El Rolls-Royce Merlin es un motor aeronáutico británico de 12 cilindros en V refrigerado por líquido con una capacidad de 27 litros (1650 pulgadas cúbicas) . Rolls-Royce diseñó el motor y lo utilizó por primera vez en 1933 como empresa privada. Inicialmente conocido como PV-12 , más tarde se lo llamó Merlin siguiendo la convención de la empresa de nombrar sus motores aeronáuticos de pistón de cuatro tiempos en honor a aves rapaces . El motor se benefició de las experiencias en carreras de los motores precursores en la década de 1930.
Tras varias modificaciones, las primeras variantes de producción del PV-12 se completaron en 1936. Los primeros aviones operativos que entraron en servicio con el Merlin fueron el Fairey Battle , el Hawker Hurricane y el Supermarine Spitfire . El Merlin sigue estando más estrechamente asociado al Spitfire y al Hurricane, aunque la mayor parte de la producción se realizó para el bombardero pesado cuatrimotor Avro Lancaster .
El Merlin siguió beneficiándose de una serie de desarrollos de rápida aplicación, derivados de las experiencias de uso desde 1936. Estos mejoraron notablemente el rendimiento y la durabilidad del motor. Partiendo de 1.000 caballos de potencia (750 kW) para los primeros modelos de producción, la mayoría de las versiones de finales de la guerra produjeron poco menos de 1.800 caballos de potencia (1.300 kW), y la última versión utilizada en el De Havilland Hornet, más de 2.000 caballos de potencia (1.500 kW).
Uno de los motores de aviación de mayor éxito de la Segunda Guerra Mundial, unas 50 versiones del Merlin fueron construidas por Rolls-Royce en Derby , Crewe y Glasgow , así como por Ford de Gran Bretaña en su fábrica de Trafford Park , cerca de Manchester . Una versión despotenciada también fue la base del motor de tanque Rolls-Royce/Rover Meteor . Después de la guerra, el Merlin fue reemplazado en gran medida por el Rolls-Royce Griffon para uso militar, y la mayoría de las variantes del Merlin fueron diseñadas y construidas para aviones de pasajeros y aviones de transporte militar .
El Packard V-1650 fue una versión del Merlin construida en Estados Unidos. La producción cesó en 1950, después de que se hubieran entregado casi 150.000 motores. Los motores Merlin siguen en servicio en la Royal Air Force en la actualidad, con el Battle of Britain Memorial Flight , y propulsan muchos aviones restaurados de propiedad privada en todo el mundo.
A principios de la década de 1930, Rolls-Royce comenzó a planificar su futuro programa de desarrollo de motores aeronáuticos y se dio cuenta de que era necesario un motor más grande que su Kestrel de 21 litros (1296 pulgadas cúbicas) , que se estaba utilizando con gran éxito en varios aviones de la década de 1930. [1] En consecuencia, se comenzó a trabajar en un nuevo diseño de clase de 1100 hp (820 kW) conocido como PV-12, donde PV significa Private Venture, 12-cylinder (Empresa privada, 12 cilindros ), ya que la empresa no recibió fondos gubernamentales para trabajar en el proyecto. El PV-12 se puso en funcionamiento por primera vez el 15 de octubre de 1933 y voló por primera vez en un biplano Hawker Hart ( número de serie K3036 ) el 21 de febrero de 1935. [2] El motor fue diseñado originalmente para utilizar el sistema de enfriamiento por evaporación que estaba de moda en ese momento. Esto resultó poco confiable y cuando el etilenglicol de los EE. UU. estuvo disponible, el motor se adaptó para utilizar un sistema de enfriamiento líquido convencional. Posteriormente, el Hart fue entregado a Rolls-Royce donde, como banco de pruebas de Merlin , completó más de 100 horas de vuelo con los motores Merlin C y E. [3]
En 1935, el Ministerio del Aire emitió una especificación, F10/35 , para nuevos aviones de combate con una velocidad mínima de 310 mph (500 km/h ). Afortunadamente, se habían desarrollado dos diseños: el Supermarine Spitfire y el Hawker Hurricane ; este último diseñado en respuesta a otra especificación, F36/34. [4] Ambos fueron diseñados en torno al PV-12 en lugar del Kestrel, y fueron los únicos cazas británicos contemporáneos que se desarrollaron de esa manera. Los contratos de producción para ambos aviones se colocaron en 1936, y el desarrollo del PV-12 recibió la máxima prioridad, así como la financiación del gobierno. Siguiendo la convención de la compañía de nombrar sus motores de avión de pistón en honor a aves rapaces, Rolls-Royce nombró al motor Merlin en honor a un pequeño halcón del hemisferio norte ( Falco columbarius ). [nb 1] [5]
Dos motores Rolls-Royce más desarrollados justo antes de la guerra se añadieron a la gama de la compañía. El Rolls-Royce Peregrine de 885 hp (660 kW) era una versión actualizada y sobrealimentada de su diseño V-12 Kestrel, mientras que el Rolls-Royce Vulture de 42 litros (2560 pulgadas cúbicas) de 1700 hp (1300 kW) utilizaba cuatro bloques de cilindros del tamaño de los Kestrel montados en un solo cárter y que impulsaban un cigüeñal común, formando un diseño X-24 . [6] Este motor iba a ser utilizado en aviones más grandes como el Avro Manchester . [7]
Aunque el Peregrine parecía ser un diseño satisfactorio, nunca se le permitió madurar ya que la prioridad de Rolls-Royce era refinar el Merlin. Como resultado, el Peregrine se utilizó en solo dos aviones: el caza Westland Whirlwind y uno de los prototipos Gloster F.9/37 . El Vulture se instaló en el bombardero Avro Manchester , pero demostró ser poco confiable en servicio y el caza planeado que lo usaría, el Hawker Tornado , fue cancelado como resultado. [8] Con el Merlin pronto alcanzando el rango de 1500 hp (1100 kW), el Peregrine y el Vulture fueron cancelados en 1943, y a mediados de 1943 el Merlin fue complementado en servicio por el Griffon, más grande . [9] El Griffon incorporó varias mejoras de diseño y finalmente reemplazó al Merlin.
