Rolls-Royce Kestrel

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Rolls-Royce Kestrel
Rolls-Royce Kestrel XVI в Музее Королевских ВВС в Косфорде
Производитель: Rolls-Royce Limited
Годы производства: 1927-1940
Тип: четырёхтактный V-образный 12-цилиндровый двигатель жидкостного охлаждения
Технические характеристики
Объём: 21,24 л
Мощность: 685 л.с. (511 кВт) при 2240 об/мин на взлётном режиме
Удельная мощность: 24,05 кВт/л
Степень сжатия: 6:1
Диаметр цилиндров: 127 мм
Ход поршня: 140 мм
Количество цилиндров: 12
Клапаны: 2 впускных и 2 выпускных на цилиндр
Компрессор: приводной центробежный нагнетатель
Топливная система: карбюратор
Тип топлива: бензин с октановым числом 87
Система охлаждения: жидкостная, под давлением.
Расход масла: 7-13 г/(кВт⋅ч)
Удельная мощность по весу: 1,18 кВт/кг
Размеры
Длина: 1895 мм
Ширина: 620 мм
Высота: 906 мм
Сухой вес: 434 кг

Роллс-Ройс Кестрел (англ. Rolls-Royce Kestrel) или тип F – 12-цилиндровый авиационный двигатель фирмы Роллс-Ройс. Своё название, в соответствии с принятой на фирме системой наименований, двигатель получил в честь пустельги — мелкого хищника семейства соколиных. Kestrel стал первым двигателем этой фирмы с литым блоком цилиндров и во многом задал тенденции, получившие развитие в позднейших её разработках[1]. Поскольку Kestrel использовался в межвоенный период, он остался относительно малоизвестным, хотя успел прекрасно послужить на множестве британских самолётов той эпохи. Двигатель также поставлялся за рубеж и даже устанавливался на прототипы немецких боевых самолётов, позже принимавших участие в Битве за Британию. Несколько двигателей Kestrel остаются пригодными к лётной эксплуатации и сегодня.

Разработка и развитие[править | править вики-текст]

Происхождение[править | править вики-текст]

Kestrel обязан своим происхождением американскому мотору Curtiss D-12 — одному из первых по-настоящему успешных двигателей с литым блоком цилиндров. В более ранних конструкциях использовались отдельные стальные цилиндры, которые навинчивались на картер. Новая технология предусматривала отливку всего блока из алюминия с последующим высверливанием цилиндров. Это позволяло одновременно упростить производство и добиться значительного прироста удельной мощности двигателей, однако требовало инвестиций в переоборудование заводов[2].

D-12 был одним из мощнейших двигателей своего времени и продолжал ставить рекорды. Ни одна британская компания не могла предложить ничего подобного, и когда фирма Fayrey закупила 50 таких моторов (переименовав их в Fayrey Felix), Министерство авиации, окончательно утратив терпение, отдало приказ фирмам «Роллс-Ройс» и «Нэпир» начать работу над собственными двигателями с литым блоком цилиндров.

В 1921 г. в «Роллс-Ройс» ушёл один из ведущих конструкторов фирмы «Нэпир» Артур Роулидж, разработчик двигателя Lion[3]. Это на время положило конец попыткам «Нэпир», тогда как «Роллс-Ройс» получила значительное преимущество. Применив все известные новшества, появившиеся с момента создания D-12, Роулидж проектировал новый двигатель с использованием наддува на всех высотах, что позволяло превзойти атмосферные двигатели настолько, насколько удастся поднять давление смеси.

Система охлаждения[править | править вики-текст]

Одним из ключевых прогрессивных решений в конструкции Kestrel стала система охлаждения под давлением. При нормальном атмосферном давлении вода закипает при 100°C, но с увеличением высоты эта температура падает, что вынуждало увеличивать её объём, а заодно и размеры радиатора для надёжного охлаждения мотора на больших высотах. Решение заключалось в создании избыточного давления в системе охлаждения, что позволяло не только предотвратить снижение температуры кипения на большой высоте, но и поднять её выше нормальной. Расчётное давление в системе охлаждения Kestrel обеспечивало увеличение температуры кипения до 150°C[4].

Усовершенствования[править | править вики-текст]

Обтекаемый капот двигателя Kestrel на биплане Hawker Hind, виден фиксатор автостартёра на коке винта

Первые двигатели, выпущенные в 1927 г., имели мощность 450 л.с. (340 кВт), однако вскоре был налажен выпуск улучшенной модели IB мощностью 525 л.с. (390 кВт). Эта версия нашла широкое применение на самолётах семейства Hawker Hart, составлявших основу воздушной мощи Великобритании в начале 1930-х гг. Вскоре последовало ещё более существенное увеличение мощности: модель V развивала 695 л.с. (520 кВт) при 3000 об./мин. без существенных изменений конструкции, а модель XVI, использовавшаяся на учебно-тренировочном самолёте Miles Master, развивала 670 л.с. (500 кВт).

