Роллс-Ройс Креси - Rolls-Royce Crecy

Crecy
	Роллс-Ройс Crecy
Тип	V12 с жидкостным охлаждением двухтактный поршневой двигатель
Производитель	Rolls-Royce Limited
Разработано	Эдди Гасс (главный конструктор)
Первый забег	11 апреля 1941
Основные приложения	Не летал (предназначен для Супермарин Спитфайр )
Количество построенных	6 плюс 8 V-образный твин тестовые единицы

В Роллс-Ройс Креси был необычным британским экспериментальным двухтактный, 90 градусов, V12 с жидкостным охлаждением авиадвигатель из 1536 cu.in (26 L ) емкость, с участием втулочные клапаны и прямой впрыск бензина. Первоначально предназначенный для высокоскоростного истребителя-перехватчика "спринт", Crecy позже рассматривался как экономичная высотная силовая установка большой дальности. Разработанный между 1941 и 1946 годами, он был одним из самых передовых двухтактных авиадвигателей из когда-либо построенных. Двигатель так и не дошел до летных испытаний, и в декабре 1945 года проект был отменен из-за прогресса реактивный двигатель разработка.

Двигатель был назван в честь Битва при Креси, после того, как Rolls-Royce выбрал битвы в качестве темы для названия своих двухтактных авиадвигателей. Других двигателей этого типа компания Rolls-Royce не разрабатывала.

Дизайн и развитие

Происхождение

Сэр Генри Тизард, Председатель Комитет по авиационным исследованиям (ARC), был сторонником мощного «спринтерского» двигателя для истребителей и предвидел необходимость в такой силовой установке еще в 1935 г. угроза немецкой авиации надвигающийся. Было высказано предположение, что Тизард повлиял на своего личного друга Гарри Рикардо разработать то, что в конечном итоге стало Crecy.^[1] Впервые эта идея была официально обсуждена на заседании подкомитета по двигателям в декабре 1935 года.

«Председатель заметил, что, если министерство авиации хотело разработать тип спринтерского двигателя для обороны страны ... возник вопрос, насколько можно пренебречь расходом топлива. Г-н Рикардо поднял этот вопрос в недавний разговор с вопросом о том, может ли высокий расход топлива быть недопустимым при определенных обстоятельствах, поскольку в этом случае исследование возможностей двухтактного бензинового двигателя показалось привлекательным ».
— Генри Тизард, Rolls-Royce Crecy

Предыдущий опыт, полученный между 1927 и 1930 годами при использовании двух переделанных Роллс-Ройс пустельга Двигатели, заключенные по контракту с Министерством авиации, подтвердили ценность дальнейших исследований конструкции двухтактного двигателя с гильзой с клапаном. Оба этих двигателя изначально были переоборудованы в дизель работа с клапаном втулки с более низкой выходной мощностью, чем исходная конструкция, отмеченная наряду с увеличением механических отказов, хотя одна переделанная пустельга впоследствии успешно использовалась Капитан Джордж Эйстон в автомобиле с рекордом наземной скорости Скорость ветра.^[2] Второй двигатель был дополнительно преобразован в систему впрыска бензина, что позволило значительно увеличить мощность по сравнению со стандартной Kestrel.^[3]

Разработка одноцилиндрового двигателя началась в 1937 году под руководством инженера-проектировщика Гарри Вуда с использованием испытательной установки, разработанной Рикардо. Crecy изначально задумывался как двигатель с воспламенением от сжатия и Rolls-Royce ранее переоборудовали Пустельга двигатель для работы на дизеле. К тому времени, когда они начали разработку самого Crecy, вместе с Компания Рикардо, решение было принято Министерство авиации вернуться к более традиционной схеме с искровым зажиганием, но с сохранением впрыска топлива.