Inicialmente, el nuevo motor estuvo plagado de problemas, como fallas en los trenes de engranajes de los accesorios y en las camisas de refrigerante. Se probaron varios métodos de construcción diferentes antes de que se estableciera el diseño básico del Merlin. [10] Los primeros Merlin de producción no eran confiables: los problemas más comunes eran grietas en la culata, fugas de refrigerante y desgaste excesivo de los árboles de levas y los cojinetes principales del cigüeñal . [11]
Los tipos de motor prototipo, de desarrollo y de producción inicial fueron los siguientes:
Las series Merlin II y III fueron las primeras versiones de producción principal del motor. El Merlin III fue la primera versión que incorporó un eje de hélice "universal", lo que permitió utilizar hélices fabricadas tanto por De Havilland como por Rotol . [18]
La primera versión importante que incorporó cambios producidos a través de la experiencia en el servicio operativo fue el XX, que fue diseñado para funcionar con combustible de 100 octanos . [nb 2] Este combustible permitió presiones de colector más altas , que se lograron aumentando el impulso del sobrealimentador centrífugo . El Merlin XX también utilizó los sobrealimentadores de dos velocidades diseñados por Rolls-Royce, lo que resultó en una mayor potencia a altitudes mayores que las versiones anteriores. Otra mejora, introducida con el Merlin X, fue el uso de una mezcla de refrigerante de 70%-30% de agua y glicol en lugar del 100% de glicol de las versiones anteriores. Esto mejoró sustancialmente la vida útil y la confiabilidad del motor, eliminó el riesgo de incendio del etilenglicol inflamable y redujo las fugas de aceite que habían sido un problema con las primeras series Merlin I, II y III. [20]
El proceso de mejora continuó, con versiones posteriores que funcionaban con índices de octano más altos, entregando más potencia. También se realizaron cambios de diseño fundamentales en todos los componentes clave, aumentando nuevamente la vida útil y la confiabilidad del motor. Al final de la guerra, el "pequeño" motor entregaba más de 1600 hp (1200 kW) en versiones comunes, y hasta 2030 hp (1510 kW) en las versiones Merlin 130/131 diseñadas específicamente para el De Havilland Hornet . [21] Finalmente, durante las pruebas realizadas por Rolls-Royce en Derby , un RM.17.SM (la versión de gran altitud del Merlin Serie 100) alcanzó 2640 hp (1970 kW) a 36 lb de impulso (103"Hg) con combustible de 150 octanos con inyección de agua. [22]
Con el final de la guerra, el trabajo para mejorar la potencia del Merlin se detuvo y el esfuerzo de desarrollo se concentró en los derivados civiles del Merlin. [23] El desarrollo de lo que se convirtió en el "Transport Merlin" (TML) [24] comenzó con el Merlin 102 (el primer Merlin en completar los nuevos requisitos de prueba de tipo civil ) y tenía como objetivo mejorar la confiabilidad y los períodos de revisión del servicio para los operadores de aerolíneas que usaban aviones de pasajeros y de transporte como el Avro Lancastrian , Avro York (serie Merlin 500), Avro Tudor II y IV (Merlin 621), Tudor IVB y V (Merlin 623), TCA Canadair North Star (Merlin 724) y BOAC Argonaut (Merlin 724-IC). [25] Para 1951, el tiempo entre revisiones (TBO) era típicamente de 650 a 800 horas dependiendo del uso. [26] [27] Para entonces, los motores de una sola etapa habían acumulado 2.615.000 horas de motor en operación civil, y los motores de dos etapas 1.169.000. [28]
