stringtranslate.com

Rolls-Royce Kestrel

El Rolls-Royce Kestrel (tipo interno F ) es un motor de aviación V-12 de 21,25 litros (1295 in³) de Rolls-Royce . Fue su primer motor de bloque fundido y se utilizó como patrón para la mayoría de sus futuros diseños de motores de pistón. [1] Utilizado durante el período de entreguerras , se instaló en varios cazas y bombarderos británicos de la época, incluida la familia Hawker Fury y Hawker Hart , y el Handley Page Heyford . El motor Kestrel también se vendió a clientes de la fuerza aérea internacional; en esta función se utilizó para propulsar prototipos del Messerschmitt Bf 109 alemán y el bombardero en picado Junkers Ju 87 "Stuka" , ya que los motores Junkers Jumo 210 no estaban listos para ser instalados. [2] Varios ejemplos del motor Kestrel siguen en condiciones de volar en la actualidad.

Diseño y desarrollo

Origen

Los primeros diseños de motores en línea se construían generalmente sobre un cárter de aluminio fundido, con los cilindros, cilindros de acero mecanizados individualmente, atornillados en la parte superior. Dadas las fuerzas involucradas, el sistema que conectaba los cilindros al cárter tenía que ser robusto, lo que añadía peso y, en conjunto, el motor dependía de la estructura del cárter para mantenerse unido.

En 1923, el Curtiss CR ganó el Trofeo Schneider de 1923. El CR estaba propulsado por el recientemente introducido motor Curtiss D-12 , que sustituyó los cilindros individuales por un bloque de aluminio fundido. Esto le dio al motor mucha más resistencia, lo que permitió simplificar enormemente el resto del motor, haciéndolo mucho más ligero en general, así como más fácil de ensamblar, ya que las dos partes simplemente se atornillaban juntas en una sola operación. También fue fácil convertir las líneas de ensamblaje existentes al nuevo sistema, ya que los bloques fundidos ya se estaban produciendo para el cárter, y todo lo que se requería eran nuevas máquinas para fresar los bloques con la precisión necesaria para los pistones. [3]

El Curtiss D-12 fue uno de los motores más potentes de su época y continuó intercambiando récords con otros motores contemporáneos de alta potencia, como el Napier Lion . En ese momento, ninguno de los fabricantes de motores de aviación británicos podía ofrecer un motor que ofreciera una potencia similar y que también fuera tan ligero y compacto como el D-12. El D-12 fue licenciado por Fairey y presentado en el Reino Unido como Felix.

Arthur Rowledge , diseñador jefe de Napier y diseñador del motor Napier Lion , se unió a Rolls-Royce en 1921 para asumir el papel de "Asistente principal del Sr. FH Royce". [4] [5] Rowledge formó un equipo para presentar un nuevo motor utilizando el bloque fundido, pero se fijó el objetivo de superar al D-12. Esto se lograría utilizando sobrealimentación en todas las altitudes, lo que le permitiría superar a los motores de aspiración natural . Anteriormente, la sobrealimentación (y la turboalimentación) se utilizaba principalmente para diseños de gran altitud para compensar la pérdida de presión del aire ambiente a medida que el avión ascendía y, por lo tanto, mantener la potencia. Pero con la nueva técnica de construcción, el motor sería tan fuerte que podría sobrealimentarse en todas las altitudes sin sobrecargar los cilindros, lo que permitiría que un motor más pequeño funcionara como si fuera más grande y, por lo tanto, mejorara su relación potencia-peso .

El primer prototipo del motor Kestrel se puso en funcionamiento en 1926 y uno de ellos voló por primera vez en 1927, con una potencia nominal de 450 CV (335 kW). En su forma inicial, el motor era de aspiración natural.

Mejoras

Instalación Kestrel aerodinámica del Hawker Hind . Se puede ver el perro de tiro de un Hucks Starter

El motor se fabricó por primera vez en 1927 con una potencia de 450 CV (335 kW), que pronto se mejoró en la versión IB hasta los 525 CV (390 kW) aumentando la relación de compresión a 7:1. La variante IB se utilizó ampliamente en la familia de aviones Hawker Hart , un pilar del poder aéreo británico durante la década de 1930.

El desarrollo continuó y el modelo V introdujo el supercargador centrífugo, aumentando la potencia a 695 hp (520 kW).

La mayor disponibilidad de combustibles de aviación de mayor octanaje a finales de la década de 1930 permitió que el motor pudiera alcanzar niveles de potencia más altos sin sufrir detonaciones . El motor Mark XVI utilizado en el prototipo Miles Master M.9 entregaba 745 hp (500 kW), y la variante XXX de 1940 entró en servicio con 720 hp (537 kW). [6]

Sistema de enfriamiento

Un avance clave en el Kestrel fue el uso de un sistema de refrigeración presurizado. El agua hierve a 100 °C a presión atmosférica estándar , pero esta presión disminuye a medida que aumenta la altitud y, por lo tanto, el punto de ebullición del agua disminuye con la altitud . La cantidad de calor rechazada por un sistema de refrigeración aire-aire es una función de la temperatura máxima y el volumen del refrigerante, por lo que la disminución resultante en la capacidad de refrigeración se convirtió en un factor limitante para la potencia de los motores aeronáuticos en este período, ya que el refrigerante debe mantenerse por debajo del punto de ebullición.

