Allison V-1710

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Le moteur des avions d'Allison V-1710 était le seul indigène USA - le moteur V-12 réfrigéré par un liquide développé pour voir le service pendant le WWII . Une conception vigoureuse et digne de confiance, il a malheureusement manqué d'un surchauffeur centrifuge mécanique avancé et efficace . Bien que les versions avec un turbocompresseur aient donné l'excellente exécution à l'haute altitude dans la foudre du P-38 de Lockheed , le turbocompresseur a été seulement équipé aux combattants à moteur simples expérimentaux, des mêmes excellents résultats. La préférence pour des turbocompresseurs, discutablement à la négligence du développement mécanique de surchauffeur, a reflété la philosophie de l'armée américain De , et pas les qualités inhérentes du moteur d'Allison.

Histoire

La Division d'Allison du General Motors a commencé à développer l'éthylène-glycol - moteur refroidi en 1929 pour répondre à un besoin de l'armée américaine De de moderne, 1000 ; puissances en chevaux (750 ; kilowatt), moteur à s'insérer dans une nouvelle génération des bombardiers profilés et combattants. Pour soulager la production la nouvelle conception a pu être équipée de différents systèmes et surchauffeurs d'embrayage de propulseur, permettant à une chaîne de production simple de construire des moteurs pour tout des combattants aux bombardiers

Le marine américain A acheté le premier V-1710s, le modèle de B (le seul V-1710 qui n'a pas eu un surchauffeur commandé par engrenage) en 1931 et les a installés sur les porte-avions de dirigeable le Akron et Macon . Les corps d'air de l'armée américain Ont acheté son premier V-1710 en décembre 1932. Le développement ralenti par de Grande Dépression de , et eux n'avaient pas lieu jusque au 14 décembre , le 1936 que le moteur après a piloté dans le banc d'essai de XA-11A consolidé par . Le V-1710-C6 a avec succès accompli le d'armée le type de 150 heures l'essai le 23 avril , le 1937 à 1000 ; puissances en chevaux (750 ; kilowatt), le premier moteur de tout type à faire ainsi. Le moteur a été alors offert aux avionneurs où il a actionné le Curtiss X/YP-37. Tous les débutants en nouvelle concurrence de poursuite ont été conçus autour de elle, actionnant le Lockheed P-38 , le Bell P-39 et le Curtiss P-40 . Quand l'aviation nord-américaine a été invitée pour construire le P-40, ils ont à la place répondu avec une conception améliorée, using le V-1710 dans leur P-51A .

L'armée plus tôt avait décidé de se concentrer sur les turbocompresseurs pour la poussée d'haute altitude, croyant que le développement ultérieur des turbocompresseurs mécaniques permettrait à leurs moteurs de surpasser les rivaux européens à l'aide des surchauffeurs. Des turbocompresseurs sont actionnés par l'échappement de moteur et ainsi ne tirent pas la puissance du moteur, tandis que des surchauffeurs sont reliés directement par des vitesses au vilebrequin de moteur. Les surchauffeurs en conséquence exigent des proportions croissantes de puissance de moteur à mesure que l'altitude augmente (le surchauffeur à deux étages de MERLIN des moteurs de 60 séries en a consommé 230-280 puissances en chevaux à 30. General Electric était la source unique pour la recherche et la production des turbocompresseurs américains.

Les turbocompresseurs étaient en effet fortement - réussis dans les bombardiers des États-Unis, qui étaient pratiquement tous actionnés par les moteurs radiaux. Le combattant P-47 a eu la même combinaison du moteur radial ( R-2800 ) et du turbocompresseur et était également tout à fait réussi, indépendamment de son grand volume, qui a été provoqué par le besoin de canalisation pour le turbocompresseur.

Cependant, l'accouplement du turbocompresseur à l'Allison V-1710 s'est avéré bien plus problématique. En conséquence, des concepteurs des avions de combat qui ont utilisé le V-1710 ont été invariablement forcés de choisir entre l'exécution pauvre d'haute altitude du V-1710 contre les problèmes accrus apportés dessus par l'addition du turbocompresseur. Les destins de tous les combattants actionnés par V-1710 de la deuxième guerre mondiale s'articuleraient ainsi sur ce choix.

