Rolls-Royce Eagle

Введение

12-цилиндровый двигатель для самолетов с жидкостным охлаждением Rolls Royce Eagle был первым двигателем для самолетов, разработанным компанией Rolls Royce Limited. Введенный в 1915 году для удовлетворения британских военных требований во время Первой мировой войны, он использовался для питания бомбардировщиков Handley Page Type O и ряда других военных самолетов. Eagle был первым двигателем, совершившим беспосадочный перелет через Атлантику на самолете, когда два Eagles запустили переделанный бомбардировщик Vickers Vimy на трансатлантическом полете Alcock and Brown в июне 1919 года.

Предыстория

В августе 1914 года, когда началась Первая мировая война, Королевский авиационный завод попросил Rolls-Royce разработать новый двигатель с воздушным охлаждением. Несмотря на первоначальные колебания, они согласились, при условии, что он будет охлаждаться водой, а не воздухом, что было областью знаний компании.

Проектирование и разработка

Разработка нового 20-литрового двигателя была возглавлена Генри Ройсом из своего дома в Кент. Первоначально основанный на 7,4-литровом двигателе Rolls Royce 40/50 Silver Ghost, а также на конструкции 7,2-литрового аэромотора Daimler DF80, использованного в приобретенном в 1913 году Mercedes Grand Prix, мощность был увеличена за счет удвоения количества цилиндров до двенадцати и увеличения хода до , хотя их пробки остались на уровне 40/50. Двигатель также работал быстрее, и была разработана эпициклическая редукционная передача, чтобы держать скорость винта ниже 1100 оборотов в минуту. Для уменьшения инерции и повышения производительности конструкция клапанного состава была изменена с боковых клапанов на конструкцию SOHC, в точности следуя оригинальной философии дизайна рукава качающегося "бокового слота", используемой на современных немецких двигателях Mercedes D. I, Mercedes D. II и Mercedes D. III. Инженерный отдел Королевской военно-морской авиационной службы (RNAS) сыграл ключевую роль в успехе двигателя, направив автоконструктора В. О. Бентли, который был зачислен в Королевский флот, чтобы разместить свой опыт в разработке алюминиевых поршней на службе Rolls Royce. Это позволило значительно снизить вес "Орла" и способствовало его превосходной производительности. 3 января 1915 года Адмиралтейство заказало двадцать пять новых двигателей. Впервые Eagle пробежал на испытательном стенде на заводе Rolls Royce в Дерби в феврале 1915 года, производя при 1600 оборотах в минуту. После дальнейших испытаний было принято решение утвердить двигатель для производства на 1800 оборотов в минуту и; 1900 оборотов в минуту было разрешено в течение коротких периодов. Впервые двигатель полетел на бомбардировщике Handley Page O/100 в декабре 1915 года, в первый полет авиационного двигателя Rolls Royce. Eagle был разработан в течение 1916 и 1917 годов, мощность постепенно увеличивалась с 1916 по 1918 год, затем, и, наконец, к февралю 1918 года, к тому времени было произведено восемь вариантов Eagle. На протяжении Первой мировой войны Rolls Royce изо всех сил пытался построить Eagles в количествах, требуемых военным ведомством, но компания сопротивлялась давлению на лицензирование других производителей для их производства. Страхи Rolls-Royce, что высоко ценимое качество двигателя будет скомпрометировано другими производителями, часто даются в качестве объяснения этого сопротивления, но коммерческие условия, которые Rolls-Royce искал для лицензионного производства, были настолько ограничительными, что другие производители, кроме Brazil Straker, отказались их принимать. Когда в 1917 году Министерство боеприпасов взяло на себя координацию производства самолетов, сэр Уильям Уэйр отказался вмешиваться в коммерческую стратегию компании, хотя успех двигателя во многом был связан с передачей технологий, направленной RNAS. Он предпочел поддерживать непроверенные двигатели с использованием литых алюминиевых компонентов, таких как Siddeley Puma и Sunbeam Arab, полагая, что они лучше подходят для массового производства, по сравнению с сложной обработкой, необходимой для создания Eagle и его меньшего кузена Falcon. После войны была разработана версия Mark IX для гражданского использования. Производство продолжалось до 1928 года, и в общей сложности было построено 4681 двигатель Eagle. Время между капитальным ремонтом (TBO) для более поздних Eagles составляло около 100180 часов.

Development of the new 20 litre engine was led by Henry Royce from his home in Kent. Based initially on the 7.4 litre 40/50 Rolls Royce Silver Ghost engine, and drawing also on the design of a 7.2 litre Daimler DF80 aero engine used in a 1913 Grand Prix Mercedes that had been acquired, the power was increased by doubling the number of cylinders to twelve and increasing their stroke to , although their bore remained at of the 40/50. The engine was also run faster, and an epicyclic reduction gear was designed to keep the propeller speed below 1,100 rpm. To reduce inertia and improve performance the valvetrain design was changed from sidevalves to a SOHC design, closely following the original "side slot" rocker arm design philosophy used on the contemporary German Mercedes D. I, Mercedes D. II and Mercedes D. III straight six aviation powerplants. The engineering department of the Royal Naval Air Service (RNAS) played a key role in the success of the engine by directing by car designer W. O. Bentley, who had enlisted in the Royal Navy, to place his expertise in the design of aluminium pistons at the service of Rolls Royce. This gave significant weight saving to the Eagle and contributed to its excellent performance. On 3 January 1915 the Admiralty ordered twenty five of the new engines. The Eagle first ran on a test bed at Rolls Royce's Derby works in February 1915, producing at 1,600 rpm. This was quickly increased to 1,800, then in August 1915 to 2,000 rpm where it produced After further testing, it was decided to approve the engine for production at 1,800 rpm and ; 1,900 rpm was allowed for short periods. The engine first flew on a Handley Page O/100 bomber in December 1915, the first flight of a Rolls Royce aero engine. The Eagle was developed further during 1916 and 1917, with power being progressively increased from to , followed by , and then , and finally by February 1918 by which time eight Eagle variants had been produced. Throughout World War I Rolls Royce struggled to build Eagles in the quantities required by the War Office, but the company resisted pressure to license other manufacturers to produce it. The fears of Rolls Royce that the engine's much admired quality would be compromised by other manufacturers is often given as an explanation for this resistance, but the commercial terms sought by Rolls Royce for licence production were so restrictive that other manufacturers apart from Brazil Straker refused to accept them. When the Ministry of Munitions took over coordination of aircraft production in 1917, Sir William Weir declined to intervene in the company's commercial strategy, even though success of the engine owed much to the technology transfer directed by the RNAS. He preferred to support untested engines using cast aluminium components like the Siddeley Puma and the Sunbeam Arab, believing them to be better suited to mass production, in comparison to the intricate machining required to build the Eagle and its smaller cousin the Falcon. After the War, a Mark IX version of the Eagle was developed for civilian use. Production continued until 1928, and in total 4,681 Eagle engines were built. Time between overhaul (TBO) for later Eagles was around 100–180 hours.