El Liberty L-12 es un motor de avión americano de 45 ° V-12 refrigerado por agua que desplaza 1649 pulgadas cúbicas (27 L) y genera 400 hp (300 kW ) diseñado para una alta relación potencia-peso y facilidad de producción en masa. Tuvo un amplio uso en aplicaciones aeronáuticas y, una vez marinizado , en uso marino tanto en carreras como en runabouts de caballeros .
Libertad L-12 | |
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Motor de avión Liberty L-12 | |
Tipo | Motor aeronáutico de pistón |
origen nacional | Estados Unidos de América |
Fabricante | Lincoln , Ford , Packard , Marmon , Buick |
Diseñada por | Jesse G. Vincent y Elbert J. Hall |
Primer intento | alrededor de 1917 |
Número construido | 20,748 |
Variantes | Libertad L-4 , Libertad L-6 , Libertad L-8 |
Una versión de 6 cilindros de un solo banco, el Liberty L-6 , y el V-8, el Liberty L-8 , se derivaron del Liberty L-12. Fue sucedido por el Packard 1A-2500 .
Desarrollo
En mayo de 1917, un mes después de que Estados Unidos le declarara la guerra a Alemania , un grupo de trabajo federal conocido como Aircraft Production Board convocó a dos importantes diseñadores de motores, Jesse G. Vincent (de la Packard Motor Car Company de Detroit) y Elbert J. Hall (de Hall-Scott Motor Co. en Berkeley, California ), a Washington, DC . Se les dio la tarea de diseñar lo más rápidamente posible un motor de avión que rivalizaría, si no superaría, a los de Gran Bretaña , Francia y Alemania. La Junta especificó que el motor tendría una alta relación potencia / peso y sería adaptable a la producción en masa.
La Junta reunió a Vincent y Hall el 29 de mayo de 1917 en el hotel Willard en Washington, donde se les pidió a los dos que se quedaran hasta que produjeran un conjunto de dibujos básicos. Después de solo cinco días, Vincent y Hall dejaron el Willard con un diseño completo para el nuevo motor, [1] que había adoptado, casi sin cambios, el diseño del tren de válvulas de un solo árbol de levas en cabeza y balancines de los últimos motores Mercedes D.IIIa de 1917– 18.
En julio de 1917, un prototipo de ocho cilindros ensamblado por la planta de Packard en Detroit llegó a Washington para realizar pruebas y, en agosto, la versión de 12 cilindros fue probada y aprobada.
Producción
En el otoño de 1917, el Departamento de Guerra realizó un pedido de 22.500 motores Liberty, dividiendo el contrato entre los fabricantes de automóviles y motores Buick , Ford , Cadillac , Lincoln , Marmon y Packard . Hall-Scott en California se consideró demasiado pequeño para recibir una orden de producción. La fabricación en varias fábricas se vio facilitada por su diseño modular. [2]
Se pidió a Ford que suministrara cilindros para el nuevo motor y rápidamente desarrolló una técnica mejorada para cortar y prensar acero, lo que resultó en un aumento de la producción de cilindros de 151 por día a más de 2.000; la empresa finalmente fabricó los 433.826 cilindros producidos, así como 3.950 motores completos. [3] Lincoln construyó una nueva planta en un tiempo récord, dedicada por completo a la producción de motores Liberty, y ensambló 2000 motores en 12 meses. En el momento del Armisticio con Alemania , las distintas empresas habían producido 13.574 motores Liberty, alcanzando una tasa de producción de 150 motores por día. La producción continuó después de la guerra, para un total de 20 478 motores construidos entre el 4 de julio de 1917 y 1919. [4]
Aunque se ha informado ampliamente de lo contrario, algunos motores Liberty vieron la acción en Francia como potencia para la versión estadounidense del British Airco DH.4 . [5]
Producción de Lincoln
Cuando Estados Unidos entró en la Primera Guerra Mundial , se pidió a la división Cadillac de General Motors que produjera el nuevo motor de avión Liberty, pero William C. Durant era un pacifista que no quería que las instalaciones de General Motors o Cadillac se utilizaran para producir material de guerra. Esto llevó a Henry Leland a dejar Cadillac para formar Lincoln Motor Company para fabricar motores Liberty. Rápidamente obtuvo un contrato con el gobierno de $ 10,000,000 para construir 6,000 motores. [6] Posteriormente, el pedido se incrementó a 9.000 unidades, con una opción de 8.000 más si el gobierno las necesitaba. [7] (Durant luego cambió de opinión y tanto Cadillac como Buick produjeron los motores. [8] )
Se produjeron más de 16.000 motores Liberty durante el año calendario 1918. Hasta el 11 de noviembre de 1918, se produjeron más de 14.000 motores Liberty. [9] Lincoln había entregado 6.500 de los motores de árbol de levas en cabeza V-12 de 400 hp (300 kW) cuando la producción cesó en enero de 1919. [10]
Diseño
El motor Liberty tenía un diseño modular en el que se podían usar cuatro o seis cilindros en uno o dos bancos, lo que permitía el uso de cuatro en línea, V-8, seis en línea o el V-12.
