Rolls-Royce Crecy - Rolls-Royce Crecy

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

Rolls-Royce Crecy brytyjski eksperymentalny dwusuwowy , 90 stopni, V12 , chłodzone cieczą silników lotniczych z 1,593.4 cu.in (26,11 L ) mocy , wyposażony w zawory rękaw i bezpośredniego wtrysku benzyny . Początkowo przeznaczony do szybkiego myśliwca przechwytującego „sprint”, Crecy był później postrzegany jako ekonomiczna jednostka napędowa dalekiego zasięgu. 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 anulowany w grudniu 1945 roku, wyprzedzony przez postępy w rozwoju silników odrzutowych .

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

Projektowanie i rozwój

Początki

Sir Henry Tizard , przewodniczący Komitetu Badań Lotniczych (ARC), był orędownikiem o „sprint” silnik do samolotu myśliwskiego o dużej mocy i przewidział potrzebę takiego napędowego już w 1935 roku z groźbą niemieckiego lotnictwa zbliża . Sugerowano, że Tizard wpłynął na swojego osobistego przyjaciela Harry'ego Ricardo, aby rozwinąć to, co ostatecznie stało się Crecy. Pomysł został oficjalnie omówiony po raz pierwszy na posiedzeniu podkomisji silników w grudniu 1935 roku.

„Przewodniczący zauważył, że jeśli pragnieniem Ministerstwa Lotnictwa było opracowanie typu silnika sprinterskiego do obrony domu… ​​pojawiło się pytanie, w jakim stopniu można pominąć zużycie paliwa. Pan Ricardo poruszył tę kwestię w niedawna rozmowa polegająca na pytaniu, czy wysokie zużycie paliwa może być niedopuszczalne w pewnych okolicznościach, ponieważ jeśli tak, badanie możliwości dwusuwowego silnika benzynowego wydawało się atrakcyjne”.

—  Henry Tizard, Rolls-Royce Crecy

Wcześniejsze doświadczenia zdobyte w latach 1927-1930 przy użyciu dwóch przerobionych silników Rolls-Royce Kestrel w ramach kontraktu z Ministerstwem Lotnictwa dowiodły wartości dalszych badań nad projektem dwusuwowego zaworu tulejowego. Oba te silniki zostały początkowo przekonwertowane do pracy z zaworem tulejowym diesla o niższej mocy wyjściowej niż zauważono w pierwotnym projekcie, wraz ze zwiększonymi awariami mechanicznymi, chociaż jeden przerobiony Kestrel został następnie z powodzeniem wykorzystany przez kapitana George'a Eystona w rekordowym samochodzie o nazwie Prędkość wiatru . Drugi silnik został następnie przerobiony na wtrysk benzyny, co dało znaczny wzrost mocy w stosunku do standardowej Kestrel.

Rozwój jednocylindrowy rozpoczął się w 1937 roku przez inżyniera projektu Harry'ego Wooda przy użyciu jednostki testowej zaprojektowanej przez Ricardo. Crecy był pierwotnie pomyślany jako silnik o zapłonie samoczynnym, a Rolls-Royce wcześniej przerobił silnik Kestrel na silnik Diesla. 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 zachowując 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 Eddie 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 zapłonu wynosi 30 ° BTDC i 15 lbf / in² (100 kPa ) sprężarka impuls było typowe. W testach laboratoryjnych wyprodukował 1400 koni mechanicznych (1000 kW), ale wystąpiły problemy z wibracjami i chłodzeniem tłoków i tulei. Oszacowano, że ciąg wytwarzany przez wyjątkowo głośny dwusuwowy układ wydechowy odpowiada 30% wzrostowi mocy na śmigle, oprócz mocy znamionowej silnika. Moc silnika była interesująca sama w sobie, ale dodatkowy ciąg wydechowy przy dużej prędkości mógł uczynić z niego użyteczną przerwę między silnikami, takimi jak Rolls-Royce Merlin, a oczekiwanymi silnikami odrzutowymi. Numery seryjne były parzyste, ponieważ praktyka Rolls-Royce'a polegała na tym, aby dla silników obracających się zgodnie z ruchem wskazówek zegara , patrząc od przodu, mieć numery parzyste .

