Rolls-Royce Merlin - Rolls-Royce Merlin

Merlin
Uma vista frontal direita de um motor de pistão de aeronave pintado de preto.  As palavras 'Rolls-Royce' aparecem em texto vermelho na tampa do eixo de comando.
Rolls-Royce Merlin
Modelo Motor aero de pistão V-12 com refrigeração líquida e quatro tempos
origem nacional Reino Unido
Fabricante Rolls-Royce Limited
Primeira corrida 15 de outubro de 1933
Aplicações principais Avro Lancaster
de Havilland Mosquito
Handley Página Halifax
Hawker Furacão
Supermarine Spitfire
Número construído 149.659
Variantes Packard V-1650 Merlin
Desenvolvido dentro Rolls-Royce Meteor

A Rolls-Royce Merlin é um Britânica líquido-arrefecida V-12 do êmbolo do motor aero de 27- litros (1650  cu em ) a capacidade . A Rolls-Royce projetou o motor e o executou pela primeira vez em 1933 como um empreendimento privado. Inicialmente conhecido como PV-12 , mais tarde foi chamado de Merlin, seguindo a convenção da empresa de nomear seus motores aeronáuticos de pistão de quatro tempos em homenagem a aves de rapina .

Após várias modificações, as primeiras variantes de produção do PV-12 foram concluídas em 1936. As primeiras aeronaves operacionais a entrar em serviço usando o Merlin foram o Fairey Battle , Hawker Hurricane e Supermarine Spitfire . O Merlin permanece mais intimamente associado ao Spitfire e ao Hurricane, embora a maior parte da produção tenha sido para o bombardeiro pesado Avro Lancaster de quatro motores . Uma série de desenvolvimentos aplicados rapidamente, ocasionados pelas necessidades do tempo de guerra, melhoraram notavelmente o desempenho e a durabilidade do motor. A partir de 1.000 cv para os primeiros modelos de produção, a maioria das últimas versões de guerra produziu pouco menos de 1.800 cv e a versão mais recente usada no de Havilland Hornet com mais de 2.000 cv.

Um dos motores de avião de maior sucesso da época da Segunda Guerra Mundial, cerca de 50 versões do Merlin foram construídas pela Rolls-Royce em Derby , Crewe e Glasgow , bem como pela Ford da Grã - Bretanha em sua fábrica em Trafford Park , perto de Manchester . Uma versão reduzida também foi a base do motor tanque Rolls-Royce / Rover Meteor . No pós-guerra, o Merlin foi amplamente substituído pelo Rolls-Royce Griffon para uso militar, com a maioria das variantes do Merlin sendo projetadas e construídas para aviões comerciais e aeronaves de transporte militar .

O Packard V-1650 foi uma versão do Merlin construída nos Estados Unidos. A produção foi interrompida em 1950 depois que um total de quase 150.000 motores foram entregues. Os motores Merlin permanecem em serviço da Royal Air Force hoje com o Battle of Britain Memorial Flight , e fornecem energia para muitas aeronaves restauradas de propriedade privada em todo o mundo.

Design e desenvolvimento

Origem

No início dos anos 1930, a Rolls-Royce começou a planejar seu futuro programa de desenvolvimento de motores aeronáuticos e percebeu que havia a necessidade de um motor maior do que o Kestrel de 21 litros (1.296 cu in), que estava sendo usado com grande sucesso em vários anos 1930 aeronaves. Consequentemente, o trabalho foi iniciado em um novo projeto de classe de 1.100  hp (820  kW ) conhecido como PV-12, com PV significando Private Venture, 12 cilindros , já que a empresa não recebeu financiamento do governo para trabalhar no projeto. O PV-12 foi executado pela primeira vez em 15 de outubro de 1933 e voou pela primeira vez em um biplano Hawker Hart ( número de série K3036 ) em 21 de fevereiro de 1935. O motor foi originalmente projetado para usar o sistema de resfriamento evaporativo então em voga. Isto provou não ser confiável e quando o etilenoglicol dos EUA se tornou disponível, o motor foi adaptado para usar um sistema convencional de refrigeração a líquido. O Hart foi posteriormente entregue à Rolls-Royce onde, como um teste de Merlin , completou mais de 100 horas de vôo com os motores Merlin C e E.

Em 1935, o Ministério da Aeronáutica emitiu uma especificação, F10 / 35 , para novos caças com velocidade mínima de 500 km / h (  310  mph ). Felizmente, dois projetos foram desenvolvidos: o Supermarine Spitfire e o Hawker Hurricane ; o último projetado em resposta a outra especificação, F36 / 34. Ambos foram projetados em torno do PV-12 em vez do Kestrel, e foram os únicos lutadores britânicos contemporâneos a terem sido desenvolvidos dessa forma. Os contratos de produção para ambas as aeronaves foram firmados em 1936, e o desenvolvimento do PV-12 recebeu prioridade máxima, bem como financiamento do governo. Seguindo a convenção da empresa de nomear seus motores a pistão com nomes de aves de rapina, a Rolls-Royce chamou o motor de Merlin em homenagem a um pequeno falcão do hemisfério norte ( Falco columbarius ).

Dois outros motores Rolls-Royce desenvolvidos pouco antes da guerra foram adicionados ao alcance da empresa. O Rolls-Royce Peregrine de 885 hp (660 kW) foi um desenvolvimento atualizado e superalimentado de seu design V-12 Kestrel, enquanto o Rolls-Royce Vulture de 1.700 hp (1.300 kW) de 42 litros (2.560 cu in) usou quatro Rolls-Royce Vulture blocos de cilindros montados em um único cárter e acionando um virabrequim comum, formando um layout X-24 . Isso deveria ser usado em aeronaves maiores, como o Avro Manchester .

Embora o Peregrine pareça ter um design satisfatório, nunca foi permitido amadurecer, uma vez que a prioridade da Rolls-Royce era refinar o Merlin. Como resultado, o Peregrine foi usado em apenas duas aeronaves: o caça Westland Whirlwind e um dos protótipos Gloster F.9 / 37 . O Vulture foi instalado no bombardeiro Avro Manchester , mas não se mostrou confiável em serviço e o caça planejado para usá-lo - o Hawker Tornado - foi cancelado como resultado. Com o próprio Merlin chegando à faixa de 1.500 hp (1.100 kW), o Peregrine e o Vulture foram cancelados em 1943, e em meados de 1943 o Merlin foi complementado em serviço pelo Griffon maior . O Griffon incorporou várias melhorias de design e, por fim, substituiu o Merlin.

Desenvolvimento

Inicialmente, o novo motor foi atormentado por problemas, como falha dos trens de engrenagem acessórios e jaquetas de refrigeração, e vários métodos de construção diferentes foram tentados antes que o projeto básico do Merlin fosse definido. Os primeiros Merlins de produção também não eram confiáveis: os problemas comuns eram rachaduras no cabeçote do cilindro, vazamentos de líquido refrigerante e desgaste excessivo dos eixos de comando e rolamentos principais do virabrequim .

