✖


Jump to content

Нэпьер Сэйбер

Сабля
Вырез Napier Sabre в Лондонском музее науки.
Тип с жидкостным охлаждением H-24 Поршневой . авиационный двигатель
Национальное происхождение Великобритания
Производитель Д. Нэпьер и сын
Первый запуск Январь 1938 г.
Основные приложения Хоукер Темпест
Хоукер Тайфун
Напье-Хестон Гонщик

Napier Sabre — британский H-24-цилиндровый поршневой жидкостным охлаждением , золотниковый разработанный двигатель с майором Фрэнком Хэлфордом и построенный компанией D. Napier & Son во время Второй мировой войны . Двигатель превратился в один из самых мощных рядных поршневых авиационных двигателей в мире, развивая мощность от 2200 л.с. (1600 кВт) в более ранних версиях до 3500 л.с. (2600 кВт) в прототипах поздних моделей.

Первыми боевыми самолетами, оснащенными двигателем Sabre, были Hawker Typhoon и Hawker Tempest ; Первым самолетом с двигателем Sabre был Napier-Heston Racer , который был разработан для установления мирового рекорда скорости. [номер 1] Другими самолетами, использовавшими Sabre, были ранние прототипы и серийные варианты Blackburn Firebrand , прототип Martin-Baker MB 3 и прототип Hawker Fury . Быстрое внедрение реактивных двигателей после войны привело к быстрому упадку Sabre, поскольку потребность в мощных военных поршневых авиационных двигателях стала меньше, а Napier обратил свое внимание на разработку турбовинтовых двигателей, таких как Naiad и Eland .

Проектирование и разработка

[ редактировать ]

До создания Sabre компания Napier некоторое время работала над большими авиационными двигателями. Самым известным из них был Lion , который был очень успешным двигателем между мировыми войнами и в модифицированной форме приводил в движение несколько участников Supermarine Schneider Trophy в 1923 и 1927 годах, а также несколько автомобилей, установивших рекорды наземной скорости . К концу 1920-х годов Lion уже не был конкурентоспособным, и началась работа по замене.

Вслед за Lion Нэпьер выпустил две модели H-блоков : H-16 Rapier и H-24 Dagger . H-блок имеет компактную компоновку и состоит из двух горизонтально-оппозитных двигателей, расположенных один над другим или рядом с ним. Поскольку цилиндры расположены напротив, движение в одном уравновешивается движением на противоположной стороне, устраняя вибрацию как первого, так и второго порядка. В этих новых конструкциях Нейпир выбрал воздушное охлаждение, но в процессе эксплуатации оказалось, что задние цилиндры невозможно охлаждать должным образом, что сделало двигатели ненадежными.

Бытие

[ редактировать ]
Первый самолет, созданный на базе двигателя Sabre, — Napier-Heston Racer, разбившийся во время первых летных испытаний.

В 1930-е годы исследования показали необходимость в двигателях, способных развивать одну лошадиную силу на кубический дюйм рабочего объема (около 45 кВт/ литр ). Такая выходная мощность была необходима для приведения в движение самолетов, достаточно больших, чтобы нести большие запасы топлива для полетов на большие расстояния. Типичный большой двигатель той эпохи, Pratt & Whitney R-1830 Twin Wasp , развивал около 1200 л.с. (890 кВт) при объеме 1830 кубических дюймов (30 литров), поэтому потребуется опережение примерно на 50 процентов. Это потребовало радикальных изменений, и хотя многие компании пытались создать такой двигатель, ни одна из них не добилась успеха. [ нужна ссылка ]

В 1927 году Гарри Рикардо опубликовал исследование концепции двигателя с золотниковым клапаном . В нем он писал, что традиционные двигатели с тарельчатыми клапанами вряд ли будут производить мощность более 1500 л.с. (1100 кВт) — цифру, которую многие компании ожидали от двигателей следующего поколения. Чтобы преодолеть этот предел, необходимо было использовать золотниковый клапан для увеличения объемного КПД , а также для уменьшения чувствительности двигателя к детонации, которая была распространена при использовании в то время низкооктанового топлива низкого качества. [1] Хэлфорд работал на Рикардо в 1919–1922 годах в их лондонском офисе. [номер 2] и офис Хэлфорда в 1923 году находился в Лэдброк-Гроув, Северный Кенсингтон, всего в нескольких милях от Рикардо, а офис Хэлфорда в 1929 году был еще ближе (700 ярдов), [2] [3] и хотя в 1927 году Рикардо начал работать с Bristol Engines над линейкой конструкций золотниковых клапанов, [4] Хэлфорд начал работать с Нэпиером. [5] используя Кинжал в качестве основы. Компоновка H-блока с присущим ему балансом и относительно коротким ходом Sabre позволяла ему работать с более высокой скоростью вращения, передавать большую мощность при меньшем рабочем объеме, при условии, что можно было поддерживать хороший объемный КПД (с лучшим дыхание), что могут сделать золотниковые клапаны. [6]

