Кіріспе

Packard V 1650 Merlin – Rolls Royce Merlin авиациялық қозғалтқышының нұсқасы, оны Packard Motor Car Company компаниясы АҚШ-та лицензия бойынша өндірді. Қозғалтқыш британдықтардың пайдалануы үшін Rolls Royce Merlin өндірісін кеңейту мақсатында лицензияланды. Сондай-ақ, бұл қозғалтқыш АҚШ-та осындай қуатты американдық қозғалтқыштардың қол жетімді болмаған кездегі қажеттілікті қанағаттандырды. Бірінші V 1650 қозғалтқыштары, Merlin XX-ке балама бір сатылы суперкомпрессормен жабдықталған, P 40F Kittyhawk истребителінде және Канадада құрастырылған Hawker Hurricanes ұшақтарында қолданылды. Merlin 60 сериясына негізделген кейінгі нұсқаларында жоғары биіктікте жақсы өнімділік көрсету үшін жетілдірілген екі сатылы суперкомпрессор орнатылды. Ол ең маңызды қолданысын Солтүстік Американың P 51 Mustang истребителінде тапты, бұл ұшақтың өнімділігін арттырып, одақтас әскерлерінің ауыр бомбалаушыларын Ұлыбританиядан Германияға және кері жолға сүйемелдеуге мүмкіндік берді.