Además, se diseñó un sistema de escape para reducir los niveles de ruido por debajo de los de los escapes de eyectores para el North Star/Argonaut. Este sistema "cruzado" llevaba el flujo de escape desde el banco de cilindros interior hacia arriba y por encima del motor antes de descargar la corriente de escape en el lado exterior de la góndola UPP . Como resultado, los niveles de sonido se redujeron entre 5 y 8 decibeles . El escape modificado también confirió un aumento de potencia sobre el sistema sin modificar de 38 hp (28 kW), lo que resultó en una mejora de 5 nudos en la velocidad aerodinámica real. El alcance en aire en calma del avión también mejoró alrededor del 4 por ciento. [24] El motor modificado se denominó "TMO" y el sistema de escape modificado se suministró como un kit que podía ser instalado en motores existentes tanto por el operador como por Rolls-Royce. [24]
Las potencias nominales de los Merlin 600, 620 y 621 para uso civil eran de 1.160 hp (870 kW) en crucero continuo a 23.500 pies (7.200 m) y 1.725 hp (1.286 kW) en despegue. Los Merlin 622-626 tenían una potencia nominal de 1.420 hp (1.060 kW) en crucero continuo a 18.700 pies (5.700 m) y 1.760 hp (1.310 kW) en despegue. Los motores estaban disponibles con sobrealimentación de una etapa y dos velocidades (serie 500), sobrealimentación de dos etapas y dos velocidades (serie 600) y con intercooler completo o con intercooler/calentamiento de carga a medias, utilizándose el calentamiento de carga para uso en áreas frías como en Canadá. [25] Los motores civiles Merlin en servicio en aerolíneas volaron 7.818.000 millas aéreas en 1946, 17.455.000 en 1947 y 24.850.000 millas en 1948. [29]
De Jane's : [30]
La mayoría de las mejoras técnicas del Merlin se debieron a sobrealimentadores más eficientes , diseñados por Stanley Hooker , y a la introducción de combustible de aviación con mayor octanaje . Se realizaron numerosos cambios de detalles internos y externos al motor para soportar mayores potencias nominales e incorporar avances en las prácticas de ingeniería. [31]
El Merlín consumía un enorme volumen de aire a plena potencia (equivalente al volumen de un autobús de un piso por minuto), y con los gases de escape saliendo a 1.300 mph (2.100 km/h), se dieron cuenta de que se podía obtener un empuje útil simplemente inclinando los gases hacia atrás en lugar de ventilarlos lateralmente.
Durante las pruebas, se obtuvo un empuje de 70 libras-fuerza (310 N ; 32 kgf ) a 300 mph (480 km/h), o aproximadamente 70 hp (52 kW), lo que aumentó la velocidad máxima del Spitfire en 10 mph (16 km/h) a 360 mph (580 km/h). [32] Las primeras versiones de los escapes eyectores presentaban salidas redondas, mientras que las versiones posteriores del sistema usaban salidas estilo "cola de pez", que aumentaban marginalmente el empuje y reducían el resplandor del escape para el vuelo nocturno.
En septiembre de 1937, el prototipo Spitfire, K5054 , fue equipado con escapes de tipo eyector. Las marcas posteriores del Spitfire utilizaron una variación de este sistema de escape equipado con conductos de admisión orientados hacia adelante para distribuir aire caliente a los cañones montados en las alas para evitar la congelación y las paradas a grandes altitudes, reemplazando un sistema anterior que usaba aire caliente del radiador de refrigerante del motor. El último sistema se había vuelto ineficaz debido a las mejoras en el propio Merlin que permitían altitudes operativas más altas donde las temperaturas del aire son más bajas . [33] Los escapes eyectores también se instalaron en otros aviones con motor Merlin.