Primeiros motores

Os tipos de motor de protótipo, desenvolvimento e produção inicial eram:

  • PV-12
O projeto inicial usando um sistema de resfriamento evaporativo. Dois construídos e aprovados no teste de bancada em julho de 1934, gerando 740 cavalos (552 kW) com o equivalente a 12.000 pés (3.700 m). Voado pela primeira vez em 21 de fevereiro de 1935.
  • Merlin B
Introdução de dois sistemas de refrigeração líquida de etilenoglicol construídos. Cabeças de cilindro em "rampa" (as válvulas de admissão faziam um ângulo de 45 graus em relação ao cilindro). Aprovado no teste de tipo em fevereiro de 1935, gerando 950 cavalos (708 kW) com o equivalente a 11.000 pés (3.400 m).
  • Merlin C
Desenvolvimento de Merlin B; cárter e blocos de cilindro tornaram-se três peças fundidas separadas com cabeçotes de cilindro aparafusados. Primeiro vôo em Hawker Horsley 21 de dezembro de 1935, 950 cavalos (708 kW) a 11.000 pés (3.400 m).
  • Merlin E
Semelhante a C com pequenas alterações de design. Passou no teste civil de 50 horas em dezembro de 1935, gerando uma potência constante de 955 cavalos (712 kW) e uma classificação máxima de 1.045 cavalos (779 kW). Falha no teste militar de 100 horas em março de 1936. Equipou o protótipo do Supermarine Spitfire.
Uma válvula seccionada paralela, cabeça de cilindro de motor de aeronave é mostrada com detalhes internos codificados por cores.  As passagens do refrigerante são pintadas de verde;  as válvulas, molas de válvula, eixo de comando e balancins também são mostrados.
Válvula paralela Merlin cilindro cabeça
  • Merlin F ( Merlin I )
Semelhante a C e de E . Primeiro vôo em Horsley 16 de julho de 1936. Este se tornou o primeiro motor de produção e foi designado como Merlin I. O Merlin continuou com a cabeça de "rampa", mas não foi um sucesso e apenas 172 foram fabricados. O Fairey Battle I foi a primeira aeronave de produção a ser movida pelo Merlin I e voou pela primeira vez em 10 de março de 1936.
  • Merlin G ( Merlin II )
Cabeças de cilindro de "rampa" substituídas por cabeças de padrão paralelas (hastes de válvula paralelas ao eixo do diâmetro interno do cilindro) ampliadas a partir do motor Kestrel. Testes de resistência de vôo de 400 horas realizados no RAE em julho de 1937; teste de aceitação 22 de setembro de 1937. Foi amplamente entregue pela primeira vez como o Merlin II de 1.030 cavalos (770 kW) em 1938, e a produção foi rapidamente acelerada para o Fairey Battle II.
  • Merlin III
Merlin II com eixo de hélice de Havilland / Rotol SBAC padronizado e acionamento duplo para acessórios. 1.030 cavalos de potência (770 kW) a 3.000 rpm a 10.250 pés com impulso de +6,5 lb. Base formada para o motor tanque Rolls-Royce / Rover Meteor
  • "Corrida" Merlin
Motor de corrida para tentativa de recorde mundial de velocidade " Speed ​​Spitfire " em 1937/38 . O Merlin III com pistões, bielas e pinos reforçados, rodando com combustível de octanagem elevada, desenvolveu 2.160 cavalos (1.610 kW) a 3.200 rpm e +27 lb de aumento, uma relação potência / peso de 0,621 lb por cavalo-vapor. Concluída corrida de resistência de 15 horas a 1.800 cavalos de potência (1.342 kW), 3.200 rpm com impulso de +22 lb.
  • Merlin IV
Merlin com resfriamento de água sob pressão para Armstrong Whitworth Whitley IV .
  • Merlin V
Merlin para Fairey Battle V.
  • Merlin VIII
Merlin superalimentado médio desenvolvido para Fairey Fulmar I , classificado como 1.010 cavalos (754 kW) a 2.850 rpm a 6.750 pés, 1.080 cavalos (805 kW) a 3.000 rpm para decolagem usando combustível de 100 octanas.
  • Merlin X
Primeiro Merlin com supercompressor de duas velocidades, 1.145 cavalos (853 kW) em marcha baixa a 5.250 pés, 1.010 cavalos (754 kW) em marcha alta a 17.750 pés. O primeiro projeto de instalação " Power Plant " unificado da Rolls-Royce para este motor em 1937 e usado em Handley Page Halifax I , Vickers Wellington II e Armstrong Whitworth Whitley V e VII.
  • Merlin XII
Merlin equipado com engrenagem de redução de 0,477: 1 instalada em alguns Spitfire II com hélice de velocidade constante Rotol de três pás. Avaliado em 1.150 cavalos de potência (857 kW) a 3.000 rpm a 14.000 pés.
  • Merlin XX
Merlin X com Stanley Hooker reprojetado supercompressor incorporando admissão reprojetada e palhetas-guia aprimoradas no impulsor com relações de engrenagem revisadas do soprador; 8: 15: 1 para marcha baixa, 9: 49: 1 para marcha alta. Novo carburador SU duplo choke atualizador. Motor intercambiável com Merlin X. Avaliado em 1.240 cavalos de potência (924 kW) a 2.850 rpm em marcha baixa a 10.000 pés e +9 lb de aumento; 1.175 cavalos de potência (876 kW) a 2.850 rpm em marcha alta a 17.500 pés com impulso de +9 lb. Projeto revisado de instalação da "Central Elétrica" ​​unificada da Rolls-Royce. Motor usado em Bristol Beaufighter II , Boulton Paul Defiant II , Handley Page Halifax II e V, Hawker Hurricane II e IV e Avro Lancaster I e III . O primeiro Merlin produzido pela Packard Motor Car Company como V-1650-1 e designado pela Rolls-Royce como Merlin 28.

Motores de produção

As séries Merlin II e III foram as primeiras versões principais de produção do motor. O Merlin III foi a primeira versão a incorporar um eixo de hélice "universal", permitindo o uso de hélices fabricadas de Havilland ou Rotol .

A primeira grande versão a incorporar mudanças trazidas pela experiência em serviço operacional foi o XX, que foi projetado para funcionar com combustível de 100 octanas . Este combustível permitiu pressões de manifold mais altas , que foram obtidas aumentando o boost do superalimentador centrífugo . O Merlin XX também utilizou os supercompressores de duas velocidades projetados pela Rolls-Royce, resultando em maior potência em altitudes mais elevadas do que nas versões anteriores. Outra melhoria, introduzida com o Merlin X, foi o uso de uma mistura de líquido refrigerante de 70% a 30% de água-glicol em vez do glicol 100% das versões anteriores. Isso melhorou substancialmente a vida útil e a confiabilidade do motor, removeu o risco de incêndio do etilenoglicol inflamável e reduziu os vazamentos de óleo que eram um problema com as primeiras séries Merlin I, II e III.

O processo de melhoria continuou, com versões posteriores funcionando em classificações de octanagem mais altas, fornecendo mais potência. Mudanças fundamentais no projeto também foram feitas em todos os componentes principais, novamente aumentando a vida útil e a confiabilidade do motor. No final da guerra, o "pequeno" motor estava entregando mais de 1.600 cavalos (1.200 kW) nas versões comuns e até 2.030 cavalos (1.540 kW) nas versões Merlin 130/131 projetadas especificamente para o de Havilland Hornet . Por fim, durante os testes conduzidos pela Rolls-Royce em Derby , um RM.17.SM (a versão de alta altitude do Merlin Série 100) atingiu 2.640 cavalos (1.969 kW) com 36 lb de aumento (103 "Hg) em 150 octanas combustível com injeção de água.