Жобалау және әзірлеу

Екінші дүниежүзілік соғыс басталғанда, британдық авиация индустриясы күрт өрістеді. Rolls-Royce Merlin қозғалтқышына зор қажеттілік туды, Крю, Манчестер және Глазго қалаларында көлеңкелі зауыттар құрылды. Бұл, өндірісті кеңейтуге тырысқан британдық үкімет үшін, сұраныстың өсуін қанағаттандыруға жеткіліксіз болды. 1940 жылдың қыркүйегінде Rolls-Royce және Packard Motor Car компаниялары Merlin қозғалтқышын лицензия бойынша өндіру туралы келісімге келді, оған 130 миллион долларлық тапсырыс берілді. Packard компаниясы жасаған алғашқы қозғалтқыш, V 1650 1 деп белгіленді, 1941 жылдың тамызында сынақтан өтті. Бірінші американдық үлгі Mark XX нұсқасы болды, американдық әскерилер оны V 1650 1 деп, ал британдықтар Packard Merlin 28 деп атады. Бұл қозғалтқышта бір сатылы, екі жылдамдықты суперкомпрессор қолданылды, оның жылдамдықтарды ауыстыру механизмі француз Farman компаниясының патенттік лицензиясына негізделген. Merlin 28 Avro Lancaster бомбалаушысына орнатылды. Осы қозғалтқыштың USAAF V 1650 1 нұсқасы Curtiss P 40F ұшағында қолданылды. Packard компаниясы осы қозғалтқышты алғашқы рет модификациялағанда, негізгі коленвалдың подшипниктерін мыс-қорытпасынан күміс-қорытпасына ауыстырды және индийлік қаптама қолданды. Бұл General Motors компаниясының Pontiac бөлімшесімен, сол кезде қолданылатын майлау майларынан туындайтын коррозияны болдырмау мақсатында жасалды. Подшипник жабыны сонымен қатар бетінің жұмылуын және жүктемеге төзу қабілетін жақсартты. Британдық Әуе Министрлігінің жоғары биіктіктегі Веллингтон VI бомбалаушысы үшін жоғары биіктіктегі Merlin қозғалтқышына жасаған сұранысына жауап ретінде Стэнли Хукер басқарған Rolls-Royce командасы екі сатылы суперзарядтаушысы бар Merlin қозғалтқышын жасады, ол Merlin 60 сериясы деп аталды. 60 сериялы алғашқы қозғалтқыш 1941 жылдың наурыз айында іске қосылды және сол жылдың шілдесінде алғаш рет ұшты. Веллингтон VI-ның тек 63 данасы ғана өндірілгендіктен, бұл қозғалтқыштар Spitfire IX ұшағында Merlin 61 ретінде пайдаланылды. Бұл модель кейіннен Packard компаниясымен V 1650 3 ретінде шығарылды және P 51 ұшағына арналған "жоғары биіктіктегі" Merlin ретінде танылды. 1942 жылдың қазан айында Merlin 61 қозғалтқышымен ұшуға арналған алғашқы екі сатылы Merlin Mustang түрлендірілген ұшағы Mustang X ретінде сынақтан өтті, ал өндірістік V 1650 3 қозғалтқышы бар P 51B (Mustang III) 1943 жылы пайдалануға берілді. Екі сатылы Merlin және V 1650 3 екі жылдамдықты, екі сатылы суперкомпрессор бөлімінде бір білікте екі бөлек желдеткіштерден тұрды, олар әдетте 6,391:1 арақатынаста беріліс арқылы айналдырылды. Жұмыс істейтін маймен басқарылатын тұтқалардың гидравликалық ауысу құрылымын электрлік соленоидпен қосу арқылы бұл арақатынасты жоғары жылдамдықты үрлеу күйінде 8,095:1 дейін арттыруға болады. Желдеткіштердің жоғары жылдамдық арақатынасы Allison қозғалтқыштарындағыдан төмен болғанмен, желдеткіштің жылдамдығы ғана қозғалтқыштың өнімділігін анықтайтын жалғыз фактор емес, бұл сонымен қатар желдеткіштердің мөлшері мен пішініне де байланысты. Беріліспен жұмыс істейтін суперкомпрессор – паразиттік құрылғы, сондықтан желдеткіштердің берілісі мен қанаттарының пішіні ұшудың маңызды кезеңінде қол жетімді қуатты шектеместен биіктікте максималды қуатты қамтамасыз ету үшін мұқият жобаланған. Қысылған отын-ауа қоспасының екі сатылы болуы диффузор арқылы сорғы коллекторларына қысымды арттырып, электр станциясының жұмыс істейтін биіктігін арттырды. Суперкомпрессордың цилиндрлерге индукциялық жүйеде теңіз деңгейіндегі қысымды сақтау мүмкіндігі Packard Merlin қозғалтқышының 30000 футтан (9144 м) жоғары биіктікте жұмыс істеуіне мүмкіндік берді. Екі сатылы желдеткіштер қысылу процесінде отын-ауа қоспасын қатты қыздырды, ал қысылған зарядтың жарылуын болдырмау үшін цилиндрлерге кірмес бұрын қоспаны салқындату қажет болды. Салқындату бірінші және екінші сатыдағы желдеткіштердің арасында орналасқан салқындатқыш аралықтан жүзеге асырылды. Этиленгликоль суытқышы осы арна арқылы сорғымен айдалып, желдеткіштерден туындаған артық жылуды алып кетті. Интеркулерсіз зарядтың температурасы 400 °F (204 °C) дейін жете алатын еді. Интеркулердің өзі жоғары температурамен күресуге жеткіліксіз болды, сондықтан желдеткіштің шығысы мен цилиндрлерге индукциялық коллектордың арасында қосымша салқындатқыш қабырғалары мен түтіктер орналастырылды. Бұл радиатор "афтеркулер" деп аталды және суперкомпрессордың салқындату жүйесіне арналған резервуар ретінде қызмет етті. Бұл жүйе зарядтау температурасын қажетті деңгейге дейін төмендетті. Карбюратордың жоғары ағыстағы газды клапандары автоматты түрде газды басқару арқылы жоғарылату арқылы басқарылды, бұл биіктік өзгеруіне байланысты таңдалған коллекторлық қысымды сақтауға мүмкіндік берді. Жерде және төменгі биіктікте жұмыс істегенде клапан толық ашылмады, қозғалтқыштың артық қысымда жұмыс істеуіне жол бермеді. Ауа тығыздығы биіктік артуымен төмендегенде, газ клапандары атмосфералық қысымның төмендеуіне жауап ретінде біртіндеп ашылды. Бұл жүйе қозғалтқыштың қуат шектерінде 26000 футқа (7925 м) дейін толық қуатты қамтамасыз етті.

