Кіріспе
Rolls Royce Kestrel (ішкі F түрі) – Rolls Royce компаниясының 21,25 литрлік (1295 куб. дюйм) V 12 ұшақ қозғалтқышы. Бұл олардың алғашқы құйма блок қозғалтқышы болды және болашақ поршеньді қозғалтқыштардың көпшілігі үшін үлгі ретінде қолданылды. Екі дүниежүзілік соғыс аралығында пайдаланылған, ол сол дәуірдің бірқатар британдық истребительдері мен бомбалаушыларына орнатылды, оның ішінде Hawker Fury және Hawker Hart отбасылары, сондай-ақ Handley Page Heyford. Kestrel қозғалтқышы халықаралық әуе күштерінің клиенттеріне де сатылды; осы рөлде ол неміс Messerschmitt Bf 109 және Junkers Ju 87 "Stuka" пикируші бомбалаушысының прототиптерін қуаттандыру үшін пайдаланылды, себебі Junkers Jumo 210 қозғалтқыштары орнатуға дайын болған жоқ. Kestrel қозғалтқышының бірнеше данасы бүгінгі күнге дейін ұшуға қабілетті.
Шығу тегі
Бұрынғы желілік қозғалтқыштардың конструкциялары көбінесе құйма алюминийден жасалған картердің үстіне орнатылған, ал цилиндрлер – жеке өңделген болаттан жасалған цилиндрлер картерге бұрандаланған. Осындай күштерге байланысты, цилиндрлерді картерге жалғайтын жүйе берік болуы керек еді, бұл салмақты арттырып, жалпы қозғалтқыштың тұтастығы картердің құрылымына тәуелді болды. 1923 жылы Curtiss CR 1923 жылғы Шнайдер Трофейін жеңіп алды. CR жаңадан ұсынылған Curtiss D 12 қозғалтқышымен жабдықталды, ол жеке цилиндрлерді құйма алюминий блогымен алмастырды. Бұл қозғалтқышқа айтарлықтай күш берді, қалған бөліктерін жеңілдетуге мүмкіндік берді, оны жалпы алғанда жеңілдетіп, екі бөлікті бір операцияда ғана бұрау арқылы құрастыруды жеңілдетті. Құйма блоктар картерге арналғандықтан, жаңа жүйеге қолданыстағы құрастыру желілерін ауыстыру да оңай болды, тек поршеньдерге қажетті дәлдікке дейін блоктарды өңдеуге арналған жаңа станоктар қажет болды. Curtiss D 12 өз заманының ең қуатты қозғалтқыштарының бірі болды және Napier Lion сияқты заманауи жоғары қуатты қозғалтқыштармен үздіксіз рекордтарды алмастырып отырды. Сол кезде британдық авиациялық қозғалтқыш өндірушілерінің ешқайсысы D 12 сияқты жеңіл және ықшам болған, сонымен қатар ұқсас қуатты қозғалтқыш ұсына алмады. D 12 лицензиясы Fairey компаниясына берілді және Ұлыбританияда Felix деп таныстырылды. Артур Роулледж, Napier компаниясының бас дизайнері және Napier Lion қозғалтқышының авторы, 1921 жылы Rolls Royce компаниясына «Мистер Ф. Х. Ройсқа бас көмекші» лауазымына келді. Роулледж құйма блокты пайдалана отырып, жаңа қозғалтқышты енгізу үшін команда құрды, бірақ D 12-ден асып түсуді мақсат етті. Бұл барлық биіктікте суперзарядтау арқылы іске асырылатын болады, бұл табиғи аспирациялық қозғалтқыштардан артық өнімділікке мүмкіндік береді. Бұрын суперзарядтау (және турбозарядтау) көбінесе ұшақтың биіктікке көтерілуі кезінде ауа қысымының төмендеуін өтеу және қуатты сақтау үшін жоғары биіктіктегі конструкцияларда қолданылатын. Бірақ жаңа конструкциялық техникамен қозғалтқыш соншалықты мықты болады, оны цилиндрлерге залал келтірмей барлық биіктікте суперзарядтауға болады, бұл кішкентай қозғалтқыштың үлкенірек жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, соның салдарынан қуат пен салмақ арақатынасын жақсартады. Kestrel қозғалтқышының прототипі алғаш рет 1926 жылы сынақтан өтті, ал 1927 жылы 450 ат күші (335 кВт) қуатымен алғаш рет ұшты. Қозғалтқыш бастапқыда табиғи аспирациялық болды.