В конце 1935 года компания Napier решила сначала разработать большой 24-цилиндровый двигатель жидкостного охлаждения, способный производить не менее 2000 л.с. (1500 кВт). Хотя компания продолжала использовать оппозитную H-образную компоновку Dagger, эта новая конструкция позиционировала цилиндр блоки располагались горизонтально и предполагалось использовать золотниковые клапаны. [7] Все аксессуары были удобно сгруппированы над и под блоками цилиндров, а не спереди и сзади двигателя, как в большинстве современных конструкций. [7]

Министерство авиации поддержало программу Sabre заказом на разработку в 1937 году по двум причинам: предоставить альтернативный двигатель, если Rolls -Royce Vulture и Bristol Centaurus потерпят неудачу в качестве следующего поколения двигателей большой мощности, и сохранить Napier в производстве авиационных двигателей. промышленность. [8] Первые двигатели Sabre были готовы к испытаниям в январе 1938 года, хотя их мощность была ограничена 1350 л.с. (1010 кВт). К марту они проходили испытания мощностью 2050 л.с. (1530 кВт), а к июню 1940 года, когда Sabre прошел 100-часовые испытания Министерства авиации , первые серийные версии выдавали 2200 л.с. (1600 кВт) при объеме 2238 кубических дюймов. (37 литров) объем. [7] К концу года они производили 2400 л.с. (1800 кВт). Современный Rolls-Royce Merlin II 1940 года выпуска развивал мощность чуть более 1000 л.с. (750 кВт) при рабочем объеме 1647 кубических дюймов (27 литров).

Производство

[ редактировать ]
Hawker Typhoon был первым действующим самолетом с двигателем Sabre, поступившим на вооружение ВВС Великобритании в середине 1941 года. Проблемы как с двигателем Sabre, так и с планером едва не привели к выводу «Тайфуна» из эксплуатации.

Проблемы возникли, как только началось серийное производство. Прототипы двигателей были собраны вручную мастерами Napier, и адаптировать их к технологиям конвейерного производства оказалось сложно. Гильзы часто выходили из строя из-за того, что они были изготовлены из хромомолибденовой стали, что приводило к заклиниванию цилиндров, что стало причиной потери единственного прототипа Martin-Baker MB 3 . [9] [10] Министерство авиационного производства отвечало за разработку двигателя и организовало обработку гильз компанией Bristol Airplane Company из поковок двигателя Taurus. Эти втулки из азотированной аустенитной стали стали результатом многих лет интенсивной разработки втулок, опыта, которого у Napier не было. Воздушные фильтры пришлось установить, когда в 1944 году возникла новая проблема с втулками, когда самолеты летали из земли Нормандии с ее абразивной песчанистой пылью. [11]

Контроль качества оказался недостаточным, двигатели часто поставлялись с неправильно очищенными отливками, сломанными поршневыми кольцами и оставшимися внутри двигателя машинными обрезками. [12] Механики были перегружены работой, пытаясь поддерживать работу «Сейбров», и в холодную погоду им приходилось запускать их каждые два часа в ночное время, чтобы моторное масло не замерзло и не помешало запуску двигателя на следующий день. [номер 3] На устранение этих проблем потребовалось слишком много времени, и двигатель приобрел плохую репутацию. Что еще хуже, механики и пилоты, незнакомые с особенностями двигателя, склонны обвинять Sabre в проблемах, вызванных несоблюдением правильных процедур. Ситуация усугублялась представителями конкурирующей компании Rolls-Royce, у которой были свои планы. В 1944 году компания Rolls-Royce выпустила прототип аналогичной конструкции под названием Eagle .

Нэпьер, казалось, успокоился и поработал над дизайном, чтобы улучшить производительность. В 1942 году он начал серию проектов по улучшению своих высотных характеристик с добавлением трехскоростного двухступенчатого нагнетателя , когда базовый двигатель еще работал ненадежно. В декабре 1942 года компанию купила компания English Electric Company , которая немедленно завершила проект нагнетателя и посвятила всю компанию решению производственных проблем, что было быстро достигнуто.

На грузовике есть таблички с надписями «2400 лошадиных сил! Мощь истребителей Typhoon и Tempest» и «Napier Sabre — самый мощный авиационный двигатель в мире», а также логотип Napier.
Sabre мощностью 2400 л.с. внутри макета носовой части самолета, установленного на грузовике для демонстрации.