El diseño se mantuvo unido por un cárter de aluminio fundido de dos partes . Las dos piezas formaron las mitades superior e inferior del conjunto completo y se unieron con una serie de pernos que recorrían el perímetro exterior. Como era común en la época, los cilindros se formaron por separado a partir de tubos de acero forjado con delgadas cubiertas de metal que los rodeaban para proporcionar un flujo de agua de refrigeración.
Un solo árbol de levas en cabeza para cada banco de cilindros accionaba dos válvulas por cilindro, de manera casi idéntica a los motores alemanes Mercedes D.III y BMW III de seis cilindros en línea. Cada árbol de levas fue impulsado por un eje de transmisión vertical que se colocó en la parte posterior de cada banco de cilindros, nuevamente idéntico a los motores de seis cilindros en línea de Mercedes y BMW. Delco Electronics proporcionó el sistema de encendido y Zenith el carburador . El peso seco fue de 844 libras (383 kg).
Cincuenta y dos ejemplos de una versión de seis cilindros, el Liberty L-6 , que se parecía mucho a los motores de Mercedes y BMW en apariencia general, fueron producidos pero no adquiridos por el Ejército. Un par de los 52 motores producidos fueron destruidos por William Christmas probando su caza llamado " Christmas Bullet ".
Variantes
- V-1650
Un Liberty 12-A invertido denominado V-1650 fue producido hasta 1926 por Packard.
La misma designación se aplicó después a la Packard V-1650 Merlin , un motor con casi idéntico desplazamiento del motor . Esta fue una versión del Rolls-Royce Merlin producida por Packard durante la Segunda Guerra Mundial , [11] y no debe confundirse con la versión anterior basada en Liberty.
- Allison VG-1410
El Allison VG-1410 era un Liberty L-12 invertido refrigerado por aire, con un supercargador con engranajes, engranaje de reducción de hélice epicicloidal Allison y diámetro reducido a 4+5 ⁄ 8 pulg. (120 mm), lo que da un menor desplazamiento de 1411 pulg. 3 (23,12 L). [12] [13]
- Libertad L-6
Una versión de 6 cilindros del Liberty L-12, apodada "Liberty Six" , consistía en un solo banco de cilindros, y el motor resultante tenía un gran parecido externo con el Mercedes D.III y el BMW III alemán de seis cilindros en línea. motores de aviación de la Primera Guerra Mundial 825 pulgadas cúbicas (13,5 L)
- Libertad L-8
Un motor en V de 8 cilindros que utiliza cilindros Liberty en bancos de cuatro a 45 °. 1,099.6 pulgadas cúbicas (18.0 L)
- Mikulin M-5
- Licencia de producción (o copias) producidas en la URSS.