El sobrealimentador fue un elemento central del éxito del Merlin. AC Lovesey , un ingeniero que fue una figura clave en el diseño del Merlin, dio una conferencia sobre el desarrollo del Merlin en 1946; en este extracto explicó la importancia del sobrealimentador:
Todavía prevalece la impresión de que la capacidad estática conocida como el volumen barrido es la base de comparación de la posible potencia de salida para diferentes tipos de motor, pero este no es el caso porque la potencia del motor depende únicamente de la masa de aire que se le puede hacer consumir de manera eficiente, y en este sentido el sobrealimentador juega el papel más importante... el motor tiene que ser capaz de lidiar con los mayores flujos de masa con respecto a la refrigeración, la libertad de detonación y capaz de soportar altas cargas de gas e inercia... Durante el curso de la investigación y el desarrollo de sobrealimentadores se nos hizo evidente que cualquier aumento adicional en el rendimiento de altitud del motor Merlin requería el empleo de un sobrealimentador de dos etapas. [34]
A medida que evolucionó el Merlin, también lo hizo el supercargador; este último se puede clasificar en tres grandes categorías: [35]
El sobrealimentador Merlin fue diseñado originalmente para permitir que el motor generara la máxima potencia a una altitud de aproximadamente 16.000 pies (4.900 m). En 1938, Stanley Hooker, un graduado de Oxford en matemáticas aplicadas, explicó: "... Pronto me familiaricé con la construcción del sobrealimentador y el carburador Merlin... Dado que el sobrealimentador estaba en la parte trasera del motor, había sido sometido a un tratamiento de diseño bastante severo, y el conducto de entrada de aire al impulsor parecía muy aplastado..." Las pruebas realizadas por Hooker mostraron que el diseño de entrada original era ineficiente, lo que limitaba el rendimiento del sobrealimentador. [36] [nb 4] Hooker diseñó posteriormente un nuevo conducto de entrada de aire con características de flujo mejoradas, que aumentó la potencia máxima a una altitud superior a 19.000 pies (5.800 m); y también mejoró el diseño tanto del impulsor como del difusor que controlaba el flujo de aire hacia él. Estas modificaciones llevaron al desarrollo de las series Merlin XX y 45 de una sola etapa. [37]
Un avance significativo en el diseño de sobrealimentadores fue la incorporación en 1938 de un mecanismo de transmisión de dos velocidades (diseñado por la empresa francesa Farman ) al impulsor del Merlin X. [38] [nb 5] El posterior Merlin XX incorporó el mecanismo de transmisión de dos velocidades, así como varias mejoras que permitieron aumentar la tasa de producción de los Merlins. [40] El engranaje de baja relación, que funcionaba desde el despegue hasta una altitud de 10.000 pies (3.000 m), impulsaba el impulsor a 21.597 rpm y desarrollaba 1.240 hp (920 kW) a esa altura; mientras que la potencia nominal del engranaje alto (25.148 rpm) era de 1.175 hp (876 kW) a 18.000 pies (5.500 m). Estas cifras se lograron a una velocidad del motor de 2.850 rpm utilizando un impulso de +9 libras por pulgada cuadrada (1,66 atm ) (48"). [41]
En 1940, después de recibir una solicitud en marzo de ese año del Ministerio de Producción Aeronáutica para un Merlin de alta potencia (40.000 pies (12.000 m)) para su uso como motor alternativo al Hércules VIII turboalimentado utilizado en el prototipo de bombardero de gran altitud Vickers Wellington V , Rolls-Royce comenzó a experimentar con el diseño de un sobrealimentador de dos etapas y un motor equipado con esto fue probado en banco en abril de 1941, convirtiéndose finalmente en el Merlin 60. [42] El diseño básico utilizó un sobrealimentador Vulture modificado para la primera etapa, mientras que se utilizó un sobrealimentador Merlin 46 para la segunda. [43] Se utilizó un intercooler refrigerado por líquido en la parte superior de la carcasa del sobrealimentador para evitar que la mezcla de aire comprimido y combustible se calentara demasiado. [nb 6] También se consideró un turbocompresor impulsado por escape , pero aunque un menor consumo de combustible era una ventaja, el peso adicional y la necesidad de agregar conductos adicionales para el flujo de escape y las válvulas de descarga significaron que esta opción fue rechazada a favor del sobrealimentador de dos etapas. [44] Equipada con el sobrealimentador de dos etapas y dos velocidades, la serie Merlin 60 ganó 300 hp (220 kW) a 30.000 pies (9.100 m) sobre la serie Merlin 45, [43] a cuya altitud un Spitfire IX era casi 70 mph (110 km/h) más rápido que un Spitfire V. [45]
La familia Merlin de dos etapas se amplió en 1943 con el Merlin 66, que tenía su supercargador diseñado para mayores potencias a bajas altitudes, y la serie Merlin 70 que fue diseñada para proporcionar mayor potencia a grandes altitudes. [46]