К 1944 году Sabre V стабильно выдавал 2400 лошадиных сил (1800 киловатт), и репутация двигателя начала улучшаться. Это была последняя версия, поступившая на вооружение, которая использовалась в Hawker Typhoon и его производной Hawker Tempest . Без усовершенствованного нагнетателя производительность двигателя на высоте более 20 000 футов (6 100 м) быстро падала, и пилотам, управляющим самолетами с двигателями Sabre, обычно давали указание вступать в бой только ниже этой высоты. На малой высоте оба самолета были грозными. По мере того как превосходство в воздухе над континентальной Европой постепенно приобреталось, «Тайфуны» все чаще использовались в качестве истребителей-бомбардировщиков , особенно Вторыми тактическими воздушными силами британских ВВС . «Темпест» стал основным эсминцем летающей бомбы Фау-1 ( Fieseler Fi 103 ), поскольку он был самым быстрым из всех истребителей союзников на малых высотах. Позже «Темпест» уничтожил около 20 реактивных самолетов Мессершмитт Ме 262 .

Разработка продолжалась, и более поздний Sabre VII имел мощность 3500 л.с. (2600 кВт) с новым нагнетателем. К концу Второй мировой войны существовало несколько двигателей одного класса мощности. Четырехрядный 28-цилиндровый радиальный двигатель Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major производил 3000 л.с. (2200 кВт) первых, а более поздние типы производили 3800 л.с. (2800 кВт), но для этого требовалось почти вдвое большее смещение, 4360 кубических дюймов (71 литр).

Варианты

[ редактировать ]

Примечание: [номер 4]

Сабля I (Е.107)
(1939 г.) 2000 л.с. (1500 кВт).
Сабля II
(1940 г.) 2300 л.с. (1700 кВт). Экспериментальное передаточное число редуктора гребного винта 0,332:1.
Sabre II (серийный вариант)
2200 л.с. (1600 кВт). Передаточное число редуктора 0,274:1: в основном использовалось в ранних версиях Hawker Typhoon . [13]
Сабля IIA
2235 л.с. (1667 кВт). Переработанная система зажигания: максимальное наддув +9 фунтов. [14]
Сабля IIB
2400 л.с. (1800 кВт). с четырьмя дросселями Карбюратор SU : в основном используется в Hawker Tempest V. [15]
Сабля IIC
2065 л.с. (1540 кВт). Похож на Марк VII.
Нэпьер Сэйбер III
Сабля III
2250 л.с. (1680 кВт). Аналог Mk IIA, специально разработанный для Blackburn Firebrand : изготовлено и установлено 25 штук. [15]
Сэйбер IV
2240 л.с. (1670 кВт). Как Mk VA с впрыском топлива Hobson: двигатель предварительной летной разработки для серии Sabre V. [15] Используется в Hawker Tempest I. [16]
Сабля V
2600 л.с. (1900 кВт). Разработан MK II, переработан нагнетатель с увеличенным наддувом, переработана система впуска.
Сабля В.А.
2600 л.с. (1900 кВт). Mk V с впрыском топлива Hobson-RAE, однорычажным дросселем и управлением воздушным винтом: используется в Hawker Tempest VI.
Сабля VI
2310 л.с. (1720 кВт). Mk VA с охлаждающим вентилятором Rotol : используется в двух Hawker Tempest V, модифицированных для использования кольцевых радиаторов разработки Napier; также в экспериментальном Vickers Warwick V. [17]
Сабля VII
3055 л.с. (2278 кВт). Модель Mk VA усилена, чтобы выдерживать высокие мощности, создаваемые с использованием впрыска воды/метанола . Увеличенная крыльчатка нагнетателя. [18]
Сабля VIII
3000 л.с. (2200 кВт). Предназначен для Hawker Fury ; испытан на Folland Fo.108 .
Сабля Е.118
(1941) Трехскоростной двухступенчатый нагнетатель, винт встречного вращения ; испытательный полет на Fo.108.
Сабля Е.122
(1946 г.) 3500 л.с. Предназначен для бесхвостого истребителя Napier со скоростью 500 миль в час.

Приложения

[ редактировать ]

Двигатель использовался на многих самолетах, в том числе на двух серийных истребителях. [19]

Усыновленный

[ редактировать ]

Ограниченное производство и прототипы

[ редактировать ]

Проект реставрации и двигатели на выставке

[ редактировать ]
На реставрации
Сохранено на всеобщее обозрение
Раздельные двигатели Napier на всеобщее обозрение

Технические характеристики (Сэйбр ВА)

[ редактировать ]

Данные Ламсдена [21] [22]