Com o fim da guerra, o trabalho para melhorar a produção de energia do Merlin foi interrompido e o esforço de desenvolvimento foi concentrado nos derivados civis do Merlin. O desenvolvimento do que se tornou o "Transport Merlin" (TML) começou com o Merlin 102 (o primeiro Merlin a completar os novos requisitos de teste de tipo civil ) e teve como objetivo melhorar a confiabilidade e os períodos de revisão de serviço para operadoras de companhias aéreas que usam aviões e aeronaves de transporte. como o Avro Lancastrian , Avro York (Merlin série 500), Avro Tudor II e IV (Merlin 621), Tudor IVB e V (Merlin 623), TCA Canadair North Star (Merlin 724) e BOAC Argonaut (Merlin 724-IC) . Em 1951, o tempo entre as revisões (TBO) era normalmente de 650-800 horas, dependendo do uso. Até então os motores de um estágio tinham acumulado 2.615.000 horas de motor em operação civil e os motores de dois estágios 1.169.000.

Além disso, um sistema de escapamento para reduzir os níveis de ruído abaixo daqueles dos escapamentos ejetores foi desenvolvido para a Estrela do Norte / Argonauta. Este sistema "cruzado" levou o fluxo de escapamento do banco de cilindros interno para cima e para cima do motor antes de descarregar o fluxo de escapamento no lado externo da nacela da UPP . Como resultado, os níveis de som foram reduzidos entre 5 e 8 decibéis . O escapamento modificado também conferiu um aumento na potência em relação ao sistema não modificado de 38 hp (28 kW), resultando em uma melhoria de 5 nós na velocidade real do ar. O alcance de ar parado da aeronave também foi melhorado em cerca de 4 por cento. O motor modificado foi denominado "TMO" e o sistema de escapamento modificado foi fornecido como um kit que poderia ser instalado nos motores existentes pelo operador ou pela Rolls-Royce.

As classificações de potência para as séries civis Merlin 600, 620 e 621 eram de 1.160 cv (870 kW) em cruzeiro contínuo a 23.500 pés (7.200 m) e 1.725 cv (1.286 kW) para decolagem. Merlins 622-626 foram avaliados em 1.420 hp (1.060 kW) em cruzeiro contínuo a 18.700 pés (5.700 m) e 1.760 hp (1.310 kW) para decolagem. Os motores estavam disponíveis com sobrealimentação de duas velocidades e estágio único (série 500), sobrealimentação de dois estágios e duas velocidades (série 600) e com resfriamento completo ou com aquecimento de meio intercooler / carga, aquecimento de carga sendo empregado para uso em áreas frias, como no Canadá. Os motores Merlin civis em serviço de linha aérea voaram 7.818.000 milhas aéreas em 1946, 17.455.000 em 1947 e 24.850.000 milhas em 1948.

Visão geral do componente básico (Merlin 61)

De Jane :

Cilindros
Doze cilindros constituídos por camisas de aço com alto teor de carbono inseridas em blocos de cilindros de duas peças, em liga de alumínio fundido " RR50 " , com cabeças e saias separadas. Forros úmidos, ou seja, refrigerante em contato direto com a face externa das camisas. Cabeças de cilindro equipadas com guias de válvula de admissão em ferro fundido, guias de válvula de escape em bronze fosforoso e sedes de válvula em liga de aço "Silchrome" renovável. Duas velas de ignição diametralmente opostas projetam-se em cada câmara de combustão .
Pistons
Fabricado a partir de peças forjadas de liga " RR59 " . Pinos ocos totalmente flutuantes de aço níquel-cromo endurecido. Três anéis de compressão e um de controle de óleo acima do pino do gobião e um anel de controle de óleo abaixo.
Bielas
Forjados de aço níquel usinado de seção H, cada par consistindo de uma haste plana e uma bifurcada . A haste bifurcada carrega um bloco de rolamento de aço-níquel que acomoda casquilhos de liga de chumbo-bronze com suporte de aço. A "extremidade menor" de cada haste abriga um arbusto flutuante de bronze fosforoso .
Virabrequim
Uma peça, usinada a partir de um forjamento de aço níquel-cromo- molibdênio endurecido com nitrogênio . Equilibrado estaticamente e dinamicamente . Sete rolamentos principais e seis lances.
Bloco do motor
Duas peças fundidas de liga de alumínio unidas na linha central horizontal. A parte superior carrega a caixa da roda, supercharger e acessórios; e carrega os blocos de cilindros, rolamentos principais do virabrequim (cascas de aço macio divididas revestidas com liga de bronze de chumbo) e parte da carcaça para a engrenagem de redução do parafuso de ar . A metade inferior forma um reservatório de óleo e carrega as bombas de óleo e os filtros.
Mala de Roda
Fundição de alumínio instalada na parte traseira do cárter. Casas acionam os eixos de comando, magnetos , refrigerante e bombas de óleo , superalimentador , acionadores manuais e elétricos e o gerador elétrico .
Engrenagem da válvula
Duas válvulas de gatilho de admissão e duas válvulas de escape de aço "KE965" por cilindro. As válvulas de admissão e exaustão têm extremidades endurecidas " stellited "; enquanto as válvulas de escape também têm hastes refrigeradas a sódio e cabeças protegidas com um revestimento " Brightray " (níquel-cromo). Cada válvula é mantida fechada por um par de molas helicoidais concêntricas . Uma única árvore de cames de sete rolamentos, localizada na parte superior de cada cabeça de cilindro, opera 24 balancins de aço individuais ; 12 girando de um eixo oscilante no lado interno de admissão da cabeça para acionar as válvulas de exaustão, os outros girando de um eixo no lado de exaustão da cabeça para acionar as válvulas de admissão.

Melhorias técnicas

A maioria das melhorias técnicas do Merlin resultou de compressores mais eficientes , projetados por Stanley Hooker , e da introdução de combustível de aviação com índices de octanagem aumentados . Numerosas mudanças de detalhes foram feitas interna e externamente ao motor para resistir ao aumento das classificações de potência e para incorporar avanços nas práticas de engenharia.

Ejetor de exaustão
O lado direito de um motor de aeronave instalado sem polimento, com detalhes do sistema de escapamento
Detalhe de exaustão do ejetor Merlin 55, Spitfire LF.VB, EP120

O Merlin consumiu um enorme volume de ar em plena potência (equivalente ao volume de um ônibus de um andar por minuto), e com os gases de exaustão saindo a 1.300 mph (2.100 km / h), percebeu-se que um impulso útil poderia ser ganho simplesmente inclinando os gases para trás em vez de ventilar para os lados.

Durante os testes, 70 libras-força (310 N ; 32  kgf ) de empuxo a 300 mph (480 km / h), ou cerca de 70 cavalos (52 kW) foram obtidos, o que aumentou o nível de velocidade máxima do Spitfire em 10 mph (16 km / h) a 360 mph (580 km / h). As primeiras versões dos escapes ejetores apresentavam saídas redondas, enquanto as versões subsequentes do sistema usavam saídas estilo "rabo de peixe" que aumentavam marginalmente o empuxo e reduziam o brilho do escapamento para voos noturnos.