Zawory tulejowe

Że tłokowe zawory rękaw był otwarty, zamiast uszczelniania w głowicy śmieci . Otwarty koniec odsłonił otwory wylotowe wysoko w ścianie cylindra w dolnej części skoku rękawów, pozostawiając otwory wycięte w rękawie, aby obsłużyć tylko przychodzący ładunek. Tuleje miały skok 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 konstrukcją z obrotowym zaworem tulejowym, która została zapoczątkowana przez Roya Feddena i zastosowana z powodzeniem po raz pierwszy w silniku lotniczym Bristol Perseus w 1932 roku.

Turbina doładowująca i wydechowa

Doładowania zastosowano do wymuszenia ładunku do cylindra, a nie kompresji skrzyni korbowej, jak w większości silników dwusuwowych. Umożliwiło to zastosowanie konwencjonalnego układu smarowania, zamiast typu total-lost, jaki występuje w wielu silnikach dwusuwowych. Zastosowano ładunek uwarstwiony : paliwo wtryskiwano do bańkowego rozszerzenia komory spalania, gdzie dwie świece zapłonowe zapalały bogatą mieszankę. Obsługiwaną proporcje powietrze paliwowe od 15 do 23: 1, były dostępne w celu kierowania energii wytwarzanej pomiędzy maksymalnie 60%. Bogata mieszanka utrzymywana w pobliżu świec zapłonowych zmniejszała detonację , pozwalając na wyższe stopnie sprężania lub doładowanie doładowania. Do osiągnięcia biegu jałowego 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 turbosprężarki podczas dławienia, a tym samym zużycie paliwa przy mocy przelotowej.

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

Tabela podsumowująca testy

W poniższej tabeli podsumowano program przebiegu testowego, godziny pracy i wyszczególniono niektóre z napotkanych awarii.
Dane z:

Silnik Data Uwagi Godziny pracy
Crecy 2 11 kwietnia 1941 Pierwszy bieg. Jednoczęściowy blok/głowica cylindrów. Testowanie zostało przerwane z powodu awarii tłoka. 69
październik 1942 –
grudzień 1942 		Trzy przebudowy w tym okresie, testy zatrzymano po 35 godzinach z powodu zatarcia tłoka. 67
luty 1943 –
lipiec 1943 		Konwertowany do konfiguracji Mk II (oddzielne głowice cylindrów), trzy przebudowy w tym okresie. Zdany test akceptacyjny Ministerstwa Lotnictwa. 38
marzec 1944 –
lipiec 1944 		Pięć przebudów w tym okresie. Zamontowane rury wtryskiwaczy o jednakowej długości, zmodyfikowany napęd doładowania. Dwie awarie, zatarcie zaworu tulejowego i awaria napędu doładowania. 82
sierpień 1944 –
listopad 1944 		Pomyślny test typu zaliczony (112 godzin). Kontrola po uruchomieniu wykazała pęknięte łożyska o dużym końcu , tłoki, obudowę przekładni redukcyjnej i mimośrodowe łożysko napędu tulei zaworu. 150
marzec 1945 –
kwiecień 1945 		Próba wytrzymałości, awaria tłoka po 27 godzinach. Dwie przebudowy w tym okresie. 49
(Całkowita liczba godzin: 461 )
Crecy 4 listopad 1941 Brak dostępnych raportów. 55
lipiec 1942 –
sierpień 1942 		Trzy przebudowy, udany 50-godzinny test, drugi 50-godzinny test przerwany po awarii bloku cylindrów spowodowanej pękaniem. 80
wrzesień 1942 –
październik 1942 		Dwie przebudowy. Ukończono 25-godzinny test pomyślnie, drugi test został zatrzymany po czterech godzinach pracy z powodu awarii zaworu tulejowego. 55
(Całkowita liczba godzin: 293 )
Crecy 6 lipiec 1943 –
luty 1944 		Pierwszy silnik zbudowany jako Mk II. Osiem przebudów w tym okresie, awarie obejmowały awarię napędu doładowania i pęknięcie śruby mimośrodowego napędu tulei zaworu. 126
maj 1944 –
wrzesień 1944 		Cztery przebudowy. Awaria elastycznego napędu doładowania i zatarcie zaworu tulejowego. 93
listopad 1944 –
luty 1945 		Trzy przebudowy, awaria łożyska głównego, awaria tłoka. 128
czerwiec 1945 –
sierpień 1945 		Jedna odbudowa, test wytrzymałościowy zatrzymany po 95 godzinach z powodu awarii napędu zaworu tulejowego, 40 godzin pracy z zamontowanym śmigłem. 132
(Całkowita liczba godzin: 481 )
Crecy 8 wrzesień 1943 –
marzec 1944 		Osiem przebudów, pomyślnie zakończony test wytrzymałościowy. 207
kwiecień 1944 Awaria napędu doładowania. 73
czerwiec 1944 –
wrzesień 1944 		Pięć przebudów, nie zgłoszono żadnych awarii. 32
październik 1944 –
grudzień 1945 		Dwie przebudowy, awaria tłoka, silnik wyposażony w turbinę wydechową. 22
(Całkowita liczba godzin: 336 )
Crecy 10 sierpień 1944 –
luty 1945 		Sześć przebudów, stopiony kolektor wlotowy po siedmiu godzinach, zatarcie zaworu tulejowego 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 pracują bez doładowania. Awaria zaworu rękawowego i napędu doładowania. 82
(Całkowita liczba godzin: 166 )
Crecy 12 styczeń 1945 –
październik 1945 		Cztery przebudowy, zamontowana turbina wydechowa. Awaria turbiny, awaria tłoka i awaria napędu zaworu tulejowego. (Całkowita liczba godzin: 67 )