Le XP-39 original a été construit avec un V-1710 turbosupercharged. Des modifications nombreuses ont été apportées à la conception du modèle de série (après une revue par des aerodynamicists au champ de Langley), y compris une décision pour laisser tomber le turbocompresseur. Cette décision est sortie d'une combinaison des problèmes de démarrage graves produits avec le turbocompresseur joint au V-1710, aussi bien que la croyance de l'armée à ce moment-là que l'exécution d'haute altitude n'était pas nécessaire dans un avion de combat. Le P-39 a été ainsi coincé avec l'exécution pauvre d'haute altitude et a prouvé peu convenable pour la guerre d'air en Europe occidentale, qui a été en grande partie conduite aux hautes altitudes. Le P-39 a été rejeté par les Anglais, a employé brièvement par les États-Unis dans la guerre d'air Pacifique tôt, et alors a été exilé par l'USAAF à l'Union Soviétique dans le cadre du programme de bail de prêt. Les Soviétiques pouvaient encore faire l'bon usage de P-39s en raison de son excellente manoeuvrabilité et parce que la guerre d'air sur l'avant oriental en Europe était étendu en grande partie court, tactique, et conduit aux basses altitudes.

Le P-40, qui a également eu seulement le surchauffeur V-1710 d'étape simple, aurait les problèmes semblables avec l'exécution d'haute altitude.

Le P-38 serait le seul combattant pour le transformer en combat pendant la deuxième guerre mondiale avec les moteurs V-1710 turbosupercharged. Les conditions de fonctionnement de la guerre d'air d'Europe occidentale - vol pendant de longues heures en temps intensément froid à 30.000 pieds - ont démasqué plusieurs problèmes graves avec le V-1710 turbosupercharged par P-38. Les moteurs V-1710 dans ces P-38s ont eu une distribution fuel-air diverse pauvre et une régulation de la température pauvre d'air de turbocompresseur, qui a eu comme conséquence les pannes moteur fréquentes (la détonation s'est produite dans certains cylindres comme résultat de mélange fuel-air inégal persistant à travers les cylindres provoqués par la conception diverse pauvre). Le turbocompresseur a eu des problèmes additionnels avec se coincer dans le ciel de congélation dans haut ou bas pour amplifier le mode ; les hauts amplifient le mode pourraient causer la détonation dans le moteur, alors que les bas amplifient le mode seraient manifestés comme perte de puissance dans un moteur, ayant pour résultat faire des queues de poisson soudain dans le mi-vol. Des détails spécifiques des modèles d'échec du V-1710 turbosupercharged par P-38 ont été définis dans un rapport par le Général Doolittle au Général Spatz en janvier 1944 Ludwig. " ; Mustang P-51 : Développement de l'escorte Fighter" de long terme ;. Il était trop tardif pour corriger ces problèmes dans les lignes de production d'Allison ou de GE, et ainsi les P-38s ont été de façon constante retirés de l'Europe jusqu'à ce qu'ils tous aient été allés pour octobre 1944. Il n'est pas clair si tous les problèmes du P-38 étaient jamais fixes, car le P-51 MERLIN-à moteur est arrivé à ce même temps et a réussi assez bien pour réorienter l'attention à la conception plus réussie. Le P-38 a eu peu de pannes moteur dans le théâtre Pacifique, où le temps était plus chaud, et le Japonais n'a pas fonctionné à de telles hautes altitudes.

Quand Packard a mis en marche des moteurs de MERLIN V-1650 de bâtiment en Amérique, certaines conceptions américaines de combattant using l'Allison V-1710 ont été changées pour utiliser MERLIN. Les versions de Packard n'étaient pas de seules copies de modèle de MERLIN britannique. Les ingénieurs de Packard ont contribué au succès de MERLIN tout au long de la guerre en apportant un certain nombre de modifications et de modifications de conception qui ont été partagées à travers l'océan avec le Merlins britannique. Packard-Merlins ont été également fabriqués à bien plus de norme uniforme et rigoureuse, using des techniques standard de production en série des États-Unis, à la différence des Anglais Merlins qui étaient main adaptée individuellement par des artisans.