Техническое описание

Crecy был описан как один из самых совершенных двухтактных авиадвигателей из когда-либо созданных.^[4]

Первый полный двигатель V12 был построен в 1941 году командой под руководством Гарри Вуда с Эдди Гассом в качестве главного конструктора. Отверстие было 5,1 дюйма (129,5 мм), Инсульт 6,5 дюйма (165,1 мм), коэффициент сжатия 7: 1 и вес 1900 фунтов (862 кг).^[5] В угол стрельбы было 30 градусов BTDC, и 15 фунт-сила / дюйм² (100 кПа ) нагнетатель повышение было типичным. При стендовых испытаниях он выдал 1400 лошадиных сил (1000 кВт), но были проблемы с вибрацией и охлаждением поршней и гильз.^[6] Тяга, создаваемая исключительно громким двухтактным выхлопом, была оценена как эквивалент увеличения мощности на 30% на пропеллер сверх номинальной мощности двигателя. Мощность двигателя была интересна сама по себе, но дополнительная тяга выхлопных газов на высокой скорости могла бы сделать его полезным тормозным промежутком между двигателями, такими как Роллс-Ройс Мерлин и ожидаемые реактивные двигатели. Серийные номера были четными, потому что практика Rolls-Royce должна была иметь четные номера для вращающихся двигателей. по часовой стрелке если смотреть спереди.

Рукавные клапаны

В возвратно-поступательный муфтовые клапаны были с открытым концом, а не с уплотнением в мусорная голова. Открытый конец открывал выпускные отверстия высоко в стенке цилиндра в нижней части хода гильз, оставляя отверстия в гильзе только для приема входящего заряда. Втулки имели ход 30% хода поршня при 1,950 дюйма (49,5 мм) и срабатывали на 15 градусов впереди поршня. коленчатый вал.^[5] Муфтовые клапаны Crecy имели аналогичную конструкцию, но отличались по принципу действия от клапанов. вращающийся конструкция втулочного клапана, впервые разработанная Рой Федден, и впервые успешно использованный в авиационном двигателе, Бристоль Персей, в 1932 году.^[7]

Наддув и выхлопная турбина

Для нагнетания заряда в цилиндр использовался наддув, а не сжатие картера, как на большинстве двухтактных двигателей. Это позволило использовать обычную систему смазки вместо системы с полным объемом потерь, которая есть во многих двухтактных двигателях. Стратифицированный заряд был использован: топливо впрыскивалось в колбообразное продолжение камера сгорания где близнец Свечи зажигания зажег богатую смесь. Работоспособен соотношение воздух-топливо от 15 до 23: 1 были доступны для регулирования производимой мощности от максимальной до 60%. Сохранение богатой смеси возле свечей зажигания уменьшено детонация, позволяя более высокие степени сжатия или наддува нагнетателя. Дросселирование нагнетателя также использовалось для достижения холостого хода. Дроссели нагнетателя были нового типа вихрей, изменяющих эффективную угол атаки лопастей рабочего колеса от 60 до 30 градусов. Это снизило мощность, необходимую для привода нагнетателя при дросселировании, и, следовательно, потребление топлива при крейсерской мощности.

Более поздние испытания включали использование выхлопной системы. турбина которая была полумасштабной версией той, что использовалась в Whittle W.1 турбореактивный, первый британский реактивный двигатель. В отличие от обычного турбокомпрессор турбина была соединена с вспомогательным приводным валом двигателя и действовала как устройство восстановления питания. Считалось, что использование турбины снизит расход топлива, что позволит использовать двигатель в более крупных транспортных самолетах. Это было подтверждено во время испытаний, но имели место отказы из-за сильного перегрева и поломки приводного вала.^[8]

Сводная таблица испытаний

В следующей таблице приводится сводная информация о программе выполнения теста, количестве часов работы и выделены некоторые из возникших сбоев.
Данные из:^[9]