Вилли Мессершмитт в 1935 г. испытывал прототип своего истребителя Bf.109V1, носящий гражданский регистрационный номер D-IABI, с двигателем Kestrel VI, поскольку соответствующие немецкие моторы ещё не были готовы. Этот же двигатель использовала фирма Junkers на прототипе пикирующего бомбардировщика Ju 87. Рейхсминистерство авиации приобрело четыре мотора Kestrel VI, продав фирме «Роллс-Ройс» в качестве испытательного стенда разведчик Heinkel He 70[5].

Рост октанового числа авиационного бензина в конце 1930-х гг. позволил поднять мощность двигателей без риска детонации, и модель Kestrel XXX, созданная в 1940 г., развивала уже 720 л.с. (537 кВт)[6].

Дальнейшим развитием Kestrel были двигатели Goshawk и Peregrine (и, следовательно, Vulture). На практике Peregrine и Vulture оказались неудачными и были выпущены относительно малыми сериями.

Варианты[править | править вики-текст]

Двигатель выпускался в 40 различных вариантах, которые можно разделить на три группы: атмосферные, со средним и высоким давлением наддува. Один из вариантов, Kestrel VIII, использовался с толкающим винтом на летающей лодке Short Singapore. Кроме наддува, разные варианты двигателя отличались также степенью сжатия и передаточным отношением редуктора[7].

Применение[править | править вики-текст]

В авиации[править | править вики-текст]

Тренировочный самолёт Miles Master с мотором Kestrel

В автомобильном спорте[править | править вики-текст]

Двигатель Kestrel устанавливался на гоночном автомобиле Speed of the Wind, которому принадлежали мировые рекорды скорости 1935-1936 гг.

Сохранившиеся экземпляры[править | править вики-текст]

Несколько моторов сохраняются в рабочем состоянии на восстановленных бипланах фирмы Hawker:

  • Hawker Hind в коллекции Музея Шаттлворта, регулярно летающий в летние месяцы.
  • Hawker Demon, принадлежащий частному лицу и также выставленный в Музее Шаттлворта. Последний летающий самолёт этого типа[11].
  • Hawker Nimrod I с мотором Kestrel V (регистрационный номер S1581), находящийся в коллекции истребителей Имперского военного музея в Даксфорде.
  • Hawker Nimrod II с мотором Kestrel VI (регистрационный номер K3661), также находящийся в Даксфорде в коллекции исторических самолётов.

Спецификация (Kestrel V)[править | править вики-текст]

Kestrel VI: видны клапаны

Основные характеристики

  • Тип: 12-цилиндровый V-образный жидкостного охлаждения
  • Диаметр цилиндра: 127 мм
  • Ход поршня: 140 мм
  • Объем двигателя: 21,24 л.
  • Длина: 1895 мм
  • Ширина: 620 мм
  • Высота: 905 мм
  • Сухой вес: 434 кг

Особенности функционирования

Производительность

  • Выходная мощность:
    • 511 кВт (685 л.с.) при 2240 об/мин на взлётном режиме
    • 471 кВт (631 л.с.) при 2900 об/мин на 4400 м
  • Удельная мощность: 24,05 кВт/л
  • Степень сжатия: 6:1
  • Расход масла: 7-13 г/(кВт·ч)
  • Удельная мощность по весу: 1,18 кВт/кг

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Lumsden 2003, p.190.
  2. Rubbra 1990, p.19.
  3. Lumsden 2003, p.164.
  4. Rubbra 1990, p.43.
  5. Этот самолёт использовался для испытаний двигателя PV-12, в дальнейшем известного как Merlin
  6. Lumsden 2003, p.196.
  7. Lumsden 2003, pp.190-197.
  8. Taylor 1974 p.232
  9. James 1971 p.203
  10. Grey 1972, С. 96c
  11. The Shuttleworth Collection - Hawker Demon

Литература[править | править вики-текст]

  • Erfurth, Helmut. Junkers Ju 87 (Black Cross Volume 5). Bonn, Germany: Bernard & Graefe Verlag, 2004. ISBN 1-85780-186-5.
  • Grey C.G. Jane's All the World's Aircraft 1938. — London: David & Charles, 1972. — ISBN 0-7153-5734-4.
  • Lumsden, Alec. British Piston Engines and their Aircraft. Marlborough, Wiltshire: Airlife Publishing, 2003. ISBN 1-85310-294-6.
  • Rubbra, A.A.Rolls-Royce Piston Aero Engines - A Designer Remembers. Rolls-Royce Heritage Trust. Historical Series no 16. 1990. ISBN 1-872922-00-7
  • Taylor H.O. Fairey Aircraft since 1915. — London: Putnam Publishing, 1974. — ISBN 0-370-00065-X.
  • James Derek N. Gloster Aircraft since 1917. — London: Putnam Publishing, 1971. — ISBN 0-370-00084-6.