El Packard V-1650 Merlin es una versión del motor de avión Rolls-Royce Merlin , producido bajo licencia en Estados Unidos por la Packard Motor Car Company . [1] El motor obtuvo la licencia para ampliar la producción del Rolls-Royce Merlin para uso británico. El motor también llenó un vacío en los EE. UU. en un momento en que no había motores fabricados en Estados Unidos con motores similares.
Los primeros V-1650, con un sobrealimentador de una etapa , equivalente al Merlin XX, se utilizaron en el caza P-40F Kittyhawk y en los Hawker Hurricane construidos en Canadá . Las versiones posteriores basadas en la serie Merlin 60 incluyeron un sobrealimentador de dos etapas más avanzado para mejorar el rendimiento a gran altura. Encontró su aplicación más notable en el caza norteamericano P-51 Mustang , mejorando el rendimiento del avión para que pudiera escoltar a los bombarderos pesados aliados desde Gran Bretaña a Alemania y viceversa.
Al estallar la Segunda Guerra Mundial, la industria de la aviación británica se expandió enormemente. Había una gran necesidad del motor Rolls-Royce Merlin y se establecieron fábricas en la sombra en Crewe, Manchester y Glasgow. Esto no fue suficiente para satisfacer la creciente demanda, ya que el gobierno británico buscaba ampliar la producción utilizando fabricantes estadounidenses. En septiembre de 1940 se llegó a un acuerdo entre Rolls-Royce y Packard Motor Car Company para fabricar el Merlin bajo licencia, con un pedido de 130.000.000 de dólares. El primer motor construido por Packard, denominado V-1650-1 , funcionó en agosto de 1941. [2] [3]
El primer modelo estadounidense fue una versión del Mark XX, denominado V-1650-1 por el ejército estadounidense y Packard Merlin 28 por los británicos. Este motor utilizaba un sobrealimentador de dos velocidades y una etapa, cuyo mecanismo de cambio de marchas procedía originalmente de una licencia de patente francesa de Farman. El Merlin 28 se utilizó para el bombardero Avro Lancaster . La versión USAAF V-1650-1 de este motor se utilizó en los Curtiss P-40F . Las modificaciones iniciales de Packard a este motor cambiaron los cojinetes principales del cigüeñal de una aleación de cobre y plomo a una combinación de plata y plomo y presentaban un revestimiento de indio . Este había sido desarrollado por la División Pontiac de General Motors para prevenir la corrosión, lo cual era posible con los aceites lubricantes que se usaban en ese momento. El revestimiento del cojinete también mejoró la capacidad de rodaje y de carga de la superficie. [ cita necesaria ]
En respuesta a una solicitud del Ministerio del Aire británico de un Merlin de gran altitud para el bombardero presurizado de gran altitud Wellington VI , un equipo de Rolls-Royce bajo la dirección de Stanley Hooker desarrolló un Merlin con sobrealimentación de dos etapas, que se convirtió en el Merlin. Serie 60. El primer motor de la serie 60 funcionó en marzo de 1941 y voló por primera vez en julio del mismo año. [4] Cuando solo se produjeron 63 ejemplares del Wellington VI cancelado, estos motores se introdujeron en el Spitfire IX como Merlin 61.
Este modelo fue producido más tarde por Packard como V-1650-3 y llegó a ser conocido como el Merlin de "gran altitud" destinado al P-51, la primera conversión Merlin-Mustang de dos etapas que volaba con un Merlin 61 [5] como Mustang X en octubre de 1942, el P-51B (Mustang III) con motor V-1650-3 de producción entró en servicio en 1943. La sección de sobrealimentador de dos etapas y dos velocidades de los Merlins y V-1650-3 de dos etapas presentaba dos Impulsores separados en el mismo eje que normalmente eran impulsados a través de un tren de engranajes en una relación de 6,391:1. Un solenoide eléctrico podría activar un dispositivo de cambio de marchas hidráulico de embragues operados por aceite para aumentar esta relación a 8,095:1 en la posición del ventilador de alta velocidad. [ cita necesaria ]
La relación de transmisión de alta velocidad de los impulsores no era tan alta como la relación utilizada en el Allison , pero la velocidad del impulsor no es el único factor que determina el rendimiento del motor, que también es función del tamaño y paso de las palas del impulsor. El sobrealimentador accionado por engranajes es un accesorio parásito; por lo tanto, los engranajes del impulsor y los perfiles de las palas están cuidadosamente diseñados para obtener la máxima potencia en altitud sin comprometer la potencia disponible en la etapa crítica de despegue del vuelo. La doble puesta en escena de la mezcla comprimida de combustible y aire proporcionó la presión de sobrealimentación a través de un difusor a los colectores de admisión que aumentó la altitud crítica de la planta de energía. [ cita necesaria ]