Общие характеристики

Компоненты

Производительность

  • Выходная мощность: * 2850 л.с. (2130 кВт) при 3800 об/мин и наддуве на впуске +13 фунтов на квадратный дюйм (0,9 бар, 56 дюймов).
  • 3040 л.с. (2270 кВт) при 4000 об/мин военная аварийная мощность
  • Удельная мощность : 1,36 л.с./дюйм³ (59,9 кВт/л)
  • Степень сжатия : 7:1
  • Расход топлива: 117 галлонов в час (532 л/час) в максимальном крейсерском режиме, нагнетатель FS; 241 галлон/час (1096 л/ч) при максимальной боевой мощности, нагнетатель FS
  • Расход масла: 47 пинтов/час (27 л/час) при максимальных крейсерских оборотах 3250 об/мин и +7 фунтов на квадратный дюйм (0,48 бар, 14 дюймов); 71 пинта/час (40 л/час) при аварийном режиме военного питания.
  • Отношение мощности к весу : 1,29 л.с./фунт (2,06 кВт/кг)

См. также

[ редактировать ]

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Ссылки

[ редактировать ]

Сноски

[ редактировать ]
  1. ^ На Napier-Heston Racer использовался первый серийный двигатель Sabre. Претендент на мировой рекорд разбился во время первых испытаний, и проект был прекращен.
  2. ^ Саффолк-стрит, 21, Вестминстер, Лондон, небольшой тупик недалеко от Пэлл-Мэлл-Ист.
  3. ^ В отличие от нынешних «всесезонных» моторных масел , смазочные материалы, использовавшиеся в 1940-х годах, загустевали при низких температурах, что предотвращало «схватывание» Sabre при запуске.
  4. ^ Список Ламсдена, если не указано иное.

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Двигатели и предприятие: жизнь и работа сэра Гарри Рикардо, Джон Рейнольдс, 1999 г. ISBN   978-0750917124 , стр.145.
  2. ^ Двигатели и предприятие: жизнь и работа сэра Гарри Рикардо, Джон Рейнольдс, 1999 г. ISBN   978-0750917124 , стр.103
  3. ^ Boxkite to Jet - замечательная карьера Фрэнка Б. Хэлфорда, Дугласа Тейлора, 1999, ISBN   1 872922 16 3 , стр.73
  4. ^ Двигатели и предприятие: жизнь и работа сэра Гарри Рикардо, Джон Рейнольдс, 1999 г. ISBN   978-0750917124 , стр.186.
  5. ^ Boxkite to Jet - замечательная карьера Фрэнка Б. Хэлфорда, Дугласа Тейлора, 1999, ISBN   1 872922 16 3 , стр.81
  6. ^ Двигатели и предприятие: жизнь и работа сэра Гарри Рикардо, Джон Рейнольдс, 1999 г. ISBN   978-0750917124 , стр.187.
  7. ^ Jump up to: а б с [ФК Шеффилд] 23 марта 1944 г. « Napier Sabre » мощностью 2200 л.с. «Полет » , с. 309. www.flightglobal.com. Проверено: 9 ноября 2009 г.
  8. ^ Промышленность и авиация. Расширение производства самолетов в Великобритании в 1935–1941 годах, Себастьян Ричи, 2007, Рутледж Тейлор и Фрэнсис Групп, ISBN   0-7146-4343-2 , стр.140
  9. ^ Рейс 1945, стр.550.
  10. ^ Самолет 2010, стр. 65–66.
  11. ^ Я не вел дневника - 60 лет с морскими дизелями, автомобильными и авиационными двигателями, Ф. Р. Бэнкс, 1978, Airlife Publications, ISBN   0 9504543 9 7 , стр.133
  12. ↑ Napier Sabre. Архивировано 23 июня 2012 года на Wayback Machine. Проверено 17 июля 2009 года.
  13. ^ Шеффилд, март 1944 г., с. 310.
  14. ^ Министерство авиации 1943, стр. 24, 25.
  15. ^ Jump up to: а б с Рейс 1945, с. 551.
  16. ^ Мейсон 1991, с. 331.
  17. ^ Рейс 1946, с. 91.
  18. ^ Рейс 1945, с. 552.
  19. ^ Списки приложений от Ламсдена
  20. ^ CAHC "Workshop One". Архивировано 15 мая 2008 г. на Wayback Machine. Проверено: 21 ноября 2009 г.
  21. ^ Ламсден 2003, стр.176.
  22. ^ Рейс 1945, стр. 550-553.

Библиография

[ редактировать ]

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Бриджмен, Леонард, изд. Самолеты всего мира Джейн, 1945–1946 гг . Лондон: Самсон Лоу, Marston & Company, Ltd, 1946. ISBN   0-517-67964-7 (копия Crescent Books, 1989 г., Нью-Йорк).
  • Клостерманн, Пьер : Большое шоу . Лондон, Великобритания: Chatto & Windus совместно с Уильямом Хайнеманном, 1953. ISBN   0-297-84619-1 (издание 2004 г.).
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы по теме Нэпие Сэйбер .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Napier_Sabre&oldid=1216842331"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 273edc5c5fd41f364fdeff1fdc542e3d__1712036880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/27/3d/273edc5c5fd41f364fdeff1fdc542e3d.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Napier Sabre - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)