Роллс-Ройс Мерлин () — семейство авиационных двенадцатицилиндровых V-образных поршневых двигателей жидкостного охлаждения рабочим объёмом 27 л. Разработан и выпускался английской компанией Rolls-Royce Limited. Первоначально имел обозначение PV-12, затем в соответствии с традиционной системой наименования авиационных двигателей Роллс-Ройс по названиям хищных птиц получил имя Merlin — английское название дербника.
Один из самых массовых авиационных двигателей, всего компанией Rolls-Royce Limited и по лицензии выпущено почти 150 000 штук. Применялся на Avro Lancaster, De Havilland Mosquito, Supermarine Spitfire, Hawker Hurricane, North American P-51 Mustang и многих других самолётах периода Второй мировой войны.
Первый запуск PV-12 состоялся 1933 г. и, после нескольких модификаций, в 1936 г. были выпущены первые серийные варианты. Первыми принятыми на вооружение самолётами, на которых устанавливался «Мерлин», были Fairey Battle, Hawker Hurricane и Supermarine Spitfire. Больше всего «Мерлинов» было изготовлено для четырёхдвигательного тяжёлого бомбардировщика Avro Lancaster; тем не менее, двигатель наиболее тесно ассоциируется со «Спитфайром», начиная с первого полёта «Спитфайра» в 1936 году. Ряд быстро внедрявшихся разработок, вызванных потребностями военного времени, заметно улучшили характеристики и долговечность двигателя.
Один из символов БританииThe Spitfire and Merlin icons.org.uk. Retrieved: 14 August 2009, «Мерлин» был и одним из наиболее удачных авиационных двигателей периода Второй Мировой войны, множество модификаций которого выпускалось фирмой Роллс-Ройс в Дерби, Кру и Глазго,Pugh 2000, pp. 192—198. так же, как и подразделением компании «Форд» в Великобритании на их предприятии около Манчестера.Merlin Engines in Manchester bbc.co.uk. Retrieved: 14 August 2009 Под наименованием одна из модификаций «Мерлина» выпускалась в Соединённых Штатах. Производство было завершено в 1950 году после выпуска в общей сложности почти 150 000 двигателей, последние модификации устанавливались на пассажирские и военно-транспортные самолёты.
На военных самолётах «Мерлина» заменил его более мощный преемник Rolls-Royce Griffon. Двигатели «Мерлин» и по сей день эксплуатируются Королевскими ВВС на самолётах , эскадрильи исторических самолётов, и устанавливаются на многие частные восстановленные самолёты по всему миру.
Разработка и развитие Происхождение
В начале 1930-х годов компания Роллс-Ройс начала планировать программу разработки перспективных авиационных двигателей и пришла к выводу, что необходим двигатель большего объёма, чем 21-литровый Kestrel, который с большим успехом устанавливался на многие самолёты в 1930-е гг.Rubbra 1990, p. 64. В результате начались работы над проектом нового двигателя 1100-сильного класса, получившим обозначение PV-12 (иногда встречается это же обозначение с римскими цифрами PV-XII) что означало Private Venture (инициативная разработка), 12-цилиндровый, поскольку он разрабатывался по частной инициативе компании, без привлечения государственных средств. Первый запуск нового мотора произошёл 15 октября 1933 года, а первый полёт двигатель, установленный на биплане Хоукер Харт, серийный номер K3036, совершил 21 февраля 1935 года.Lumsden 2003, p. 203. Двигатель имел модную в то время испарительную систему охлаждения, которая, однако, оказалась ненадёжной и, с началом поставок этиленгликоля из США, была заменена на жидкостную. «Харт» впоследствии был передан фирме Роллс-Ройс, где в качестве испытательной платформы двигателей «Мерлин» налетал свыше 100 часов с «Мерлинами» модификаций C и E.Mason 1991, p. 168.