Жағдайдың жақсаруы
Қозғалтқыш алғаш рет 1927 жылы 450 а.к. (335 кВт) қуатымен өндірілді, бірақ көп ұзамай I B нұсқасында қысылу қатынасын 7:1-ге дейін арттыру арқылы 525 а.к. (390 кВт) қуатына дейін жақсартылды. I B нұсқасы 1930 жылдардың басында британдық әуе күшінің маңызды бөлігі болған Hawker Hart ұшақтарының отбасында кеңінен қолданылды. Одан әрі жетілдірулер жүргізіліп, V моделінде центробектік турбокомпрессор енгізілді, қуаты 695 а.к. (520 кВт) дейін артты. 1930 жылдардың соңында жоғары октанды авиациялық отынның жеткілікті болуы қозғалтқышты детонациясыз жоғары қуат деңгейіне жеткізуге мүмкіндік берді. Майлз Мастер М.9 прототипінде қолданылған XVI үлгісі 745 а.к. (500 кВт) қуатты қамтамасыз етті, ал 1940 жылғы XXX нұсқасы 720 а.к. (537 кВт) қуатымен пайдаланылды.
Салқындату жүйесі
Кестрелдің маңызды жетістігі – қысыммен жұмыс істейтін салқындату жүйесін пайдалану болды. Су стандартты атмосфералық қысымда 100°C-та қайнайды, бірақ биіктік артаған сайын қысым төмендейді, демек судың қайнау температурасы биіктікпен бірге төмендейді. Ауадан ауаға салқындату жүйесі бөліп шығаратын жылу мөлшері максималды салқындатқыш температурасы мен көлеміне байланысты, сондықтан салқындату қабілетінің төмендеуі осы кезеңде авиациялық қозғалтқыштардың қуатын шектейтін факторға айналды, себебі салқындатқышты қайнау температурасынан төмен ұстау қажет еді. Шешім – қозғалтқыштың барлық салқындату жүйесіне қысым түсіріп, салқындатқыштың қайнау температурасын көтеру болды: бұл жоғары биіктікте салқындату тиімділігінің төмендеуін азайтуға ғана емес, сонымен қатар ұшақта бірдей жылу жүктемесі үшін кішірек салқындату жүйесін қолдануға мүмкіндік берді. Кестрел салқындатқыш қысымын шамамен 150°C-та ұстап тұру үшін құрастырылды.
Нұсқалар
Kestrel-дің алғашқы түрлерінде суперзарядталмаған қозғалтқыштар екі сығылу қатынасында болды: «А» қозғалтқыштары 6:1 сығылу қатынасына, ал «В» қозғалтқыштары 7:1 жоғары сығылу қатынасына ие болды. Kestrel-ге берік педкомпрессор (турбокомпрессор) орнату жоспарланған, ал Kestrel-дің алғашқы түрлерінде «MS» қозғалтқыштары орташа суперзарядталған, ал «S» қозғалтқыштары толық суперзарядталған болды. Kestrel түрлерінің бірқатары бұрынғы үлгілерді қайта жаңарту немесе өзгерту арқылы жасалды. Kestrel I, F. X (1927–28) – үздіксіз максималды қуат, тікелей жетекті сол жақ тракторлық жетегі, сығылу қатынасы 6:1. Kestrel IA, F. XIA (1927–28) – үздіксіз максималды қуат, оң жақ тракторлық жетегі, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 18. Kestrel IB, F. XIB (1929–34) – 77 октан отынымен 5 минут бойы 2700 айналымда максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Сығылу қатынасы 7:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 580. Kestrel IB3, F. XIB3 (1934) – үздіксіз максималды қуат, сығылу қатынасы 7:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың саны 92. Kestrel IB4, F. XIB4 (1934) – үздіксіз максималды қуат, сығылу қатынасы 7:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың өндірісі 5. Kestrel IB5, F. XIB5 (1934) – үздіксіз максималды қуат, сығылу қатынасы 7:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 34. Kestrel IMS, F. XIMS (1929) – үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 1. Kestrel IS, F. XIS (1928–33) – үздіксіз максималды қуат, толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың өндірісі 9. Kestrel IIA, F. XIIA (1927–29) – үздіксіз максималды қуат, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 31. Kestrel IIB, F. XIIB (1933) – үздіксіз максималды қуат, сығылу қатынасы 7:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 20. Kestrel IIMS, F. XIIMS (1928–35) – 77 октан отынымен 5 минут бойы 2700 айналымда максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Тракторлық жетегі, орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 5.5:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 82, кейбіреулері кейіннен Short Singapore үшін итергіш жетегіне айналдырылды. Kestrel IIMS.2, F. XIIMS.2 (1933–34) – үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 64. Kestrel IIMS.5, F. XIIMS.5 (1934) – 77 октан отынымен 2700 айналымда максималды қуат, үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың өндірісі 5. Kestrel IIMS.6, F. XIIMS.6 (1935) – үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 16. Kestrel IIS, F. XIIS (1928–38) – 77 октан отынымен 5 минут бойы 2750 айналымда максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Әдетте тракторлық жетегі, бірақ Gloster TC.33-ке орнатылған түрлері итергіш жетегімен болды. Kestrel IIIB, F. XIVB – үздіксіз максималды қуат, сығылу