Двигатель	Дата	Примечания	Часы работы
Crecy 2	11 апреля 1941 г.	Первый забег. Цельный блок цилиндров / головка. Тестирование остановлено из-за отказа поршня.	69
	Октябрь 1942 г. - Декабрь 1942 г.	Три ремонта за этот период, испытания прекратились через 35 часов из-за заклинивания поршня.	67
	Февраль 1943 г. - Июль 1943 г.	Переоборудован в конфигурацию Mk II (отдельные головки блока цилиндров), за этот период три перестройки. Приемочные испытания Министерства авиации прошли.	38
	Март 1944 г. - Июль 1944 г.	За это время было проведено пять перестроек. Установлены форсунки одинаковой длины, модифицированный привод нагнетателя. Два отказа, заклинивание золотникового клапана и отказ привода нагнетателя.	82
	Август 1944 г. - Ноябрь 1944 г.	Типовой тест пройден успешно (112 часов). Проверка после прогона выявила трещины большой конец подшипники, поршни, корпус редуктора и подшипник эксцентрикового привода втулки клапана.	150
	Март 1945 г. - Апрель 1945 г.	Попытка испытания на выносливость, отказ поршня через 27 часов. Два ремонта за этот период.	49 (Общее количество часов: 461)
Crecy 4	Ноябрь 1941 г.	Нет доступных отчетов.	55
	Июль 1942 г. - Август 1942 г.	Три восстановления, успешное 50-часовое испытание, прекращение второго 50-часового испытания после отказа блока цилиндров из-за растрескивания.	80
	Сентябрь 1942 г. - Октябрь 1942 г.	Два перестроения. Успешно завершено 25-часовое испытание, второе испытание было остановлено через четыре часа работы из-за отказа золотникового клапана.	55 (Общее количество часов: 293)
Crecy 6	Июль 1943 г. - Февраль 1944 г.	Первый двигатель построен как Mk II. Восемь ремонтов за этот период, отказы включали отказ привода нагнетателя и поломку болта эксцентрикового привода гидрораспределителя.	126
	Май 1944 г. - Сентябрь 1944 г.	Четыре перестройки. Отказ гибкого привода нагнетателя и заклинивание втулочного клапана.	93
	Ноябрь 1944 г. - Февраль 1945 г.	Три ремонта, отказ коренного подшипника, отказ поршня.	128
	Июнь 1945 г. - Август 1945 г.	Одно восстановление, испытание на долговечность остановлено через 95 часов из-за отказа привода гидрораспределителя, 40 часов работы с установленным гребным винтом.	132 (Общее количество часов: 481)
Crecy 8	Сентябрь 1943 г. - Март 1944 г.	Восемь перестроек, испытание на выносливость успешно завершено.	207
	Апрель 1944 г.	Отказ привода нагнетателя.	73
	Июнь 1944 г. - Сентябрь 1944 г.	Пять перестроек, отказов не сообщалось.	32
	Октябрь 1944 г. - Декабрь 1945 г.	Два ремонта, отказ поршня, двигатель с выхлопной турбиной.	22 (Общее количество часов: 336)
Crecy 10	Август 1944 г. - Февраль 1945 г.	Шесть ремонтов, расплавленный впускной коллектор через семь часов, заклинивание втулочного клапана еще через четыре часа. Отказ двух насос-форсунок.	53
	Март 1945 г. - Июнь 1945 г.	Одна перестройка, отказ поршня.	30
	Июль 1945 г. - Сентябрь 1945 г.	Два ремонта, установлена выхлопная турбина, некоторые работают без нагнетателя. Неисправность втулочного клапана и привода нагнетателя.	82 (Общее количество часов: 166)
Crecy 12	Январь 1945 г. - Октябрь 1945 г.	Четыре ремонта, установлена выхлопная турбина. Отказ турбины, отказ поршня и отказ привода гидрораспределителя.	(Общее количество часов: 67)

Аннулирование

Развитие реактивных двигателей обогнало Crecy и заменило потребность в этом двигателе. В результате работа над проектом прекратилась в декабре 1945 года, после чего было построено только шесть полных экземпляров, однако в ходе проекта было построено еще восемь V-образных двигателей. 21 декабря 1944 года Crecy s / n 10 достиг 1798 лошадиных сил (1341 кВт), что после корректировки на включение выхлопной турбины равнялось бы 2500 лошадиным силам (1900 кВт).^[10] Последующие одноцилиндровые испытания двигателя Ricardo E65^[11] достигли эквивалента 5000 лошадиных сил (3700 кВт) для всего двигателя. К июню 1945 года в общей сложности на двигателях V12 наработано 1060 часов, а на V-образных близнецах - еще 8 600 часов.^[12] Судьба шести двигателей Crecy остается неизвестной.

Crecy оказался уникальным упражнением, и компания Rolls-Royce не разрабатывала никаких других двухтактных авиадвигателей, вся концепция усовершенствованных поршневых двигателей того времени была вытеснена появлением практичных двигателей. реактивный двигатель.^[13]

Приложения (прогнозируемые)

А Хоукер Хенли того типа, который должен был стать первоначальным испытательным стендом для Crecy

Летом 1941 г. Супермарин Спитфайр Mk II P7674 был доставлен в Хакнелл и снабжен Crecy макет включить капот чертежи и детали системы, подлежащие проектированию. Планировалось, что первый серийный Spitfire Mk III будет доставлен в Хакнелл в начале 1942 года для установки годного к полетам Crecy, но этого так и не произошло.^[14] А Royal Aircraft Establishment в отчете (№ E.3932) от марта 1942 г. оценивались характеристики Spitfire, оснащенного двигателем Crecy, и сравнивались их с Грифон 61 -мощный вариант. В отчете говорилось, что максимальная выходная мощность Crecy будет слишком велика для планера Spitfire, но что версия с пониженными характеристиками будет иметь значительное улучшение характеристик по сравнению с истребителем с двигателем Griffon.^[15]

Исследования по de Havilland Mosquito также показал, что это вызывает сложные проблемы с установкой Crecy.