La capacidad del sobrealimentador para mantener una presión a nivel del mar en el sistema de inducción de los cilindros permitió al Packard Merlin desarrollar más de 1270 caballos de fuerza (950 kW) por encima de 30 000 pies (9100 m). [ cita necesaria ] El impulsor de dos etapas creó un calentamiento extremo de la mezcla de combustible y aire durante el proceso de compresión y, para evitar la detonación de la carga comprimida, fue necesario enfriar la mezcla antes de ingresar a los cilindros. El enfriamiento se logró en un pasaje del intercooler moldeado en la carcasa de la rueda entre los impulsores de la primera y la segunda etapa. [ cita necesaria ] Una bomba hizo circular refrigerante de etilenglicol a través de este pasaje para eliminar el exceso de calor generado por los impulsores. Sin el intercooler, la temperatura de la carga podría alcanzar los 400 °F (204 °C). [ cita necesaria ] El intercooler en sí mismo no era adecuado para soportar la alta temperatura y se colocó una aleta de enfriamiento adicional y un núcleo de tubo entre la salida del soplador y el colector de inducción a los cilindros. Este radiador se conocía como posenfriador y servía como depósito para el sistema de refrigeración del sobrealimentador. La mezcla de glicol utilizada para la refrigeración era independiente del sistema de refrigeración principal del motor y utilizaba una bomba centrífuga impulsada por el motor para hacer circular el refrigerante a través del sistema de radiador de un avión a una velocidad máxima de 36 galones estadounidenses (136 litros, 30 galones imperiales) por minuto. , dependiendo de las revoluciones del motor. [ cita necesaria ] Este sistema combinado redujo la temperatura de carga a niveles adecuados.
Las válvulas de mariposa en la garganta del carburador de tiro ascendente estaban controladas por un control de impulso automático a través del varillaje del acelerador para mantener la presión seleccionada en el colector con cambios de altitud. Las válvulas solo estaban parcialmente abiertas durante el funcionamiento en suelo y en niveles bajos para evitar una sobrealimentación del motor. A medida que la densidad del aire disminuye con el aumento de la altitud, las válvulas de mariposa se abrieron progresivamente en respuesta a la reducción de la presión atmosférica. Este sistema proporcionó plena potencia dentro de las limitaciones de impulso del motor hasta la altitud crítica de 26.000 pies (7.900 m). [ cita necesaria ]
Los británicos midieron la presión de sobrealimentación en lbf/in 2 (psi). La presión atmosférica normal al nivel del mar es 14,7 psi, por lo que una lectura de +6 significa que la mezcla de aire/combustible está siendo comprimida por un ventilador sobrealimentador a 20,7 psi antes de entrar al motor; +25 significa que la mezcla de aire/combustible ahora se está comprimiendo a 39,7 psi.
Los estadounidenses midieron sus índices de impulso utilizando pulgadas de mercurio (inHg). Una libra de fuerza por pulgada cuadrada equivale a 2,036 inHg o 6,895 kPa, y una atmósfera estándar es 101,325 kPa = 29,92 inHg = 14,70 lbf/in 2 . En los primeros motores Merlin, la presión máxima del colector (impulso) era +18. Esto se incrementó en modelos posteriores.
En los Estados Unidos, muchos motores y estructuras de aviones excedentes de guerra se vendieron a precios relativamente baratos: dos de los artículos más populares fueron los Mustang P-51 norteamericanos y los motores Merlin Packard V-1650, varios de los cuales fueron "mejorados" y modificados para las carreras aéreas en el Trofeo Bendix , las Carreras Aéreas de Cleveland , [7] y el Trofeo Thompson . Muchos de estos motores siguen siendo muy utilizados hasta el día de hoy en carreras de resistencia , carreras de hidroaviones y carreras de velocidad terrestre en lugares como Bonneville Salt Flats . El Mynarski Lancaster volado por el Canadian Warplane Heritage Museum en Hamilton, Ontario, Canadá, uno de los dos únicos Lancaster que vuelan en el mundo, utiliza cuatro motores Packard Merlin. [8]
Continúa el trabajo para aumentar la potencia del Merlin para los corredores de la clase Unlimited en las Reno Air Races . Innovaciones, como el uso de bielas Allison V-1710 y la sustitución del intercooler por ADI (inyección antidetonación) (50 % agua destilada y 50 % metanol ), casi idéntica en composición química al sistema MW 50 de la Luftwaffe en tiempos de guerra. , y similar al sistema de inyección de agua utilizado en los motores Pratt & Whitney durante la Segunda Guerra Mundial, han permitido grandes aumentos en la producción de potencia. [9] [10] Muchos de los corredores Unlimited más rápidos aumentan las presiones del colector Merlin hasta 145 inHg (56,6 psi, 4,8 atm) para obtener hasta 2835 kW (3800 caballos de fuerza), logrando velocidades del Mustang de hasta 490 mph. [11] [12]
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