Em setembro de 1937, o protótipo do Spitfire, K5054 , foi equipado com exaustores do tipo ejetor. Marcas posteriores do Spitfire usaram uma variação deste sistema de escapamento equipado com dutos de admissão voltados para a frente para distribuir o ar quente para os canhões montados nas asas para evitar congelamento e paradas em grandes altitudes , substituindo um sistema anterior que usava ar aquecido do motor radiador de refrigerante. O último sistema tornou-se ineficaz devido a melhorias no próprio Merlin, que permitiam altitudes de operação mais altas onde as temperaturas do ar são mais baixas . Os exaustores ejetores também foram instalados em outras aeronaves com motor Merlin.

Supercharger

Central para o sucesso do Merlin foi o compressor. AC Lovesey , um engenheiro que foi uma figura chave no projeto do Merlin, fez uma palestra sobre o desenvolvimento do Merlin em 1946; neste extrato, ele explicou a importância do superalimentador:

Ainda prevalece a impressão de que a capacidade estática conhecida como volume varrido é a base de comparação da possível potência de saída para diferentes tipos de motor, mas não é o caso, porque a potência do motor depende apenas da massa de ar que pode. ser feito para consumir de forma eficiente e, a este respeito, o superalimentador desempenha o papel mais importante ... o motor deve ser capaz de lidar com os maiores fluxos de massa com relação ao resfriamento, isenção de detonação e capaz de suportar altas cargas de gás e inércia ... Durante o curso de pesquisa e desenvolvimento de compressores, ficou claro para nós que qualquer aumento adicional no desempenho em altitude do motor Merlin exigia o emprego de um supercompressor de dois estágios.

Conforme o Merlin evoluiu, o mesmo aconteceu com o compressor; o último se enquadra em três categorias amplas:

  1. Caixa de câmbio de estágio único e velocidade única: séries Merlin I a III, XII, 30, 40 e 50 (1937–1942).
  2. Caixa de câmbio de estágio único e duas velocidades: Merlin X experimental (1938), produção Merlin XX (1940–1945).
  3. Caixa de câmbio de dois estágios e duas velocidades com intercooler : principalmente Merlin 60, 70 e 80 series (1942–1946).

O supercompressor Merlin foi originalmente projetado para permitir que o motor gerasse potência máxima a uma altitude de cerca de 16.000 pés (4.900 m). Em 1938, Stanley Hooker, um graduado de Oxford em matemática aplicada, explicou "... Eu logo me familiarizei com a construção do supercompressor e carburador Merlin ... Como o supercompressor ficava na parte traseira do motor, ele se tornou muito bonito tratamento de projeto severo, e o duto de admissão de ar para o rotor parecia muito comprimido ... "Os testes conduzidos por Hooker mostraram que o projeto de admissão original era ineficiente, limitando o desempenho do superalimentador. Hooker subsequentemente projetou um novo duto de entrada de ar com características de fluxo aprimoradas, o que aumentou a potência máxima em uma altitude maior de mais de 19.000 pés (5.800 m); e também melhorou o design do impulsor e do difusor que controlava o fluxo de ar para ele. Essas modificações levaram ao desenvolvimento das séries Merlin XX e 45 de estágio único.

Um avanço significativo no design do supercharger foi a incorporação em 1938 de um motor de duas velocidades (projetado pela empresa francesa Farman ) ao impulsor do Merlin X. O Merlin XX posterior incorporou o motor de duas velocidades, bem como várias melhorias que permitiram a taxa de produção de Merlins a ser aumentada. A engrenagem de baixa relação, que operou da decolagem a uma altitude de 10.000 pés (3.000 m), impulsionou o impulsor a 21.597 rpm e desenvolveu 1.240 cavalos de potência (925 kW) naquela altura; enquanto a classificação de potência da marcha alta (25.148 rpm) foi de 1.175 cavalos (876 kW) a 18.000 pés (5.500 m). Esses números foram alcançados com a rotação do motor de 2.850 rpm usando um aumento de +9 libras por polegada quadrada (1,66  atm ) (48 ").

Em 1940, após receber um pedido em março daquele ano do Ministério de Produção de Aeronaves para um Merlin de alta classificação (40.000 pés (12.000 m)) para uso como um motor alternativo ao Hercules VIII turboalimentado usado no protótipo de alta altitude O bombardeiro Vickers Wellington V , Rolls-Royce, iniciou experimentos no projeto de um supercompressor de dois estágios e um motor equipado com este foi testado em abril de 1941, tornando-se o Merlin 60. O projeto básico usou um supercompressor Vulture modificado para o primeiro estágio enquanto um supercharger Merlin 46 foi usado para o segundo. Um intercooler refrigerado a líquido no topo da caixa do supercharger foi usado para evitar que a mistura de ar comprimido / combustível ficasse muito quente. Também foi considerado um turbocompressor acionado pelo escapamento , mas, embora um menor consumo de combustível fosse uma vantagem, o peso adicionado e a necessidade de adicionar dutos extras para o fluxo de escapamento e as comportas de esgoto, significou que esta opção foi rejeitada em favor dos dois estágios supercharger. Equipado com o supercompressor de dois estágios de duas velocidades, o Merlin 60 Series ganhou 300 cavalos (224 kW) a 30.000 pés (9.100 m) sobre o Merlin 45 Series, em cuja altitude um Spitfire IX era de quase 70 mph (110 km / h ) mais rápido do que um Spitfire V.

A família Merlin de dois estágios foi ampliada em 1943 com o Merlin 66, que teve seu superalimentador engrenado para aumentar as classificações de potência em baixas altitudes, e o Merlin série 70, que foi projetado para fornecer maior potência em altas altitudes.

Enquanto o projeto do supercompressor de dois estágios avançava, a Rolls-Royce também continuou a desenvolver o turbocompressor de estágio único, resultando em 1942 no desenvolvimento de um impulsor "cortado" menor para o Merlin 45M e 55M; ambos os motores desenvolveram maior potência em baixas altitudes. Em serviço de esquadrão, a variante LF.V do Spitfire equipado com esses motores tornou-se conhecido como o "Spitty cortado, aplaudido e cortado" para indicar a envergadura encurtada , a condição menos que perfeita das fuselagens usadas e o superalimentador cortado impulsor.

Desenvolvimentos de carburadores
Merlin 63 preservado mostrando radiador intercooler , supercharger e carburador

O uso de carburadores foi calculado para dar uma maior potência específica , devido à menor temperatura, portanto maior densidade, da mistura combustível / ar em comparação com os sistemas injetados. No entanto, carburador controlada flutuador do Merlin significava que se Spitfires ou furacões foram a passo nariz para baixo num mergulho íngreme, negativo g -forçar ( g ) produziu insuficiência de combustível temporária fazendo com que o motor de corte para fora momentaneamente. Em comparação, o contemporâneo Bf 109E , que tinha injeção direta de combustível , podia "mergulhar" direto em um mergulho de alta potência para escapar de um ataque. Os pilotos de caça da RAF logo aprenderam a evitar isso com um "meio-roll" de sua aeronave antes de mergulhar em sua perseguição. Um restritor na linha de suprimento de combustível junto com um diafragma encaixado na câmara de flutuação, jocosamente apelidado de " orifício da Srta. Shilling ", em homenagem a seu inventor, foi de alguma forma para curar a fome de combustível em um mergulho, contendo combustível sob G negativo; no entanto, a menos que a potência máxima, uma mistura rica em combustível ainda resultou. Outra melhoria foi feita movendo a saída de combustível da parte inferior do carburador SU exatamente até a metade da lateral, o que permitiu que o combustível fluísse igualmente bem sob g negativo ou positivo.