Mientras el diseño del sobrealimentador de dos etapas avanzaba, Rolls-Royce también continuó desarrollando el sobrealimentador de una sola etapa, lo que resultó en 1942 en el desarrollo de un impulsor "recortado" más pequeño para el Merlin 45M y 55M; ambos motores desarrollaron mayor potencia a bajas altitudes. [47] En el servicio del escuadrón, la variante LF.V del Spitfire equipada con estos motores se conoció como el "Spitty recortado, aplaudido y recortado" para indicar la envergadura acortada , la condición menos que perfecta de los fuselajes usados y el impulsor del sobrealimentador recortado. [48]
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El uso de carburadores se calculó para dar una mayor potencia específica de salida, debido a la menor temperatura, y por lo tanto mayor densidad, de la mezcla de combustible/aire en comparación con los sistemas de inyección. [49] Inicialmente, los Merlins estaban equipados con carburadores controlados por flotador. Sin embargo, durante la Batalla de Inglaterra se descubrió que si los Spitfires o Hurricanes se inclinaban hacia abajo en un picado pronunciado, la fuerza g negativa ( g ) producía una falta de combustible temporal que hacía que el motor se apagara momentáneamente. En comparación, el Bf 109E contemporáneo , que tenía inyección directa de combustible , podía "tocar" directamente en un picado de alta potencia para escapar del ataque. Los pilotos de combate de la RAF pronto aprendieron a evitar esto con un "medio giro" de su avión antes de lanzarse en picado en persecución. [50] Un limitador en la línea de suministro de combustible junto con un diafragma instalado en la cámara del flotador, apodado jocosamente " el orificio de la señorita Shilling ", [nb 7] en honor a su inventor, ayudó a solucionar la falta de combustible en una inmersión al contener el combustible con una gravedad negativa; sin embargo, a una potencia inferior a la máxima, se seguía obteniendo una mezcla rica en combustible. Otra mejora se realizó al mover la salida de combustible desde la parte inferior del carburador SU exactamente a la mitad del costado, lo que permitió que el combustible fluyera igualmente bien con una gravedad positiva o negativa. [51]
Se introdujeron más mejoras en toda la gama Merlin: en 1943 se introdujo un carburador de presión Bendix-Stromberg que inyectaba combustible a 5 libras por pulgada cuadrada (34 kPa ; 0,34 bar ) a través de una boquilla directamente en el sobrealimentador, y se instaló en las variantes Merlin 66, 70, 76, 77 y 85. El desarrollo final, que se instaló en los Merlin de la serie 100, fue un carburador de inyección SU que inyectaba combustible en el sobrealimentador utilizando una bomba de combustible impulsada en función de la velocidad del cigüeñal y las presiones del motor. [52]
Al comienzo de la guerra, los Merlin I, II y III funcionaban con el entonces estándar combustible de aviación de 87 octanos y podían generar algo más de 1000 hp (750 kW) a partir de su cilindrada de 27 litros (1650 pulgadas cúbicas): la presión máxima de refuerzo a la que el motor podía funcionar usando combustible de 87 octanos era de +6 libras por pulgada cuadrada (141 kPa; 1,44 atm ). [nb 8] Sin embargo, ya en 1938, en el 16º Salón Aeronáutico de París , Rolls-Royce mostró dos versiones del Merlin diseñadas para usar combustible de 100 octanos. El Merlin RM2M era capaz de desarrollar 1.265 hp (943 kW) a 7.870 pies (2.400 m), 1.285 hp (958 kW) a 9.180 pies (2.800 m) y 1.320 hp (980 kW) en el despegue; mientras que un Merlin X con un supercargador de dos velocidades en marcha alta generaba 1.150 hp (860 kW) a 15.400 pies (4.700 m) y 1.160 hp (870 kW) a 16.730 pies (5.100 m). [53]
A finales de 1939, el combustible de 100 octanos empezó a estar disponible en los EE. UU., las Indias Occidentales , Persia y, en cantidades más pequeñas, en el mercado interno, [54] en consecuencia, "... en la primera mitad de 1940, la RAF transfirió todos los escuadrones Hurricane y Spitfire al combustible de 100 octanos". [55] Se realizaron pequeñas modificaciones a los motores de las series Merlin II y III, lo que permitió una mayor presión de refuerzo (de emergencia) de +12 libras por pulgada cuadrada (183 kPa; 1,85 atm). Con esta configuración de potencia, estos motores podían producir 1310 hp (980 kW) a 9000 pies (2700 m) mientras funcionaban a 3000 revoluciones por minuto. [56] [57] El aumento de la potencia se podía utilizar indefinidamente ya que no había un mecanismo mecánico de límite de tiempo, pero se recomendaba a los pilotos no utilizar el aumento de la potencia durante más de un máximo de cinco minutos, y se consideraba una "condición de sobrecarga definitiva en el motor"; si el piloto recurría al aumento de la potencia de emergencia, tenía que informar de ello al aterrizar, cuando se anotaba en el libro de registro del motor, mientras que el oficial de ingeniería debía examinar el motor y restablecer la compuerta del acelerador. [58] Las versiones posteriores del Merlin funcionaban solo con combustible de 100 octanos, y la limitación de combate de cinco minutos se elevó a +18 libras por pulgada cuadrada (224 kPa; 2,3 atm). [59]