В 1935 году выпустило спецификацию F10/35 на новый скоростной истребитель, способный развивать более 310 миль/час (497 км/ч). В соответствии с данной спецификацией были разработаны два проекта: Спитфайр и Харрикейн; позднее переработанные под другую спецификацию, F36/34.McKinstry 2007, p. 53. Оба самолёта являлись единственными современными британскими истребителями, спроектированными под двигатель PV-12, а не под «Кестрел». В 1936 году были размещены контракты на поставку обоих самолетов и, разработка PV-12 получила высший приоритет, так же, как и государственное финансирование. Следуя традиции компании Роллс-Ройс обозначать поршневые авиационные двигатели названиями хищных птиц, двигатель назвали Мерлин по английскому названию дербника () — самого маленького сокола в северном полушарии.Gunston 1989, p. 137.
Незадолго до Второй Мировой войны компания Роллс-Ройс развивала два проекта двигателей, которые входили в модельный ряд компании. 700-сильный Peregrine представлял собой улучшенную версию «Кестрела» с нагнетателем, в то время как 42-литровый Vulture мощностью 1700 л. с. использовал четыре блока цилиндров размерности «Кестрела», установленных на едином картере по X-образной схеме с приводом на один коленвал.Rubbra 1990, p. 139. Этот двигатель использовался на больших самолетах типа Avro Manchester.Lumsden 2003, pp.198-200.
Хотя конструкция «Перегрина» был вполне удовлетворительной, он так и остался не доведённым, так как Роллс-Ройс в первую очередь всегда занималась улучшениями Мерлина. В результате Перегрин устанавливался лишь на два типа самолетов: Westland Whirlwind и . «Валчер» устанавливался на Hawker Tornado и Avro Manchester, но оказался ненадежным в эксплуатации.Lumsden 2003, p. 200. Поэтому когда в 1943 г. мощность «Мерлина» превысила 1500 л. с., разработка «Валчера» и «Перегрина» была остановлена, а в середине 1943 г. «Мерлин» был дополнен более мощным «Гриффоном».Rubbra 1990, p. 118. «Гриффон» представлял собой «Мерлин» с некоторыми улучшениями и предельной форсировкой.
Развитие Первоначально новый двигатель преследовали проблемы, такие, например, как поломки зубчатых приводов агрегатов и рубашек охлаждения цилиндров, было применено несколько различных методов проектирования, прежде чем сформировался исходный проект «Мерлина»Rubbra 1990, pp. 64-117.. «Мерлины» ранних выпусков также были ненадежными, общими проблемами были разрушение головок цилиндров, утечки охладителя, чрезмерный износ распределительных валов и коренных подшипниковRubbra 1990, pp. 82-92..
Ранние двигатели Прототип и опытные двигатели:
PV-12 Первоначальный проект с испарительной системой охлаждения. Построено 2 экз., прошёл стендовые испытания и получил сертификат типа в июле 1934 года, развивал 740 л.с. на эквивалентной высоте 3700 метров. Первый полет 21 февраля 1935 года. Merlin B Построено 2 экз., введена жидкостная система охлаждения на этиленгликоле. Головки цилиндров в форме рампы (впускные клапаны располагались под углом 45° к цилиндру). Прошёл стендовые испытания в феврале 1935 года, развивал 950 л.с. на эквивалентной высоте 3400 метров. Merlin C Развитие Merlin B. Картер и блоки цилиндров стали изготавливаться как три отдельные отливки, головки цилиндров крепились на болтах. Первый полет на 21 декабря 1935 года, развивал 950 л.с. на высоте 3400 метров.Morgan and Shacklady 2000, p. 607. Merlin E Подобен Merlin C с незначительными конструктивными изменениями. Прошёл 50-часовые испытания для гражданских самолетов в декабре 1935 года, развивал постоянную мощность 955 л.с. и максимальную — 1045 л.с. Провалил 100-часовые испытания для военных самолетов в марте 1936 года. Устанавливался на прототип Спитфайра.Lumsden 2003, p. 204. Merlin F (Merlin I) Подобен C и E. Первый полет 16 июля 1936.Morgan and Shacklady 2000, p. 610. Этот двигатель стал первым серийным и получил обозначение Merlin I. На «Мерлине» I головки цилиндров были в форме рампы, но это оказалось неудачным решением и было выпущено всего 172 двигателя. Первым серийным самолетом, с двигателем «Мерлин» I стал Fairey Battle, первый полет 10 марта 1936 г. Merlin G (Merlin II) Головки цилиндров в форме рампы заменены на головки параллельной схемы (с расположением клапанов параллельно оси цилиндра), скопированных с двигателя «Кестрел». В июле 1937 г. прошёл 400-часовые ресурсные испытания в . 22 сентября 1937 года двигатель прошёл сдаточные испытания. Именно 1,030-сильный «Мерлин» II в 1938 г. стал первым широко поставляемым двигателем семейства «Мерлин» и темпы его производства быстро нарастали.
