Екінші дүниежүзілік соғыс кезеңінің эксперименталдық ұшақ қозғалтқышы
Chrysler IV-2220
Chrysler XIV 2220: Екінші дүниежүзілік соғыс кезеңіндегі эксперименталдық ұшақ қозғалтқышы. Хеми дизайнының алғашқы нұсқасы, кейіннен автокөліктерде қолданылды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Екінші дүниежүзілік соғыс кезеңіндегі эксперименталды ұшақ қозғалтқышы
World War II–Era experimental aircraft engine
Chrysler XIV 2220 (1944 жылдан XI 2220) – 2500 ат күшіне (л.с.) және 2220 куб дюйм (36,4 литр) көлемді, сұйық салқындатылатын, инвертті V 16 конфигурациялы екінші дүниежүзілік соғыс кезеңінің ұшақ қозғалтқышы. Бірнеше ұшақ жобалары оны қолдануды қарастырғанмен, 1945 жылы пайдалануға дайын болған кезде соғыс аяқталған еді. Chrysler компаниясы 1940 жылы басталған бағдарлама аясында тек бірнеше қозғалтқыш ғана жасады, және ол XIV 2220, кейін XI 2220 ретінде бастапқыдағы "X" белгісін сақтап келді. IV 2220 тарихи маңызға ие, себебі ол Chrysler-дің алғашқы hemi қозғалтқышы болды, бұл конструкция 1950 жылдардағы Chrysler атқарушы автомобильдерінде қайта пайдаланылып, 1960 жылдары жылдамдық жарыстарының назарына ілікті және 2000 жылдарға дейін жалғасты.
The Chrysler XIV 2220 (XI 2220 from 1944) was an experimental 2,500 hp, 2,220 cubic inch (36.4 liter) liquid cooled inverted V 16 World War II aircraft engine. Although several aircraft designs had considered using it, by the time it was ready for use in 1945 the war was already over. Only a few engines were built by Chrysler during a program that started in 1940, and it retained its 'X' designation the entire time as the XIV 2220, later XI 2220. The IV 2220 is historically important as it was Chrysler's first hemi, a design that would re appear in 1950s Chrysler performance automobiles, make drag racing headlines in the 1960s, and continue into the 2000s.
Бастапқы жоба
1940 жылдың мамыр айынан бастап қысқа мерзім ішінде Chrysler өте үлкен қозғалтқыштың қағаздық зерттеулерін жүргізіп, өз жұмысын АҚШ Әуе күштеріне ұсынуға шешім қабылдады. Олар бастапқыда 2500 а.к. қуат беретін үлкен қозғалтқышты ұсынды, оның қуатын арттыруға мүмкіндік болатын. Қозғалтқыштың жұмыс жиілігін арттыру үшін инелі клапандар сияқты жетілдірілген мүмкіндіктерді пайдаланудың орнына, олар V 16 конфигурациясындағы стандартты өлшемдегі цилиндрлердің көп санын таңдады. Әскерилер қызығушылық танытып, 1940 жылдың 22 маусымында Chrysler-ге дамыту шарты бойынша тендер жіберді, оған Chrysler 2 шілдеде жауап берді. Жаңа конструкцияның тым ұзын болуы күш пропеллер білігінен алынса, коленвалға үлкен жүктеме түсіретінін білдірді. Chrysler бұл мәселені ерекше тәсілмен шешті: қуат қозғалтқыштың ортасынан алынды, пропеллерді азайту механизмі екі V 8 цилиндр блогы арасындағы бос орынға орналастырылды және қуат коленвалдың астында орналасқан ұзарту білігі арқылы қозғалтқыштың алдыңғы бөлігіне жіберілді. Сонымен қатар, көптеген қосалқы құрылғылар коленвалдың орнына басқа біліктерден қуат алды. Бұл тәсіл біліктердің салмағымен қозғалтқыштың салмағын арттырды, бірақ бұл конструкциялық қажеттілік болды. Жоғары орналасқан бір камера цилиндрге екі клапанды басқарды, клапандар поршеньге бұрышпен орналасқан, ал тұтандыру шамдары клапандардың арасында орналастырылған. Бұл конструкция зарядты "қарсы ағын" принципі бойынша таратқандықтан, бұрынғыдан жақсы жұмыс істеді және бұл тәсіл көптеген жарыс және жоғары өнімділік автомобильдерінің қозғалтқыштарында қолданылды.
Chrysler had apparently been carrying out paper studies of a very large engine for a brief period starting in May 1940, and decided to present their work to the United States Army Air Corps. They proposed a large engine to provide 2,500 hp initially, with room for upward growth. Instead of using advanced features such as sleeve valves for improved RPM, they opted for a larger number of normal sized cylinders in a V 16 arrangement. The Army was interested, and sent them a development contract tender on June 22, 1940, to which Chrysler responded on July 2. The extremely long profile of the new design meant that the crankshaft would be highly loaded if power was taken off at the propeller end. Chrysler's solution to this problem was unique; power was instead taken from the middle of the engine, placing the propeller reduction gear in a gap between two V 8 cylinder banks and sending power to the front of the engine via an extension shaft running below the crankshaft. Additionally many of the accessories were driven off the drive shaft instead of the crank shaft. This approach also raised the weight of the engine by the amount of the shaft, a necessary design tradeoff. A single overhead cam drove the two per cylinder poppet valves, arranged at an angle to the piston in a hemi spherical cylinder head, with the spark plug arranged between the valves. This arrangement allowed for "cross flow" scavenging of the charge, and had been used on various race and performance car engines for some time.