A finales de 1943 se realizaron pruebas con un nuevo combustible de grado "100/150" (150 octanos), reconocido por su color verde brillante y su "olor horrible". [60] Las pruebas iniciales se llevaron a cabo utilizando 6,5 centímetros cúbicos (0,23 imp fl oz ) de tetraetilo de plomo (TEL) por cada galón imperial de combustible de 100 octanos (o 1,43 cc/L o 0,18 US fl oz/US gal), pero esta mezcla resultó en una acumulación de plomo en las cámaras de combustión, causando un ensuciamiento excesivo de las bujías . Se lograron mejores resultados añadiendo un 2,5% de monometilanilina (MMA) al combustible de 100 octanos. [61] El nuevo combustible permitió aumentar la potencia nominal de cinco minutos del Merlin 66 a +25 libras por pulgada cuadrada (272 kPa; 2,7 atm). [62] Con esta potencia nominal, el Merlin 66 generaba 2.000 hp (1.500 kW) a nivel del mar y 1.860 hp (1.390 kW) a 10.500 pies (3.200 m). [63]
A partir de marzo de 1944, los Spitfire IX con motor Merlin 66 de dos escuadrones de la Defensa Aérea de Gran Bretaña (ADGB) recibieron autorización para utilizar el nuevo combustible en pruebas operativas, y se le dio un buen uso en el verano de 1944 cuando permitió a los Spitfire LF Mk. IX interceptar bombas voladoras V-1 que llegaban a baja altitud. [62] Los cazas nocturnos Mosquito de la ADGB también utilizaron combustible de grado 100/150 para interceptar bombas V-1. [64] A principios de febrero de 1945, los Spitfire de la Segunda Fuerza Aérea Táctica (2TAF) también comenzaron a utilizar combustible de grado 100/150. [65] [nb 9] Este combustible también se ofreció a la USAAF, donde se denominó "PPF 44-1" y se lo conoció informalmente como "Pep". [67]
La producción del Rolls-Royce Merlin fue impulsada por la previsión y determinación de Ernest Hives , quien a veces se enfurecía por la aparente complacencia y falta de urgencia encontrada en su frecuente correspondencia con el Ministerio del Aire , el Ministerio de Producción Aeronáutica y funcionarios de las autoridades locales. [68] Hives era un defensor de las fábricas en la sombra y, percibiendo el inminente estallido de la guerra, siguió adelante con los planes para producir el Merlin en cantidades suficientes para la rápidamente creciente Royal Air Force. [69] A pesar de la importancia de la producción ininterrumpida, varias fábricas se vieron afectadas por la huelga . [70] Al final de su producción en 1950, se habían construido 168.176 motores Merlin; más de 112.000 en Gran Bretaña y más de 55.000 bajo licencia en los EE. UU. [nb 10] [57] [nb 11]
Las instalaciones existentes de Rolls-Royce en Osmaston, Derby, no eran adecuadas para la producción en masa de motores, aunque el espacio en planta se había incrementado en un 25% entre 1935 y 1939; Hives planeó construir los primeros doscientos o trescientos motores allí hasta que se resolvieran los problemas iniciales de ingeniería. Para financiar esta expansión, el Ministerio del Aire había proporcionado un total de £ 1.927.000 en diciembre de 1939. [73] [nb 12] Con una fuerza laboral que consistía principalmente en ingenieros de diseño y hombres altamente calificados, la fábrica de Derby llevó a cabo la mayoría del trabajo de desarrollo del Merlin, con pruebas de vuelo realizadas en la cercana RAF Hucknall . Todos los aviones con motor Merlin que participaron en la Batalla de Gran Bretaña tenían sus motores ensamblados en la fábrica de Derby. La producción total de Merlin en Derby fue de 32.377. [75] La fábrica original cerró en marzo de 2008, pero la compañía mantiene una presencia en Derby. [76]
Para satisfacer la creciente demanda de motores Merlin, Rolls-Royce comenzó a construir una nueva fábrica en Crewe en mayo de 1938, y los motores salieron de la fábrica en 1939. La fábrica de Crewe tenía conexiones por carretera y ferrocarril convenientes con sus instalaciones existentes en Derby. La producción en Crewe se planeó originalmente para utilizar mano de obra no calificada y subcontratistas con los que Hives pensó que no habría dificultades particulares, pero el número de piezas subcontratadas requeridas, como cigüeñales, árboles de levas y camisas de cilindros, finalmente fue insuficiente y la fábrica se amplió para fabricar estas piezas "en casa". [77]
En un principio, la autoridad local prometió construir 1.000 nuevas casas para albergar a la fuerza de trabajo para finales de 1938, pero en febrero de 1939 sólo había adjudicado un contrato para 100. Hives se enfureció por esta complacencia y amenazó con trasladar toda la operación, pero la oportuna intervención del Ministerio del Aire mejoró la situación. En 1940 se produjo una huelga cuando las mujeres sustituyeron a los hombres en los tornos de cabrestante , y el sindicato de trabajadores insistió en que se trataba de un trabajo especializado; sin embargo, los hombres volvieron a trabajar después de 10 días. [78]