Outras melhorias foram introduzidas em toda a gama Merlin: 1943 viu a introdução de um carburador de pressão Bendix-Stromberg que injetava combustível a 5 libras por polegada quadrada (34  kPa ; 0,34 bar ) através de um bico diretamente no superalimentador e foi instalado no Merlin 66 , 70, 76, 77 e 85 variantes. O desenvolvimento final, que foi instalado no Merlins da série 100, foi um carburador de injeção SU que injetava combustível no supercompressor usando uma bomba de combustível acionada em função da velocidade do virabrequim e das pressões do motor.

Combustíveis aprimorados
Página do Pilot's Notes Merlin II, III e V (AP1590B), explicando o uso de um boost de + 12 libras e 100 octano.

No início da guerra, o Merlin I, II e III funcionava no então espírito de aviação de 87 octanas padrão e poderia gerar pouco mais de 1.000 cavalos (750 kW) de seu deslocamento de 27 litros (1.650 cu in ): o máximo A pressão de impulso na qual o motor poderia funcionar usando combustível de 87 octanas era de +6 libras por polegada quadrada (141 kPa; 1,44  atm ). No entanto, já em 1938, no 16º Paris Air Show , a Rolls-Royce exibiu duas versões do Merlin com capacidade para 100 octanas. O Merlin RM2M era capaz de 1.265 cavalos (943 kW) a 7.870 pés (2.400 m), 1.285 cavalos (958 kW) a 9.180 pés (2.800 m) e 1.320 cavalos (984 kW) na decolagem; enquanto um Merlin X com um supercompressor de duas velocidades em marcha alta gerou 1.150 cavalos (857 kW) a 15.400 pés (4.700 m) e 1.160 cavalos (865 kW) a 16.730 pés (5.100 m).

A partir do final de 1939, o combustível de 100 octanas tornou-se disponível nos Estados Unidos, Índias Ocidentais , Pérsia e, em quantidades menores, internamente, conseqüentemente, "... na primeira metade de 1940 a RAF transferiu todos os esquadrões Hurricane e Spitfire para 100 octanas combustível." Pequenas modificações foram feitas nos motores das séries Merlin II e III, permitindo um aumento da pressão de alimentação (emergência) de +12 libras por polegada quadrada (183 kPa; 1,85 atm). Com essa configuração de potência, esses motores eram capazes de produzir 1.310 cavalos (977 kW) a 9.000 pés (2.700 m) enquanto operavam a 3.000 rotações por minuto. A aceleração aumentada poderia ser usada indefinidamente, pois não havia mecanismo de limite de tempo mecânico, mas os pilotos foram aconselhados a não usar a aceleração aumentada por mais de um máximo de cinco minutos, e isso foi considerado uma "condição de sobrecarga definitiva do motor"; se o piloto recorresse à aceleração de emergência, ele teria que relatar isso no pouso, quando anotado no livro de registro do motor, enquanto o oficial de engenharia deveria examinar o motor e zerar o acelerador. Versões posteriores do Merlin funcionavam apenas com combustível de 100 octanas, e a limitação de combate de cinco minutos foi elevada para +18 libras por polegada quadrada (224 kPa; 2,3 atm).

No final de 1943, foram feitos testes com um novo combustível de grau "100/150" (150 octanas), reconhecido por sua cor verde brilhante e "cheiro horrível". Os testes iniciais foram conduzidos usando 6,5 centímetros cúbicos (0,23  imp fl oz ) de tetraetila chumbo (TEL) para cada galão imperial de combustível de 100 octanas (ou 1,43 cc / L ou 0,18 US fl oz / US gal), mas esta mistura resultou em um acúmulo de chumbo nas câmaras de combustão, causando incrustação excessiva das velas de ignição . Melhores resultados foram alcançados com a adição de 2,5% de mono metil anilina (MMA) ao combustível de 100 octanas. O novo combustível permitiu que a taxa de aumento de cinco minutos do Merlin 66 fosse elevada para +25 libras por polegada quadrada (272 kPa; 2,7 atm). Com esta classificação de aumento, o Merlin 66 gerou 2.000 hp (1.491 kW) ao nível do mar e 1.860 hp (1.387 kW) a 10.500 pés (3.200 m).

A partir de março de 1944, os Spitfire IXs com motor Merlin 66 de dois esquadrões de Defesa Aérea da Grã-Bretanha (ADGB) foram liberados para usar o novo combustível para testes operacionais e foi bem utilizado no verão de 1944, quando habilitou o Spitfire LF Mk. IXs para interceptar bombas voadoras V-1 chegando em baixas altitudes. Combustível de grau 100/150 também foi usado pelos caças noturnos Mosquito do ADGB para interceptar V-1s. No início de fevereiro de 1945, os Spitfires da Segunda Força Aérea Tática (2TAF) também começaram a usar combustível de grau 100/150. Este combustível também foi oferecido à USAAF, onde foi designado "PPF 44-1" e informalmente conhecido como "Pep".

Produção

A produção do Rolls-Royce Merlin foi impulsionada pela premeditação e determinação de Ernest Hives , que às vezes ficava furioso com a aparente complacência e falta de urgência encontrada em sua correspondência frequente com o Ministério da Aeronáutica , o Ministério de Produção de Aeronaves e autoridades locais . Hives era um defensor das fábricas fantasmas e, sentindo a eclosão iminente da guerra, avançou com planos para produzir o Merlin em número suficiente para a rápida expansão da Real Força Aérea Real. Apesar da importância da produção ininterrupta, várias fábricas foram afetadas pela ação industrial . Ao final de sua produção em 1950, 168.176 motores Merlin haviam sido construídos; mais de 112.000 na Grã-Bretanha e mais de 55.000 sob licença nos EUA

Derby

Imagem de um prédio de tijolos vermelhos com uma porta central, as palavras Rolls-Royce Limited aparecem acima da porta em letras brancas
Fábrica da Rolls-Royce, Nightingale Road, Derby (foto 2005)

As instalações existentes da Rolls-Royce em Osmaston, Derby não eram adequadas para a produção em massa de motores, embora o espaço físico tivesse aumentado cerca de 25% entre 1935 e 1939; Hives planejou construir os primeiros duzentos ou trezentos motores lá até que os problemas iniciais de engenharia fossem resolvidos. Para financiar esta expansão, o Ministério da Aeronáutica forneceu um total de £ 1.927.000 em dezembro de 1939. Com uma força de trabalho que consistia principalmente de engenheiros de projeto e homens altamente qualificados, a fábrica de Derby realizou a maior parte do trabalho de desenvolvimento do Merlin, com testes de voo realizado na RAF Hucknall nas proximidades . Todas as aeronaves com motor Merlin que participaram da Batalha da Grã-Bretanha tiveram seus motores montados na fábrica de Derby. A produção total de Merlin em Derby foi de 32.377. A fábrica original fechou em março de 2008, mas a empresa mantém presença em Derby.