Anulowanie

Postęp w rozwoju silników odrzutowych wyprzedził Crecy i zastąpił potrzebę tego silnika. W rezultacie prace nad projektem przerwano 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 mocy 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 z silnikami V12 przepracowano łącznie 1060 godzin, z kolejnymi 8600 godzinami testów z silnikami V-twins. Los sześciu silników Crecy pozostaje nieznany.

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

Aplikacje (projektowane)

Hawker Henley typu przeznaczone do początkowej testowa dla Crecy

Latem 1941 roku Supermarine Spitfire Mk II P7674 został dostarczony do Hucknall i wyposażony w makietę Crecy , aby umożliwić zaprojektowanie rysunków maski i szczegółów systemu. Planowano, że pierwszy seryjny Spitfire Mk III zostanie dostarczony do Hucknall na początku 1942 roku w celu zamontowania zdatnego do lotu Crecy, ale to nigdy nie miało miejsca. W raporcie Royal Aircraft Establishment (nr E.3932) z marca 1942 oszacowano osiągi Spitfire'a wyposażonego w silnik Crecy i porównano je do wariantu napędzanego silnikiem Griffon 61 . W raporcie stwierdzono, że maksymalna moc wyjściowa Crecy byłaby zbyt duża dla płatowca Spitfire, ale obniżona wersja miałaby znaczny wzrost wydajności w porównaniu z myśliwcem napędzanym silnikiem Griffon.

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

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

W miarę zbliżania się możliwości silnika zdolnego do lotu, 28 marca 1943 roku Hawker Henley L3385 został dostarczony do Hucknall w celu zamontowania go w Crecy. Jednak silnik nigdy nie stał się dostępny i samolot pozostał w Hucknall do czasu złomowania go 11 września 1945 roku.

Od 1943 rozważano szereg powojennych projektów transportowych, wykorzystujących unikalne cechy Crecy do zastosowań lądowych, morskich i powietrznych. Nikt nie dotarł dalej niż do deski kreślarskiej.

Specyfikacje

Dane z Rolls-Royce Crecy.

Ogólna charakterystyka

  • Typ: 12-cylindrowy, chłodzony cieczą, dwusuwowy silnik tłokowy z doładowaniem;
  • Otwór : 5,1 cala (129,5 mm)
  • Skok : 6,5 cala (165,1 mm)
  • Pojemność : 1536 in³ (26 l)
  • Sucha masa : 1900 funtów (862 kg)

składniki

Wydajność

Zobacz też

Powiązany rozwój

Porównywalne silniki

Powiązane listy

Bibliografia

Uwagi

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 - pamięta projektant: Seria historyczna nr 16 :Rolls Royce Heritage Trust, 1990. ISBN  1-872922-00-7