La producción total de Merlin en Crewe fue de 26.065. [75]
La fábrica se utilizó después de la guerra para la producción de automóviles Rolls-Royce y Bentley y de motores para vehículos de combate militares. En 1998, Volkswagen AG compró la marca Bentley y la fábrica. Hoy se conoce como Bentley Crewe. [79]
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Hives recomendó además que se construyera una fábrica cerca de Glasgow para aprovechar la abundante mano de obra local y el suministro de acero y piezas forjadas de los fabricantes escoceses. En septiembre de 1939, el Ministerio del Aire asignó 4.500.000 libras esterlinas para una nueva fábrica de Shadow. [80] [nb 13] Esta fábrica financiada y operada por el gobierno se construyó en Hillington a partir de junio de 1939 y los trabajadores se mudaron a las instalaciones en octubre, un mes después del estallido de la guerra. La fábrica estaba completamente ocupada en septiembre de 1940. También se produjo una crisis de vivienda en Glasgow, donde Hives volvió a solicitar al Ministerio del Aire que interviniera. [82]
Con 16.000 empleados, la fábrica de Glasgow era una de las mayores operaciones industriales de Escocia. A diferencia de las plantas de Derby y Crewe, que dependían significativamente de subcontratistas externos , producía casi todos los componentes del Merlin por sí misma. [83] Hillingdon requirió "una gran cantidad de atención por parte de Hives" desde que estaba produciendo su primer motor completo; tenía la mayor proporción de trabajadores no calificados en cualquier fábrica administrada por Rolls-Royce". [84] Los motores comenzaron a salir de la línea de producción en noviembre de 1940, y en junio de 1941 la producción mensual había alcanzado los 200, aumentando a más de 400 por mes en marzo de 1942. [85] En total, se produjeron 23.675 motores. El ausentismo laboral se convirtió en un problema después de algunos meses debido a los efectos físicos y mentales de las condiciones de guerra, como la frecuente ocupación de refugios antiaéreos . Se acordó reducir ligeramente las duras horas de trabajo a 82 horas semanales, con medio domingo al mes como día de descanso. [86] Se informa que la producción récord fue de 100 motores en un día. [87]
Inmediatamente después de la guerra, la planta reparó y revisó los motores Merlin y Griffon, y continuó fabricando piezas de repuesto. [87] Finalmente, tras la producción del turborreactor Rolls-Royce Avon y otros, la fábrica se cerró en 2005. [88]
Se le pidió a la Ford Motor Company que produjera Merlins en Trafford Park , Stretford , cerca de Manchester , y las obras de construcción de una nueva fábrica comenzaron en mayo de 1940 en un sitio de 118 acres (48 ha). Construida con dos secciones distintas para minimizar el daño potencial de las bombas, se completó en mayo de 1941 y fue bombardeada en el mismo mes. [nb 14] Al principio, la fábrica tuvo dificultades para atraer mano de obra adecuada, y hubo que contratar a un gran número de mujeres, jóvenes y hombres sin formación. A pesar de ello, el primer motor Merlin salió de la línea de producción un mes más tarde y se estaba construyendo el motor a un ritmo de 200 por semana en 1943, [89] momento en el que las fábricas conjuntas producían 18.000 Merlins al año. [35] En su autobiografía Not much of an Engineer , Sir Stanley Hooker afirma: "... una vez que la gran fábrica de Ford en Manchester empezó la producción, los Merlins salieron como guisantes desgranados...". [90]
En la planta de Trafford Park trabajaban unas 17.316 personas, incluidas 7.260 mujeres y dos médicos y enfermeras residentes. [89] La producción de Merlin empezó a disminuir en agosto de 1945 y finalmente cesó el 23 de marzo de 1946. [91]
La producción total de Merlin en Trafford Park fue de 30.428. [75]
Como el Merlin se consideraba tan importante para el esfuerzo bélico, se iniciaron negociaciones para establecer una línea de producción alternativa fuera del Reino Unido. El personal de Rolls-Royce visitó fabricantes de automóviles norteamericanos para seleccionar uno para construir el Merlin en los EE. UU. o Canadá. Henry Ford rescindió una oferta inicial para construir el motor en los EE. UU. en julio de 1940, y la Packard Motor Car Company fue seleccionada para asumir el pedido de $ 130,000,000 del Merlin (equivalente a $ 2,83 mil millones en dólares de 2023 [92] ). [93] Se llegó a un acuerdo en septiembre de 1940, y el primer motor construido por Packard, un Merlin XX, designado como V-1650-1, funcionó en agosto de 1941. [94] La producción total de Merlin por Packard fue de 55,523. [75]
Continental Motors, Inc. también fabricó seis motores de desarrollo . [75]