Le P-40F, une exportation de bail de prêt vers la Grande-Bretagne, était l'un des premiers combattants américains à convertir en moteur de Packard-MERLIN. Cependant, le moteur installé était la série V-1650-1 avec seulement un surchauffeur d'étape simple. Et ainsi le P-40F a vu seulement quelques gains modestes dans l'exécution.

La première production P-51A a eu l'Allison V-1710 sans turbocompresseur et ainsi, exécution pauvre d'haute altitude. Mais aux basses altitudes, le P-51A était sensiblement plus rapide que le Spitfire, qui a beaucoup impressionné les Anglais quand ils ont reçu la première fois l'avion ; ils se sont rapidement rendus compte que le P-51 a eu un fuselage exceptionnel de traînée et l'avion pourrait devenir un du meilleur de la guerre si le moteur d'Allison V-1710 étaient remplacés par le surchauffeur à deux étages MERLIN. La conversion du P-51 en MERLIN a ainsi procédé des des deux côtés de l'Atlantique, avec les ingénieurs d'aviation nord-américains apportant les modifications définitives au fuselage pour intégrer entièrement Packard-MERLIN V-1650-3 dans le P-51B. Ironiquement, parce que le P-51 n'était pas à l'origine un avion développé pour l'USAAF, on a permis à cette conversion de procéder rapidement sans l'entrée de l'USAAF. Une tentative semblable de fixer les problèmes du P-38 en remplaçant ses moteurs d'Allison par Merlins a été annulée par l'USAAF, après des protestations de blanc d'Allison, " ; Moteurs d'avions alliés de " de la deuxième guerre mondiale ;.

Commençant par le V-1710-45 autour de 1943, Allison a attaché un surchauffeur auxiliaire à certains de ses moteurs dans un effort d'améliorer l'exécution d'haute altitude, avec le succès limité. Bien que décrit comme surchauffeur à deux étages, c'était essentiellement une pensée après-coup et n'a pas eu toutes les pleines améliorations de MERLIN à deux étages, telles que la boîte de vitesse à deux vitesses régie paraltitude et le système intercooling. De diverses configurations de ce surchauffeur auxiliaire ont été employées dans des modèles de série du V-1710 qui a actionné des avions tels que la série nord-américaine de Bell P-63 et de P-82E F/G. Les exécutions de P-82 n'ont jamais assorti P-51 équipé par MERLIN. En outre, il a été essayé ou a étudié comme centrale électrique pour beaucoup d'expérimentaux et examine des avions tels que des variantes du XB-38 , la République XP-47A , tous les deux de Boeing de avec de la Douglas des turbocompresseurs (AP-10), du XP-55 de Curtiss le XB-42 Mixmaster de l'ascendante , et.

Pas beaucoup est connu au sujet du destin du P-63 comme presque tous ces avions ont été envoyés aux Soviétiques.

Le F-82 a vu la brève action dans la Guerre de Corée, mais le type a été complètement retiré de Corée d'ici 1950. Il a eu une durée de vie très courte qui était probablement due à une combinaison des facteurs : la fiabilité pauvre des moteurs des G-séries V-1710, les nombres peu élevés de F-82s produit, et l'arrivée de plus nouveau et mieux gicleur ont actionné des conceptions. La production initiale P-82B a eu des moteurs de MERLIN, mais Nord-américain a été forcé d'employer l'Allison V-1710 pour les modèles d'E/F/G. Selon Edgar Schmued, le concepteur du P-51 et du F-82, " ; L'Armée de l'Air des Etats-Unis était fatiguée de payer à des $6.000 la redevance en Angleterre chaque moteur de MERLIN construit dans ce pays par Packard . qu'il était vraiment pathétique pour voir une bonne conception simplement ruinée par la politique et le manque de coopération par les personnes d'Allison en construisant un bon engine." ;

Au total, plus de 70.000 V-1710s ont été construits par Allison pendant la guerre, tout dans le Indianapolis, Indiana .

Description

Le V-1710 a 12 cylindres avec un fâcheux et une course de 5.4 ; millimètre) dans le V-format 60°, agrégeant à 1,710.6 ; dans le ³ (28.03 ; L) déplacement total, avec un taux de compression de 6.