қатынасы 7:1. Kestrel IIIMS, F. XIVMS (1933–35) – үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 5.5:1. Әдетте тракторлық жетегі, бірақ Short Singapore III-ке орнатылған түрлері итергіш жетегімен жұмыс істеді. Kestrel IIIMS.2, F. XIVMS.2 (1933–34) – үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 20. Kestrel IIIMS.4, F. XIVMS.4 (1934) – үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 16. Kestrel IIIMS.6, F. XIVMS.6 (1935) – 77 октан отынымен 2700 айналымда ұшып көтерілу үшін немесе 1 минут бойы максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 16. Kestrel IIIS, F. XIVS (1930–38) – 77 октан отынымен 2700 айналымда ұшып көтерілу үшін немесе 1 минут бойы максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 71. Kestrel IIIS.3, F. XIVS.3 (1934) – үздіксіз максималды қуат, толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 48. Kestrel IV (1935) – үздіксіз максималды қуат, толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Бір қозғалтқышпен жасалған, ол Rolls Royce Goshawk прототипі болды. Kestrel V, V Spl. (1933–38) – 87 октан отынымен 2900 айналымда максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 1178. Kestrel VDR (1937) – 77 октан отынымен 2350 айналымда максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Kestrel VI (1934–1936) – 87 октан отынымен 2700 айналымда ұшып көтерілу үшін немесе 1 минут бойы максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 258. Kestrel VII – үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Kestrel VIII (1936–37) – үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған итергіш жетегі, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 133. Kestrel IX (1934–37) – үздіксіз максималды қуат, орташа суперзарядталған тракторлық жетегі, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 136. Kestrel X (1934–37) – 87 октан отынымен 5 минут бойы 2900 айналымда максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Сығылу қатынасы 7:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 1161. Kestrel XDR (1937) – үздіксіз максималды қуат, сығылу қатынасы 7:1. Kestrel XI (1935–36) – үздіксіз максималды қуат, сығылу қатынасы 7:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 55. Kestrel XII – үздіксіз максималды қуат, сығылу қатынасы 7:1. Kestrel XIV – үздіксіз максималды қуат, толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Kestrel XV – үздіксіз максималды қуат, толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Kestrel XVI, XVI Spl. (1936–38) – үздіксіз максималды қуат, толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Жаңадан жасалған қозғалтқыштардың жалпы саны 95. Kestrel XVI (DR) (1937) – үздіксіз максималды қуат, толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Kestrel XVI (VP) (1937) – 87 октан отынымен 5 минут бойы 3000 айналымда максималды қуат, үздіксіз максималды қуат. Толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6:1. Miles Kestrel үшін өзгертілген. Kestrel XXX (1938) – 87 октан отынымен ұшып көтерілу үшін немесе 1 минут бойы 2750 айналымда максималды қуат. Толық суперзарядталған, сығылу қатынасы 6.2:1. Miles Master-де қолданылған Kestrel-дің соңғы түрі, ол көбінесе V және XVI үлгілерін жаңартылған компоненттермен қайта жасау арқылы жасалды.
Дамытуы
1927 жылы Kestrel прототипі аяқталғаннан кейін, ұшақ қайықтарында пайдалану үшін үлкен және қуаттырақ қозғалтқыш қажеттігі туды. Kestrel-дің 5 дюймдік цилиндрлерімен салыстырғанда 6 дюймдік цилиндр ұңғымасын пайдаланатын қозғалтқыштың жасалуы басталды, осылайша Rolls Royce Buzzard пайда болды. Buzzard (немесе "H") қозғалтқышы Schneider Trophy жарысында Rolls Royce R қозғалтқышы ретінде одан әрі жетілдірілді. 1935 жылы Kestrel дизайны Rolls Royce Merlin қозғалтқышын жасау үшін негіз ретінде пайдаланылды. Kestrel конструкциясы Goshawk үшін де база болды, алайда Goshawk қозғалтқышымен жабдықталуы жоспарланған ұшақтар жобасы тоқтатылып, жоба тоқтатылды. Kestrel сондай-ақ Peregrine (демек, Vulture) үшін де негіз болды, барлығы бірдей 5 дюймдік поршень диаметрі мен 5,5 дюймдік поршень қимылы қолданылды. Іс жүзінде Peregrine және Vulture қозғалтқыштарының жасалуы шектелді, соңында тоқтатылды, бұл соғыс кезінде Merlin қозғалтқышын дамытуға көбірек ресурстар жұмсауға мүмкіндік берді. 1936 жылы Bosch компаниясы жасаған жанармай инъекциялық жүйелеріне жауап ретінде Kestrel қозғалтқышына биік биіктікте жанармаймен жабдықтауды жақсарту үшін қысымды карбюратор жүйесі орнатылды. Farnborough институтындағы ұшу сынақтарында қозғалтқыш "олар биік биіктікте қолданған ең жұмсақ қозғалтқыштардың бірі" болды.