Характеристики ранних двигателей «Мерлин» {|class="wikitable" |- !МодификацияBridgeman 1998, pp. 281—283. !Взлётная мощность !Боевая мощность !Применение !Примечания |- |PV-12 |740 л.с. на эквивалентной высоте 3 700 м
|Первоначальный проект с испарительной системой охлаждения. Построено 2 экз., прошёл стендовые испытания и получил сертификат типа в июле 1934 г. Первый полет 21 февраля 1935 г. |- |«Мерлин» B |950 л.с. на эквивалентной высоте 3 400 м
|Построено 2 экз., введена жидкостная система охлаждения на этиленгликоле. Головки цилиндров в форме рампы (впускные клапаны располагались под углом 45° к цилиндру). Прошёл стендовые испытания в феврале 1935 г. |- |«Мерлин» C |950 л.с. на эквивалентной высоте 3 400 м
|Развитие «Мерлина» B; картер и блоки цилиндров стали изготавливаться как три отдельные отливки, головки цилиндров крепились на болтах. Первый полёт на Хоукер Хорсли 21 декабря 1935 г. |- |«Мерлин» E |955 л.с. — постоянная мощность |1 045 л.с. — максимальная (кратковременная) мощность |Прототип Супермарин Спитфайр |Подобен C с незначительными конструктивными изменениями. Прошёл 50-часовые испытания для гражданских самолетов в декабре 1935 г., развивал постоянную мощность 955 л.с. и максимальную — 1045 л.с. Провалил 100-часовые испытания для военных самолетов в марте 1936 г. |- |«Мерлин» F
|(«Мерлин» I) Подобен C и E. Первый полёт на Хорсли 16 июля 1936 г. Этот двигатель стал первым серийным и получил обозначение Merlin I. На «Мерлине» I головки цилиндров были в форме рампы, но это оказалось неудачным решением и было выпущено всего 172 двигателя. Первым серийным самолетом, с двигателем «Мерлин» I стал Fairey Battle, первый полет 10 марта 1936 г. |- |«Мерлин» G| |1030 л.с. | |(«Мерлин» II) Головки цилиндров в форме рампы заменены на головки параллельной схемы (с расположением клапанов параллельно оси цилиндра), скопированных с двигателя «Кестрел». В июле 1937 г. прошёл 400-часовые ресурсные испытания в RAE; а 22 сентября 1937 г. — сдаточные испытания. Именно 1,030-сильный «Мерлин» II в 1938 г. стал первым широко поставляемым двигателем семейства «Мерлин» и темпы его производства быстро нарастали.
Серийные двигатели
«Мерлин» II и III стали первыми крупносерийными модификациями двигателя. «Мерлин» III стал первой модификацией, на которой устанавливалась «универсальная» ступица воздушного винта, что позволяло устанавливать на двигатель как винты фирм как , так .Fozard 1991, p. 125.
Первой крупной модификацией двигателя, в который были объединены доработки и изменения по опыту эксплуатации, стала «Мерлин» XX, которую спроектировали под 100-октановый бензин. Это топливо позволило увеличить давление наддува, которое обеспечивалось увеличением мощности центробежного нагнетателя. «Мерлин» XX также использовал двухскоростной нагнетатель разработанный Rolls-Royce, что увеличило мощность на больших высотах по сравнению с предыдущими модификациями. Другое улучшением, внедрённым на «Мерлине» XX, было использование в качестве охлаждающей жидкости смеси 70 % воды и 30 % гликоля, вместо 100 % гликоля на ранних модификациях. Это позволило существенно увеличить ресурс и надёжность двигателя, исключив пожароопасность, обусловленную использованием легковоспламеняющегося этиленгликоля и уменьшило потери масла, что было проблемой Мерлинов I, II и III серий.Fozard 1991, pp. 127, 165.