В 1942 году Rolls-Royce Hucknall получил Североамериканский P-51 Mustang для испытаний установки двигателя. Это вызвало серию исследований для версии Crecy, и Mustang оказался более подходящим верхом, чем Spitfire. Однако дальше эти исследования не получили.

По мере приближения возможности создания летного двигателя 28 марта 1943 г. Хоукер Хенли L3385 был доставлен в Hucknall для примерки с Crecy. Однако двигатель так и не стал доступен, и самолет оставался в Хакнелле до тех пор, пока не был списан 11 сентября 1945 года.^[16]

С 1943 года рассматривался ряд послевоенных транспортных проектов, в которых использовались уникальные характеристики Crecy для наземных, морских и воздушных применений. Никто не продвинулся дальше чертежной доски.

Технические характеристики (Crecy)

^{[требуется разъяснение ]}

Данные из Rolls-Royce Crecy^{[нужна цитата ]}

Общие характеристики

Тип: 12-цилиндровый двухтактный авиационный поршневой двигатель с жидкостным охлаждением
Отверстие: 5,1 дюйма (129,5 мм)
Гладить: 6,5 дюйма (165,1 мм)
Смещение: 1,536 дюймов³ (26 л)
Сухой вес: 1900 фунтов (862 кг)

Составные части

Клапан: Возвратно-поступательное движение с приводом от коленчатого вала втулочные клапаны
Нагнетатель: С зубчатым приводом нагнетатель центробежного типа с переменной угол атаки из крыльчатка лопасти, обеспечивающие наддув до 24 фунтов на квадратный дюйм (165 кПа).
Турбокомпрессор: Три двигателя с выхлопной турбиной (версия в масштабе 50% Whittle W.1 турбина)
Топливная система: Прямой впрыск топлива, 2 х CAV 6-цилиндровые насосы
Тип топлива: Бензин с октановым числом 100
Масляная система: Шестеренчатый насос
Система охлаждения: С жидкостным охлаждением
Редуктор: 0,451: 1 (левый трактор)

Спектакль

Выходная мощность: 2729 л.с. (2035 кВт)
Удельная мощность: 1,77 л.с. / дюйм³ (78,2 кВт / л)
Коэффициент сжатия: 7:1
Расход топлива: 85,4 галлона / час (388,2 л / час) при 2500 оборотах в минуту
Удельный расход топлива: 0,55 пинты / л.с. / час при 1800 об / мин (с выхлопной турбиной, ~ 293 г / кВтч)
Соотношение мощности и веса: 1,43 л.с. / фунт (2,36 кВт / кг)

Смотрите также

Поршневые двигатели для самолетов Rolls-Royce

Связанная разработка

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Список авиационных двигателей

внешняя ссылка

[1] Наум, Фостер-Пегг, Берч 1994, стр.26.

[2] Наум, Фостер-Пегг, Берч, 1994. С. 14–15.

[3] Наум, Фостер-Пегг, Берч 1994, стр.15.

[4] Ганстон 1986, с.143.

[Nahum_et_al._42–44-5] а ^б Наум, Фостер-Пегг, Берч, 1994, стр. 42–44.

[6] Руббра 1990, с.149.

[7] Ламсден 1994, стр.23.

[8] Наум, Фостер-Пегг, Берч 1994, стр.121.

[9] Наум, Фостер-Пегг, Берч, 1994, стр.127-131.

[10] Наум, Фостер-Пегг, Берч 1994, с.65.

[11] Хиетт и Робсон 1950, стр.21–23.

[12] Наум, Фостер-Пегг, Берч 1994, с.117.

[13] Наум, Фостер-Пегг, Берч 1994, с.40.

[14] Производство Spitfire Mk III не пошло дальше прототипа самолета.

[15] Наум, Фостер-Пегг, Берч 1994, стр.103–104.

[16] Наум, Фостер-Пегг, Берч 1994, стр.79.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]