Crewe

Para atender à crescente demanda por motores Merlin, a Rolls-Royce começou a construir uma nova fábrica em Crewe em maio de 1938, com motores saindo da fábrica em 1939. A fábrica de Crewe tinha conexões rodoviárias e ferroviárias convenientes para suas instalações existentes em Derby. A produção em Crewe foi originalmente planejada para usar mão de obra não qualificada e subcontratados com os quais Hives sentiu que não haveria nenhuma dificuldade particular, mas o número de peças subcontratadas necessárias, como virabrequins, árvores de cames e camisas de cilindro, eventualmente, ficou aquém e a fábrica foi expandida para fabricar essas peças "internamente".

Inicialmente, a autoridade local prometeu construir 1.000 novas casas para acomodar a força de trabalho até o final de 1938, mas em fevereiro de 1939 ela só havia concedido um contrato para 100. Hives ficou indignado com essa complacência e ameaçou mudar toda a operação, mas intervenção oportuna pelo Ministério da Aeronáutica melhorou a situação. Em 1940 , ocorreu uma greve quando as mulheres substituíram os homens em tornos cabrestante , o sindicato dos trabalhadores insistindo que se tratava de um trabalho de mão-de-obra qualificada; no entanto, os homens voltaram ao trabalho após 10 dias.

A produção total de Merlin em Crewe foi de 26.065.

A fábrica foi usada no pós-guerra para a produção de carros Rolls-Royce e Bentley e usinas de veículos militares de combate. Em 1998, a Volkswagen AG comprou a marca Bentley e a fábrica. Hoje é conhecido como Bentley Crewe.

Glasgow

Uma imagem de trabalhadores em uma linha de montagem de motores
Trabalhadores montando cabeçotes de cilindro na linha de produção Hillington Merlin em 1942

Hives recomendou ainda que uma fábrica fosse construída perto de Glasgow para aproveitar a abundante força de trabalho local e o fornecimento de aço e peças forjadas de fabricantes escoceses. Em setembro de 1939, o Ministério da Aeronáutica alocou £ 4.500.000 para uma nova fábrica da Shadow. Esta fábrica financiada e operada pelo governo foi construída em Hillington a partir de junho de 1939, com trabalhadores se mudando para as instalações em outubro, um mês após o início da guerra. A fábrica foi totalmente ocupada em setembro de 1940. Uma crise imobiliária também ocorreu em Glasgow, onde Hives pediu novamente ao Ministério da Aeronáutica para intervir.

Com 16.000 funcionários, a fábrica de Glasgow era uma das maiores operações industriais da Escócia. Ao contrário das fábricas de Derby e Crewe, que dependiam significativamente de subcontratantes externos , ela produzia quase todos os componentes do Merlin. A Hillingdon exigiu "muita atenção da Hives" desde quando estava produzindo seu primeiro motor completo; tinha a maior proporção de trabalhadores não qualificados em qualquer fábrica gerenciada pela Rolls-Royce ”. Os motores começaram a sair da linha de produção em novembro de 1940, e em junho de 1941 a produção mensal atingiu 200, aumentando para mais de 400 por mês em março de 1942. No total, 23.675 motores foram produzidos. O absentismo dos trabalhadores tornou-se um problema depois de alguns meses devido aos efeitos físicos e mentais das condições do tempo de guerra, como a ocupação frequente de abrigos antiaéreos . Concordou-se em reduzir ligeiramente as horas de trabalho punitivas para 82 horas semanais, com meio domingo por mês considerado feriado. A produção recorde foi de 100 motores em um dia.

Imediatamente após a guerra, o local consertou e revisou os motores Merlin e Griffon e continuou a fabricar peças de reposição. Finalmente, após a produção do turbojato Rolls-Royce Avon e outros, a fábrica foi fechada em 2005.

Manchester

A Ford Motor Company foi solicitada a produzir Merlins em Trafford Park , Stretford , perto de Manchester , e os trabalhos de construção de uma nova fábrica foram iniciados em maio de 1940 em um local de 118 acres (48 ha). Construído com duas seções distintas para minimizar os danos potenciais da bomba, foi concluído em maio de 1941 e bombardeado no mesmo mês. No início, a fábrica teve dificuldade em atrair mão de obra adequada, e um grande número de mulheres, jovens e homens sem treinamento teve que ser contratado. Apesar disso, o primeiro motor Merlin saiu da linha de produção um mês depois e estava construindo o motor a uma taxa de 200 por semana em 1943, ponto em que as fábricas conjuntas estavam produzindo 18.000 Merlins por ano. Em sua autobiografia Não muito de um engenheiro , Sir Stanley Hooker afirma: "... uma vez que a grande fábrica da Ford em Manchester começou a produção, Merlins saiu como ervilhas descascando ...".

Cerca de 17.316 pessoas trabalharam na fábrica de Trafford Park, incluindo 7.260 mulheres e dois médicos residentes e enfermeiras. A produção do Merlin começou a diminuir em agosto de 1945 e finalmente cessou em 23 de março de 1946.

A produção total de Merlin em Trafford Park foi de 30.428.

Packard V-1650

Como o Merlin era considerado tão importante para o esforço de guerra, logo começaram as negociações para estabelecer uma linha de produção alternativa fora do Reino Unido. A equipe da Rolls-Royce visitou fabricantes de automóveis norte-americanos a fim de selecionar um para construir o Merlin nos EUA ou Canadá. Henry Ford rescindiu uma oferta inicial para construir o motor nos Estados Unidos em julho de 1940, e a Packard Motor Car Company foi posteriormente selecionada para assumir o pedido de Merlin de $ 130.000.000 (equivalente a $ 2,4 bilhões em dólares de 2020). O acordo foi alcançado em setembro de 1940, e o primeiro motor construído pela Packard, um Merlin XX denominado V-1650-1, funcionou em agosto de 1941.

A produção total de Merlin pela Packard foi de 55.523.

Seis motores de desenvolvimento também foram feitos pela Continental Motors, Inc.

Variantes

Esta é uma lista de variantes representativas do Merlin, descrevendo algumas das mudanças mecânicas feitas durante o desenvolvimento do Merlin. Os motores com a mesma potência normalmente eram atribuídos a diferentes números de modelo com base nas relações de engrenagens do superalimentador ou da hélice, diferenças no sistema de resfriamento ou carburadores, construção do bloco do motor ou arranjo dos controles do motor. As classificações de poder citadas geralmente são o poder "militar" máximo. Todos os motores, exceto os Merlin 131 e 134, eram "trator à direita", ou seja , a hélice girava no sentido horário quando vista de trás. Além dos números das marcas, os motores Merlin receberam números experimentais pelo Ministério do Abastecimento (MoS) - por exemplo: RM 8SM para o Merlin 61 e algumas variantes - enquanto estavam em desenvolvimento; esses números são anotados sempre que possível. Os motores Merlin usados ​​nos Spitfires , além do Merlin 61, usavam uma taxa de redução da hélice de .477: 1. Merlins usados ​​em bombardeiros e outros caças usaram uma proporção de 0,42: 1.

Dados de Bridgman (Jane's), salvo indicação em contrário:

  • Merlin II (RM 1S)
1.030 hp (775 kW) a 3.000 rpm a 5.500 pés (1.676 m) usando um aumento de 6  psi (indicador de 41 kPa; ou uma pressão absoluta de 144 kPa ou 1,41 atm); usado refrigerante 100% glicol. A primeira produção do Merlin II foi entregue em 10 de agosto de 1937. O Merlin II foi usado no Boulton Paul Defiant , Hawker Hurricane Mk.I , caças Supermarine Spitfire Mk.I e bombardeiro leve Fairey Battle .