Артықшылықтары мен кемшіліктері
Құрылыстың алғашқы мәселесі – жоғары беріктігі бар алюминий қорытпаларының жетіспеуі болды; бастапқы жеткізуші Alcoa, қажетті беріктіктің тек жартысын ғана жеткізе алды. Chrysler өндіріс желісіндегі сапаны күшейту арқылы бұл мәселені шешті, бірақ қозғалтқыш цилиндрлер арасындағы қалыптыдан әлдеқайда үлкен аралықпен құрастырылды, бұл оны салыстырмалы түрде ұзын жасады. Бұған ортасында пропеллерлік берілісті ұстап тұратын «бос орын» және соңындағы үлкен қосалқы бөлшектер бөлімі де әсер етті. IV 2220 салыстырмалы түрде өте үлкен болды; шамамен бірдей көлемді 2000 а.к. Rolls Royce Griffon 77 дюйм ұзындықта болса, IV 2220 – 122 дюймды құрады. Дегенмен, салмағына елеулі әсер етпеді, ал қуат-салмақ қатынасы 1,03 а.к./фунт болып, бәсекеге қабілетті болды. Мұның бір себебі, қозғалтқышқа үздіксіз күш беру және оның жүктемесін азайту үшін суперкомпрессормен қатар турбокомпрессордың да қолданылуы болды. Турбокомпрессорлар әдетте «тегін» жұмыс істейді, олар суперкомпрессор сияқты тікелей қозғалтқыштан емес, пайдаланылмаған эгзостық энергиядан қуат алады. IV 2220 құрамына турбокомпрессор мен суперкомпрессор арасындағы сұйықпен салқындатылатын интеркулер, сондай-ақ суперкомпрессордың артындағы қосымша салқындатқыш кірді. Бұл күрделі жүйе тамаша биіктіктегі көрсеткіштерді қамтамасыз етіп, максималды номиналды қуатты 25 000 фут биіктікке дейін сақтап тұрды. Қозғалтқыш алғаш рет 1945 жылғы 26 шілдеде, осы қозғалтқышты пайдаланатын жаңа P 47H сериясының прототипі ретінде пайдалануға арналған P 47D 15 RE ұшағында сынақтан өтті. Екінші үлгісі дайын болған кезде соғыс аяқталып, реактивтік эрада жаңа поршенді қозғалтқыштарға қажеттілік туындамады. IV 2220-ді таңдаған тағы бір дизайн – 1942 жылғы Curtiss XP 60C болды, бірақ қозғалтқыштың кешігуіне байланысты P 60 басқа нұсқаларға көшті.
One early problem for the design was the lack of high strength aluminum alloys; the original supplier, Alcoa, was able to deliver only half the required strength. Chrysler was able to address this through much improved production line quality control, but the engine was nevertheless built with considerably more distance between the cylinders than normal, making the engine relatively long. This was not helped by the "gap" holding the propeller gearing in the middle of the engine, or the large accessories section at the end. The IV 2220 was comparatively huge; the 2,000 hp Rolls Royce Griffon of about the same displacement was 77 inches long, while the IV 2220 was 122. Weight was not greatly affected, however, and the power to weight ratio was certainly competitive at 1.03 hp/lb. Some of this was no doubt due to the use of a turbocharger in addition to a supercharger for more continuous boost and less power draw on the engine. Turbochargers are generally "free," powered not by the engine directly as in a supercharger, but by otherwise wasted exhaust energy. The IV 2220 also included a fairly advanced liquid cooled intercooler between the turbocharger and supercharger, and an aftercooler behind the supercharger as well. This complex arrangement resulted in excellent altitude performance, keeping maximum rated power all the way to 25,000 ft. The engine first flew on 26 July 1945, mounted on a converted P 47D 15 RE, which was intended to serve as the prototype for the new P 47H series using this engine. By the time a second example followed the war was already over and the need for a new piston engine in the Jet Age was gone. The only other design to select the IV 2220 was the Curtiss XP 60C in 1942, but the engine was so delayed that the P 60 moved onto other alternatives.
Нысандар (XIV-2220-11)
Ескерту: кейбір дереккөздер сынақтар кезінде қозғалтқыш 2300 ат күшіне жеткенін, ал жобалық қуаты 2500 ат күші болғанын айтады. Бірақ Chrysler құжаттарында 2500 ат күші көрсетілген, сондықтан осы мәлімет қолданылды.
Note: some sources claim the engine delivered 2,300 hp in testing, and that 2,500 was the design power. Chrysler documents specify 2,500 hp, the figure used here.