Esta es una lista de variantes representativas del Merlin, que describe algunos de los cambios mecánicos realizados durante el desarrollo del Merlin. A los motores de la misma potencia de salida se les asignaban típicamente diferentes números de modelo en función de las relaciones de transmisión del sobrealimentador o de la hélice, las diferencias en el sistema de refrigeración o los carburadores, la construcción del bloque del motor o la disposición de los controles del motor. [95] Las clasificaciones de potencia citadas suelen ser la potencia "militar" máxima. Todos los motores, excepto los Merlin 131 y 134, eran "tractores de mano derecha", es decir , la hélice giraba en el sentido de las agujas del reloj cuando se veía desde atrás. Además de los números de marca, el Ministerio de Abastecimiento (MoS) asignó números experimentales a los motores Merlin (por ejemplo, RM 8SM para el Merlin 61 y algunas variantes) mientras estaban en desarrollo; estos números se indican cuando es posible. [96] Los motores Merlin utilizados en los Spitfire , aparte del Merlin 61, utilizaban una relación de reducción de la hélice de 0,477:1. Los Merlin utilizados en bombarderos y otros cazas utilizaban una relación de 0,42:1. [97]
Datos de Bridgman (Jane's) [98] a menos que se indique lo contrario:
En orden cronológico, los primeros aviones operativos propulsados por el Merlin que entraron en servicio fueron el Fairey Battle, el Hawker Hurricane y el Supermarine Spitfire. [113] Aunque el motor está más estrechamente asociado con el Spitfire, el Avro Lancaster de cuatro motores fue el que se utilizó con mayor frecuencia, seguido por el De Havilland Mosquito de dos motores. [114]
Lista de Lumsden 2003 [115] [nb 16]
Al final de la Segunda Guerra Mundial, se diseñaron y produjeron nuevas versiones del Merlin (las series 600 y 700) para su uso en aviones comerciales como el Avro Tudor , aviones de transporte militar como el Avro York y el Canadair North Star, que cumplían ambas funciones. Estos motores eran básicamente de especificación militar con algunos cambios menores para adaptarse a los diferentes entornos operativos. [116]
Una versión construida en España del Messerschmitt Bf 109 G-2, el Hispano Aviación HA-1112-M1L Buchon de 1954 , fue construida en la fábrica de Hispano en Sevilla con el motor Rolls-Royce Merlin 500/45 de 1.600 caballos de fuerza (1.200 kW), un motor apropiado para la última versión producida del famoso caza Messerschmitt, ya que el prototipo del avión Bf 109 V1 había sido propulsado por el motor Rolls-Royce Kestrel V-12 en 1935. [117]
El CASA 2.111 fue otra versión construida en España de un avión alemán, el Heinkel He 111 , que fue adaptado para utilizar el Merlin después de que se agotara el suministro de motores Junkers Jumo 211 F-2 al final de la guerra. [118] Una situación similar existió con el Fiat G.59 cuando se agotaron las existencias disponibles de la versión construida bajo licencia italiana del motor Daimler-Benz DB 605. [119]
El Avro Lincoln de fabricación australiana del modelo A73-51 utilizó aviones Merlin 102 de la Commonwealth Aircraft Corporation de fabricación australiana . Se habían construido un total de 108 Merlin de la CAC cuando finalizó la producción.
Se produjo una versión no sobrealimentada del Merlin que utilizaba una mayor proporción de componentes de acero y hierro para su uso en tanques . Este motor, el Rolls-Royce Meteor , a su vez dio lugar al Rolls-Royce Meteorite , de menor tamaño . [ 120] En 1943, el desarrollo posterior del Meteor pasó a manos de Rover , a cambio de los intereses de Rover en turbinas de gas . [121]
En 1938, Rolls-Royce comenzó a trabajar en la modificación de algunos Merlins que luego se utilizarían en los MTB británicos , MGB y lanchas de rescate aire-mar de la RAF. Para estos, los sobrealimentadores eran unidades de una sola etapa modificadas y el motor fue rediseñado para su uso en un entorno marino. Se convirtieron unos 70 motores antes de que se diera prioridad a la producción de motores aeronáuticos. [122]
El ejército irlandés llevó a cabo experimentos que consistieron en sustituir el motor Bedford de un tanque Churchill por un motor Rolls-Royce Merlin rescatado de un avión Seafire del Cuerpo Aéreo Irlandés . El experimento no tuvo éxito, aunque no se han registrado los motivos. [123]
El Merlin, uno de los motores de avión de mayor éxito de la Segunda Guerra Mundial , sigue utilizándose en muchos aviones antiguos restaurados de la Segunda Guerra Mundial en todo el mundo. El Royal Air Force Battle of Britain Memorial Flight es un operador actual notable del Merlin. En Inglaterra, la Shuttleworth Collection posee y opera un Hawker Sea Hurricane IB y un Supermarine Spitfire VC con motor Merlin; ambos pueden verse volando en exhibiciones en casa durante los meses de verano. [124] [125]
Se conservan ejemplares del Rolls-Royce Merlin en exposición en los siguientes museos :
Datos de Jane's . [138]
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