La conception de moteur a tiré bénéfice de la philosophie de General Motors à construire-dans la polyvalence de production et d'installation. Le moteur a été construit autour d'une section de puissance de base de laquelle différents besoins d'installation pourraient être répondus en adaptant la section appropriée d'accessoires à l'arrière et un réducteur travaillé pour le rendement de puissance à l'avant. Cette approche permise les changements faciles du rapport de surchauffeurs et de conduire-vitesse de surchauffeur. Cela a donné différentes estimations critiques d'altitude s'étendant de 8. Il a permis une série de commandes de propulseur et également placement à distance du réducteur.

Les installations P-39, P-63, et XB-42 ont utilisé les moteurs de série de V-1710-E qui ont échangé le réducteur intégral pour un arbre rallonge qui a conduit un réducteur et un propulseur lointains. Les avions tels que le P-38, le P-40, le P-51A, et le P-82 ont utilisé les réducteurs fermer-couplés de propulseur, un dispositif de la série de V-1710-F.

Un autre dispositif de la conception V-1710 était sa capacité de tourner l'axe de rendement ou dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens contraire des aiguilles d'une montre en assemblant le moteur avec le vilebrequin a tourné l'extrémité-pour-extrémité, en installant un pignon intermédiaire dans la boîte de vitesse au surchauffeur et aux accessoires et en installant un démarreur tournant la direction appropriée. Ainsi, il n'y avait aucun besoin de réarranger l'ordre de câblage et de mise à feu d'allumage, ni le pétrole et les circuits de glycol pour adapter à la direction de la rotation.

Le V-1710 a été souvent critiqué pour ne pas avoir un " ; haut-altitude" ; surchauffeur. La comparaison est habituellement le plus tard, à deux étages, aux versions du moteur de Rolls Royce MERLIN V-12 de établies par Packard comme V-1650 et utilisées dans le mustang de P-51B et les variantes suivantes. L'armée américain Avait spécifié que le V-1710 était d'être un moteur suralimenté en une seule étape et, si des possibilités d'altitude plus élevée étaient désirées, l'avion pourrait employer leur turbocompresseur developpé récemment comme a été décrit dans le P-37, le P-38, et le XP-39.

Les avantages d'un surchauffeur à deux étages sont par la suite devenus si définis qu'Allison a fait quelques efforts dans cette direction. Allison a attaché un surchauffeur auxiliaire dans diverses configurations au surchauffeur et au carburateur montés mécaniquement existants. Des versions tôt de ces moteurs de surchauffeur à deux étages ont été employées sur le P-63. Aucun refroidisseur intermédiaire, post-refroidisseur, ou écran de raté n'ont été incorporés à ces moteurs V-1710 à deux étages (excepté le V-1710-119 utilisé sur le P-51J expérimental, qui a eu un post-refroidisseur). Les moteurs à deux étages de MERLIN ont eu tous ces dispositifs, qui ont été conçus pour empêcher la détonation du chauffage de charge et pour pétarder dans le surchauffeur. Les G-séries V-1710s installées sur les modèles de F-82 E/F/G ont eu seulement l'injection d'anti-détonation à traiter ces problèmes, et ont comme on pouvait s'y attendre eu des problèmes graves de fiabilité et d'entretien. Dans un disque, on a affirmé que le F-82 a eu besoin de 33 heures d'entretien pour une heure de " de vol ; Mustang Designer" ;.

Bien que le V-1710 tôt ait actionné P-39, des avions de P-40 et de P-51A ont été limités aux opérations de combat à un maximum d'environ 15.000 m) ils étaient disponibles dans des nombres comparativement grands et étaient le soutien principal de quelques Armées de l'Air alliées en tout mais le théâtre des opérations européen. Les moteurs se sont avérés être robustes et peu affectés par le feu machine-gun. Au total, plus de 60 pour cent des avions de poursuite de l'armée américaine Exploités pendant le WWII ont été actionnés par le V-1710.

Allison a sans interruption amélioré le moteur pendant la guerre. L'estimation initiale de 1,000 ; puissances en chevaux (750 ; le kilowatt) a été grimpé par étapes jusqu'à où le V-1710-143/145 final (G6R/L) était évalué pour 2,300 ; puissances en chevaux (1,715 ; kilowatt). D'ici 1944, l'estimation d'alimentation de secours de guerre sur le P-38L était 1,600 ; puissances en chevaux (1,200 ; kilowatt).