Қозғалтқыштың қысымын өлшеу

Британдықтар қысымды lbf/in2 (psi) бірлігімен өлшеді. Теңіз деңгейіндегі қалыпты атмосфералық қысым 14,7 psi құрайды, сондықтан +6 көрсеткіші ауа-отын қоспасының қозғалтқышқа түсетін алдында 20,7 psi-ға дейін компрессормен қысылатынын білдіреді; +25 көрсеткіші ауа-отын қоспасының қазір 39,7 psi-ға дейін қысылатынын білдіреді. Американдықтар өздерінің күшейткіштік көрсеткіштерін меркурий дюймымен (inHg) өлшеді. Бір шаршы дюймге бір фунт күш тең немесе , ал стандартты атмосфера 101,325 кПа = 29,92 inHg = 14,70 lbf/in2-ға тең. Алғашқы Merlin қозғалтқыштарында ең жоғары коллекторлық (күшейткіштік) қысым +18 болды. Кейінірек модельдерде бұл көрсеткіш арттырылды. Меркурий дюймымен (inHg) өлшенген абсолюттік қысым. Күшейткіштік қысымның шаршы дюймына фунт 81 inHg = +25 lbf/in2 күшейткіштік қысым 66.5 inHg = +18 lbf/in2 күшейткіштік қысым 60 inHg = +15 lbf/in2 күшейткіштік қысым 46 inHg = +8 lbf/in2 күшейткіштік қысым 42 inHg = +6 lbf/in2 күшейткіштік қысым.

Соғыстан кейінгі қолданылуы

АҚШ-та көптеген соғыстан артылған қозғалтқыштар мен ұшақтар салыстырмалы түрде арзан бағамен сатылды. Ең танымал екеуі – «Солтүстік Америка» P-51 Mustang және Packard V-1650 Merlin қозғалтқыштары болды, олардың бірнешеуі «күшейтіліп», Бендикс Трофи, Кливленд әуе жарыстары және Томпсон Трофи жарыстарына қатысу үшін өзгертілді. Осы қозғалтқыштардың көптеген түрлері бүгінге дейін Бонневилл тұзды далалары сияқты жерлердегі Drag Racing, Hydroplane және Land Speed Racing жарыстарында кеңінен қолданылуда. Онтарионың Гамильтон қаласындағы Канада әскери ұшақтар мұражайына тиесілі Mynarski Lancaster ұшағы, әлемдегі бар болған екі Lancaster ұшағының бірі, төрт Packard Merlin қозғалтқышымен жабдықталған. Рено әуе жарыстарында Unlimited Class класындағы жарыскерлер үшін Merlin қозғалтқыштарының қуатын арттыру жұмыстары жалғасуда. Аллисон V-1710 поршеньді біліктіктерді пайдалану және интеркулерді ADI (Anti-Detonation Injection – детонацияға қарсы инъекция) (50% дистилденген су және 50% метанол) жүйесімен алмастыру сияқты жаңалықтар, химиялық құрамы Люфтваффенің соғыс кезеңіндегі MW 50 жүйесіне және Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде Pratt & Whitney қозғалтқыштарында қолданылған су инъекциясы жүйесіне ұқсас, қуатты күрт арттыруға мүмкіндік берді. Көптеген ең жылдам Unlimited жарыскерлер Merlin коллекторларындағы қысымды 145 дюймге (56,6 psi, 4,8 атм) дейін көтеріп, 2835 кВт (3800 ат күші) дейін қуат алады, бұл Mustang ұшағының 490 миль/сағ жылдамдыққа жете алуына мүмкіндік береді.