La solución fue presurizar todo el sistema de refrigeración del motor, aumentando así la temperatura a la que herviría el refrigerante: esto no solo ayuda a mitigar la disminución del rendimiento de refrigeración con la altitud, sino que también permite utilizar un sistema de refrigeración más pequeño en el avión para la misma carga térmica. El Kestrel se construyó para mantener la presión del refrigerante y mantener el punto de ebullición en unos 150 °C. [7]

Variantes

En las primeras variantes del Kestrel, los motores no sobrealimentados estaban disponibles en dos relaciones de compresión: los motores "A" tenían una relación de compresión de 6:1 y los motores "B" una relación de compresión alta de 7:1. [8] El Kestrel fue diseñado para estar equipado con un sobrealimentador accionado por engranajes ; en las primeras variantes del Kestrel, los motores "MS" estaban moderadamente sobrealimentados y los motores "S" estaban completamente sobrealimentados. [8] Se produjeron varias variantes del Kestrel reconstruyendo o modificando Marks anteriores. [9]

Desarrollo adicional

Durante 1927, una vez que se completó el prototipo del Kestrel, se concibió la necesidad de un motor más grande y más potente para su uso en hidroaviones, y se comenzó el desarrollo de un motor que utilizaba un diámetro de cilindro de 6", en comparación con el de 5" del Kestrel, que se convirtió en el Rolls-Royce Buzzard . El motor Buzzard (o "H") fue modificado aún más para su uso en el Schneider Trophy como motor Rolls-Royce R. En 1935, el diseño del Kestrel se utilizó como base para desarrollar el Rolls-Royce Merlin . [18]

El diseño de Kestrel se utilizó como base para el Goshawk , sin embargo, los aviones que iban a ser equipados con el motor Goshawk fueron cancelados, por lo que el proyecto fue descartado.

El Kestrel también se utilizó como base para el Peregrine (y, por lo tanto, para el Vulture ), ya que todos utilizaban el mismo diámetro de pistón de 5" y carrera de pistón de 5,5". En la práctica, el desarrollo de los motores Peregrine y Vulture se redujo, antes de finalmente cancelarse, para permitir un mayor uso de recursos para desarrollar el motor Merlin durante la guerra.

Como respuesta a los sistemas de inyección de combustible desarrollados por Bosch, en 1936 se equipó un motor Kestrel con un sistema de carburador presurizado para mejorar el suministro de combustible a grandes altitudes. El comportamiento resultante del motor, cuando fue probado en vuelo por el instituto Farnborough, fue visto como "...uno de los motores más suaves que habían utilizado a grandes altitudes". [19]

Aplicaciones

Desde Lumsden, el Kestrel puede no ser el motor principal de estos tipos.

Aplicaciones en aeronaves
El Miles Master impulsado por Kestrel
Otras aplicaciones

Motores supervivientes en condiciones de volar

Un puñado de motores Rolls-Royce Kestrel siguen en condiciones de volar a partir de marzo de 2024, impulsando los tipos de biplanos Hawker originales o restaurados:

Motores en exposición

Ejemplares conservados del motor Rolls-Royce Kestrel se exhiben al público en:

Especificaciones (Kestrel V)

RR Kestrel VI con mecanismo de válvulas expuesto

Datos de Lumsden [24]

Características generales

Componentes

Actuación

Véase también

Desarrollo relacionado

Motores comparables

Listas relacionadas

Referencias

Citas

  1. ^ Lumsden 2003, pág. 190.
  2. ^ La carrera secreta de caballos de fuerza, página 93
  3. ^ Rubbra 1990, pág. 19.
  4. ^ Obituario de la Royal Society, 1957
  5. ^ Lumsden 2003, pág.164.
  6. ^ Lumsden 2003, pág. 196.
  7. ^ Rubbra 1990, pág.43.
  8. ^Ab Lumsden 1994, pág. 191.
  9. ^ Lumsden 1994, pág. 183.
  10. ^ Lumsden 1994, págs. 191-192.
  11. ^Ab Lumsden 1994, pág. 192.
  12. ^ abcdefg Lumsden 1994, pág. 193.
  13. ^ Lumsden 1994, págs. 193-4.
  14. ^ abcdefghijkl Lumsden 1994, pág. 194.
  15. ^ abc Lumsden 1994, pág. 195.
  16. ^ abcdefghijkl Lumsden 1994, pág. 196.
  17. ^ Lumsden 1994, págs. 183 y 196.
  18. ^ Obituario de la Royal Society, pág. 219
  19. ^ La carrera secreta de caballos de fuerza, pág. 33
  20. ^ Taylor 1974 pág. 232
  21. ^ James 1971 pág. 203
  22. ^ Grey 1972, pág. 96c
  23. ^ "Hawker Demon". Colección Shuttleworth . Archivado desde el original el 12 de febrero de 2010.
  24. ^ Lumsden 2003, pág.195.

Bibliografía

Lectura adicional

Enlaces externos