  • Merlin III (RM 1S)
Merlin III equipado com veio de hélice "universal" capaz de montar hélices de Havilland ou Rotol . Desde o final de 1939, usando combustível de 100 octanas e aumento de 12 psi (medidor de 83 kPa; ou uma pressão absoluta de 184 kPa ou 1,82 atm), o Merlin III desenvolveu 1.310 cv (977 kW) a 3.000 rpm a 9.000 pés (2.700 m) ); usando combustível de 87 octanas, as classificações de potência eram as mesmas do Merlin II. Usado nos caças Defiant, Hurricane Mk.I, Spitfire Mk.I e bombardeiro leve de batalha. A primeira produção do Merlin III foi entregue em 1º de julho de 1938.

  • Merlin X (RM 1SM)
1.130 cv (840 kW) a 3.000 rpm a 5.250 pés (1.600 m); pressão máxima de sobrealimentação +10 psi; este foi o primeiro Merlin de produção a usar um compressor de duas velocidades; Usado em bombardeiros Halifax Mk.I , Wellington Mk.II e Whitley Mk.V. Primeira produção Merlin X, 5 de dezembro de 1938.

  • Merlin XII (RM 3S)
1.150 cv (860 kW); equipado com partida de motor Coffman ; primeira versão a usar refrigerante de água / glicol 70/30% em vez de glicol 100%. Construção reforçada, capaz de usar pressão de impulso constante de até +12 psi usando combustível de 100 octanas; Usado em Spitfire Mk.II . Primeira produção Merlin XII, 2 de setembro de 1939.
Uma vista do lado esquerdo de um motor de pistão de aeronave pintado de cinza brilhante em exibição estática
Merlin XX preservado no Royal Air Force Museum de Londres

  • Merlin XX (RM 3SM)
1.480 cv (1.105 kW) a 3.000 rpm a 6.000 pés (1.829 m); superalimentador de duas velocidades; pressão de impulso de até +14 psi; Usado nos bombardeiros Hurricane Mk.II, Beaufighter Mk.II , Halifax Mk.II e Lancaster Mk.I , e nos protótipos Spitfire Mk.III ( N3297 e W3237 ) . Primeira produção Merlin XX, 4 de julho de 1940.

  • Merlin 32 (RM 5M)
1.645 cv (1.230 kW) a 3.000 rpm a 2.500 pés (762 m); uma versão de "baixa altitude" do Merlin com impulsores de superalimentador adaptados para aumentar a potência em altitudes mais baixas e uma pressão de impulso máxima de +18 psi; equipado com partida de motor Coffman; usado principalmente em aeronaves Fleet Air Arm , principalmente no bombardeiro torpedeiro Fairey Barracuda Mk.II e nos caças Supermarine Seafire F. Mk.IIc . Também Hurricane Mk.V e Spitfire PR Mk.XIII . Primeira produção Merlin 32, 17 de junho de 1942.

  • Merlin 45 (RM 5S)
1.515 cv (1.130 kW) a 3.000 rpm a 11.000 pés (3.353 m); usado em Spitfire Mk.V , PR.Mk.IV e PR.Mk.VII, Seafire Ib e IIc. Pressão máxima de turbo de +16 psi. Primeira produção Merlin 45, 13 de janeiro de 1941.

  • Merlin 47 (RM 6S)
1.415 cv (1.055 kW) a 3.000 rpm a 14.000 pés (4.267 m); versão de alta altitude usado em Spitfire HFMk.VI . Adaptado com um compressor Marshall (geralmente chamado de "soprador") para pressurizar a cabine. Primeira produção Merlin 47, 2 de dezembro de 1941.

  • Merlin 50.M (RM 5S)
1.585 cv (1.182 kW) a 3.000 rpm a 3.800 pés (1.158 m); versão de baixa altitude com impulsor do supercharger "cortado" para 9,5 pol. (241 mm) de diâmetro. O aumento permitido foi de +18 psi (medidor de 125 kPa; ou uma pressão absoluta de 225 kPa ou 2,2 atm) em vez de +16 psi (medidor de 110 kPa; ou uma pressão absoluta de 210 kPa ou 2,08 atm) em um motor Merlin 50 normal. A série Merlin 50 foi a primeira a usar o carburador Bendix-Stromberg "g negativo".

  • Merlin 61 (RM 8SM)
1.565 cv (1.170 kW) a 3.000 rpm a 12.250 pés (3.734 m), 1.390 cv (1.035 kW) a 3.000 rpm a 23.500 pés (7.163 m); equipado com um novo supercompressor de duas velocidades e dois estágios, proporcionando maior potência em altitudes médias a altas; Impulso de +15 psi; utilizado em Spitfire F Mk.IX , e PR Mk.XI . Primeira variante de produção britânica a incorporar blocos de cilindros de duas peças projetados pela Rolls-Royce para o Packard Merlin . Relação de engrenagem de redução .42: 1, com engrenagens para bomba de pressurização. Primeira produção Merlin 61, 2 de março de 1942.

  • Merlin 63 e 63A
1.710 cv (1.275 kW) a 3.000 rpm a 8.500 pés (2.591 m), 1.505 cv (1.122 kW) a 3.000 rpm a 21.000 pés (6.401 m); fortalecimento do desenvolvimento de dois estágios de duas velocidades do Merlin 61; Impulso de +18 psi; Relação de engrenagem de redução .477: 1; O Merlin 63A não tinha engrenagens extras para pressurização e incorporou um eixo de pena de transmissão do superalimentador reforçado . Usado em Spitfire F Mk.VIII e F. Mk. IX.
Áudio de RR Merlin 66/266 começando

  • Merlin 66 (RM 10SM)
1.720 cv (1.283 kW) a 5.790 pés (1.765 m) usando um reforço de +18 psi (indicador de 124 kPa; ou uma pressão absoluta de 225 kPa ou 2,2 atm); versão de baixa altitude do Merlin 63A. Equipado com um carburador anti-g Bendix-Stromberg; o intercooler usou um tanque coletor separado. Usado no Spitfire LF Mk.VIII e LF Mk.IX.

  • Merlin 76/77 (RM 16SM)
1.233 hp (920 kW) a 35.000 pés (10.668 m); Equipado com um supercharger de duas velocidades e dois estágios e um carburador Bendix-Stromberg. Versão dedicada de "alta altitude" usada no caça de alta altitude Westland Welkin e algumas variantes posteriores do Spitfire e de Havilland Mosquito . A marca ímpar acionou um soprador para pressurizar a cabine .

  • Merlin 130/131
2.060 cv (1.536 kW); versões "slimline" redesenhadas para o de Havilland Hornet . O projeto do motor foi modificado para diminuir a área frontal ao mínimo e foi a primeira série Merlin a usar sistemas de indução para baixo fluxo. A bomba do refrigerante mudou da parte inferior do motor para o lado de estibordo . Supercharger de duas velocidades, dois estágios e carburador de injeção SU. Acelerador de Corliss . O reforço máximo foi de 25 psi (medidor de 170 kPa; ou uma pressão absoluta de 270 kPa ou 2,7 atm). No Hornet, o Merlin 130 foi instalado na nacela de bombordo : o Merlin 131, instalado na nacela de estibordo, foi convertido para um motor de trator "reverso" ou esquerdo usando uma engrenagem intermediária adicional na caixa da engrenagem de redução .

