стр. 192.
  12. ^ abcdefg Ламсден 1994, с. 193.
  13. ^ Ламсден 1994, стр. 193–4.
  14. ^ abcdefghijkl Lumsden 1994, стр. 194.
  15. ^ abc Lumsden 1994, стр. 195.
  16. ^ abcdefghijkl Lumsden 1994, стр. 196.
  17. ↑ Ламсден 1994, стр. 183 и 196.
  18. ↑ Некролог Королевского общества, стр. 219.
  19. ^ Секретная гонка за лошадиную силу, стр. 33
  20. ^ Тейлор 1974 стр.232
  21. ^ Джеймс 1971 стр.203
  22. ↑ Грей 1972, стр. 96c
  23. ^ "Hawker Demon". Коллекция Шаттлворта . Архивировано из оригинала 12 февраля 2010 года.
  24. ^ Ламсден 2003, стр.195.

Библиография

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Rolls-Royce Kestrel .