La variante d'usine la plus puissante était le V-1710-127, conçu pour produire 2.900 puissances en chevaux à la basse altitude et 1.550 puissances en chevaux à 29. Ce moteur était charge statique examinée à 2.800 puissances en chevaux et a été prévu pour l'installation dans un avion de XP-63H. La fin de la guerre a fini ce développement, ainsi cette expérience prometteuse n'a jamais volé. La puissance supplémentaire de cette version a été dérivée d'utiliser des turbines d'échappement, pour ne pas conduire un turbocompresseur, mais pour renvoyer cette énergie à faire tourner le vilebrequin. Ceci s'est appelé un " ; " turbo-composé du ; arrangement.

Les améliorations à la fabrication ont porté le coût pour produire chaque moteur à partir de $25.000 vers le bas à $8.500 et ont accordé la vie installée du moteur être augmentée de 300 heures à pas moins de 1.000 heures pour les centrales électriques moins soumises à une contrainte. Les augmentations de poids ont dû accomplir ceci étaient minimales, avec le résultat que tous les modèles pouvaient produire plus que 1 ; hp/lb (1.6 ; kW/kg) à leur estimation de décollage.

Les comparaisons entre le moteur d'Allison et le moteur de Rolls Royce MERLIN sont inévitables. Ce qui peut être dit pour l'Allison est que son compte de partie était presque moitié cela du moteur de MERLIN qui a facilité la production en série considérablement. Les moteurs Britannique-faits de MERLIN étaient à un degré encore dépendant sur les pièces ouvrées et adaptées de main des artisans habiles. Il y avait également très un niveau important de vulgarisation des parties dans toute la série. Les différentes parties de la série d'Allison ont été produites très à un niveau important d'étalonnage et à la fiabilité avec la meilleure technologie disponible alors. La conception de l'Allison était très modulaire et elle était capable de l'accouplement à beaucoup de différents modèles des turbocompresseurs et des divers autres accessoires. Bien que la variété de turbocompresseurs disponibles pour l'installation ait été due limité aux contraintes de la conception de combattant de moteur simple. Puisqu'elle a été produite dans des nombres de masse et fortement normalisée, beaucoup de conceptions de emballage d'après-guerre ont utilisé le moteur d'Allison. Le son sérieux et opération mannered de puits lui ont permis de fonctionner au T/MN élevé pendant des périodes prolongées.

Après le de guerre nord-américain a construit 250 avions de P-82E/F qui ont été exploités dans divers rôles de défense aérien dans le début des années 50. C'était le rôle militaire final pour le V-1710 mais pas la fin de sa vie utile comme milliers des moteurs étaient disponible sur le marché en surplus. Dans les années 50 beaucoup la drague de emballant des expérimentateurs de , attirés par son plus grand sérieux, a adopté le V-1710. L'emballage d'hydroplane illimité est également devenu un grand sport à travers les USA actuellement et V-1710s ont été souvent accordés pour emballer à jusqu'à 4,000 ; puissances en chevaux (3,000 ; kilowatt), niveaux de puissance qui n'ont été jamais prévus quand Allison a conçu le moteur.

Plus tard, pendant que les moteurs sur mesure de V8 devenaient disponibles pour la drague emballant et les bateaux illimités décalaient à la puissance de turbine, les extracteurs de tracteur de ont commencé à à l'aide du moteur, développant encore la puissance inimaginable. En conclusion, le mouvement de Warbird a commencé à reconstituer et retourner aux exemples d'air des combattants classiques de la guerre et de beaucoup d'avions de poursuite actionnés par V-1710 volent encore, avec les moteurs fraîchement révisés. La fiabilité, l'entretien et la disponibilité du moteur a ont mené d'autres pour l'employer pour actionner des exemples de vol des avions que les gens avaient autrement ne pu pas trouver un exemple en état de navigabilité du moteur original. Ceci inclut les avions russes nouvellement construits du Yak-3 du et du Yak-9 aussi bien que des projets ambitieux tels qu'un croiseur du monde de Douglas de de reproduction et le Focke-Wulf FW 190D par le Flug Werk du Allemagne .

Caractéristiques (V-1710-85)

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