  • Merlin 133/134
2.030 hp (1.514 kW); desclassificado para uso em variantes 130/131 de baixa altitude usadas no Sea Hornet F. Mk. 20, NF Mk. 21 e PR Mk. 22. O impulso máximo foi reduzido para +18 psi (230 kPa ou 2,2 atm absolutos).
  • Merlin 266 (RM 10SM)
O prefixo "2" indica motores construídos pela Packard, caso contrário, como Merlin 66, otimizado para operação em baixa altitude. Adaptado ao Spitfire Mk.XVI .

  • Merlin 620
1.175 hp (876 kW) em cruzeiro contínuo usando 2.650 rpm a +9 psi de reforço (62 kPa manométrico; ou uma pressão absoluta de 165 kPa ou 1,6 atm); capaz de classificação de emergência de 1.795 hp (1.338 kW) a 3.000 rpm usando um reforço de +20 psi (medidor de 138 kPa; ou uma pressão absoluta de 241 kPa ou 2,4 atm); motor civil desenvolvido a partir do Merlin 102; supercharger de dois estágios otimizado para altitudes médias e usava um carburador de injeção SU. Desenvolvimento de instalação de radiador anular padronizado "Universal Power Plant" (UPP) daquele usado em Lancaster VI e Avro Lincoln . A série Merlin 620-621 foi projetada para operar em condições climáticas severas encontradas nas rotas aéreas canadenses e de longo alcance no Atlântico Norte. Usado em Avro Tudor , Avro York e no Canadair North Star .

Formulários

Em ordem cronológica, as primeiras aeronaves operacionais movidas pelo Merlin a entrar em serviço foram o Fairey Battle, Hawker Hurricane e Supermarine Spitfire. Embora o motor esteja mais intimamente associado ao Spitfire, o Avro Lancaster quadrimotor foi a aplicação mais numerosa, seguido pelo bimotor de Havilland Mosquito.

Lista de Lumsden 2003

Pós-guerra

No final da Segunda Guerra Mundial, novas versões do Merlin (as séries 600 e 700) foram projetadas e produzidas para uso em aviões comerciais como o Avro Tudor , aeronaves de transporte militar como o Avro York e o Canadair North Estrela que atuou em ambas as funções. Esses motores eram basicamente especificações militares com algumas pequenas alterações para se adequar aos diferentes ambientes operacionais.

Uma versão espanhola do Messerschmitt Bf 109 G-2, o Hispano Aviación HA-1112-M1L Buchon 1954 , foi construída na fábrica da Hispano em Sevilha com o motor Rolls-Royce Merlin 500/45 de 1.600 cavalos (1.200 kW) - um motor adequado para a última versão produzida do famoso caça Messerschmitt, já que a aeronave protótipo Bf 109 V1 tinha sido movida pelo motor Rolls-Royce Kestrel V-12 em 1935.

O CASA 2.111 foi outra versão espanhola de uma aeronave alemã, o Heinkel He 111 , que foi adaptado para usar o Merlin depois que o fornecimento dos motores Junkers Jumo 211 F-2 acabou no final da guerra. Uma situação semelhante existia com o Fiat G.59 quando os estoques disponíveis da versão italiana licenciada do motor Daimler-Benz DB 605 se esgotaram .

O Avro Lincoln de construção australiana a partir de A73-51 usou a Commonwealth Aircraft Corporation Merlin 102s de construção australiana . Um total de 108 CAC Merlins foram construídos quando a produção terminou.

Aplicativos alternativos

Uma versão não supercharged do Merlin usando uma proporção maior de componentes de aço e ferro foi produzida para uso em tanques . Este motor, o Rolls-Royce Meteor , por sua vez levou ao menor Rolls-Royce Meteorite . Em 1943, o desenvolvimento do Meteor adicional foi entregue à Rover , em troca dos interesses da turbina a gás da Rover .

Em 1938, a Rolls-Royce começou a trabalhar na modificação de alguns Merlins que mais tarde seriam usados ​​em MTBs britânicos , MGBs e lançamentos de resgate aéreo RAF. Para estes, os supercompressores foram modificados como unidades de estágio único e o motor foi reprojetado para uso em um ambiente marinho. Cerca de 70 motores foram convertidos antes que fosse dada prioridade à produção de motores aeronáuticos.

Experimentos foram realizados pelo exército irlandês envolvendo a substituição do motor Bedford de um tanque Churchill por um motor Rolls-Royce Merlin resgatado de uma aeronave Seafire do Irish Air Corps . O experimento não foi um sucesso, embora os motivos não sejam registrados.

Mecanismos sobreviventes

Um dos motores de avião da era da Segunda Guerra Mundial de maior sucesso , o Merlin continua a ser usado em muitos aviões antigos restaurados da Segunda Guerra Mundial em todo o mundo. O Voo Memorial da Batalha da Grã-Bretanha da Força Aérea Real é um notável operador atual do Merlin. Na Inglaterra, a Shuttleworth Collection possui e opera um Hawker Sea Hurricane IB com motor Merlin e um Supermarine Spitfire VC - ambos podem ser vistos voando em exibições domésticas durante os meses de verão.

Motores em exibição

Demonstração terrestre do Merlin24

Exemplos preservados do Rolls-Royce Merlin estão em exibição nos seguintes museus :

Especificações (Merlin 61)

Uma vista frontal direita de um motor de pistão de aeronave Vee doze centralizado em torno de um grande eixo de hélice tem componentes marcados por linhas pretas para cada descrição de componente.  Os componentes etiquetados incluem a caixa de engrenagens de redução da hélice, portas de escape, velas de ignição e a bomba de refrigeração
Rolls-Royce Merlin com componentes rotulados

Dados de Jane .

Características gerais

  • Tipo: motor de aeronave a pistão de 12 cilindros, sobrealimentado, refrigerado a líquido, 60 ° "V".
  • Furo : 5,4 pol. (137 mm)
  • Curso : 6,0 pol (152 mm)
  • Deslocamento : 1.649 cu in (27 L)
  • Comprimento: 88,7 pol. (225 cm)
  • Largura: 30,8 pol (78 cm)
  • Altura: 40 pol. (102 cm)
  • Peso seco : 1.640 lb (744 kg)

Componentes

atuação

  • Potência: * 1.290 hp (962 kW) a 3.000 rpm na decolagem.
  • 1.565 hp (1.167 kW) a 3.000 rpm a 12.250 pés (3.740 m, engrenagem MS)
  • 1.580 hp (1.178 kW) a 3.000 rpm a 23.500 pés (7.200 m, engrenagem FS)
  • Potência específica : 0,96 hp / cu in (43,6 kW / L)
  • Taxa de compressão : 6: 1
  • Consumo de combustível: Mínimo 30 Imp gal / h (136 L / h), máximo 130 Imp gal / h (591 L / h)
  • Relação potência-peso : 0,96 hp / lb (1,58 kW / kg) na potência máxima.

Veja também

Desenvolvimento relacionado

Motores comparáveis

Listas relacionadas

Referências

Notas de rodapé

Citações

Bibliografia

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Leitura adicional

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