- Libertad de Nuffield
El motor de tanque Nuffield Liberty fue autorizado y producido en la Segunda Guerra Mundial por el fabricante de automóviles británico Nuffield . Se usó en los primeros tanques de crucero , el Crusader , el Cavalier y finalmente los tanques Centaur . Era un motor de 27 L (1649 en 3 ) con una potencia de 340 hp (250 kW ; 340 PS ), que era inadecuado para los crecientes pesos de los vehículos a medida que avanzaba la guerra y también sufría numerosos problemas con el enfriamiento y la confiabilidad. [14]
El Nuffield Liberty pasó por múltiples versiones: [15]
- Mark I , motores de fabricación estadounidense modificados en Gran Bretaña. La modificación incorporó carburadores nuevos y un nuevo sistema de inducción de Solex , revisión del respiradero del cárter, nuevo engranaje de distribución y empuje final del cigüeñal revisado. Este producía 340 CV (250 kW ; 340 PS ) cuando se regulaba a 1.500 rpm con los nuevos carburadores.
- Mark II , motores de fabricación británica. El compresor de aire (para arrancar) no se usó y se quitó en motores posteriores.
- Mark III, IIIA y IIIB , hechos para el tanque Crusader. Esto requirió una altura reducida para encajar en el compartimento del motor, lo que se logró rediseñando la bomba de aceite y reubicando la bomba de agua. El compresor de aire se reinstaló para permitir el frenado y la dirección accionados neumáticamente. Se experimentaron problemas importantes en el uso del desierto (la Campaña del Norte de África ), y el Mk III pasó por múltiples revisiones. Esto incluyó tres diseños diferentes de transmisión por cadena para los ventiladores de enfriamiento auxiliares, un mecanismo de ajuste de válvula revisado, mayor relación de compresión, alimentaciones de aceite revisadas y dos reemplazos de bombas de agua.
- Mark IV , un diseño revisado que proporciona un eje de transmisión para ventiladores de refrigeración. Esto reemplazó a la problemática transmisión por cadena. Esta versión también cambió el compresor de aire para que funcione a una velocidad más baja.
- Mark IVA , la potencia se incrementó a 410 hp (310 kW ; 420 PS ) al aumentar el límite del regulador a 1.700 rpm y al instalar un nuevo colector de admisión y carburador para el tanque Cavalier.
- Mark V , un motor rediseñado que produce la misma potencia que el Mark IVA pero para su uso en el tanque Centaur. Se revisó la distribución de aceite en el motor, pero se mantuvo regida a la velocidad más alta de 1.700 rpm. El motor estaba destinado al tanque Cromwell , pero el diseño basado en Liberty se abandonó en favor del Rolls-Royce Meteor adquirido por Tank Board. Los tanques equipados con Liberty pasaron a llamarse Centaur y la producción se dividió.
Aplicaciones
Aeronave
El uso principal del Liberty fue en aviones.
- Versiones de fabricación estadounidense del Airco DH.4
- Airco DH.9A
- Airco DH.10 Amiens
- Breguet 14 B2 L
- Caproni Hacia 60
- Curtiss H-16
- Curtiss HS
- Curtiss NC
- Paloma mensajera de Curtiss
- Douglas C-1
- Douglas DT
- Douglas O-2
- Felixstowe F5L
- Fokker T.II
- Handley Page HP20
- Witteman-Lewis XNBL
El motor también se utilizó en el dirigible RN-1 (Zodiac) .
Automóvil
Basado en el uso de la aeronave, el motor proporcionó una buena relación potencia / peso. Esto lo hizo ideal para su uso en vehículos de intento de velocidad terrestre.
Fue seleccionado para dos intentos de récord de velocidad en tierra.
- Babs , un vehículo monomotor
- White Triplex , montando tres motores Liberty trabajando en tándem
Ambos intentos establecieron nuevos récords. Ambos se estrellaron durante nuevos intentos, lo que provocó la muerte de los conductores y un camarógrafo de un noticiero.
Tanque
Ya en 1917, el Liberty mostró un buen potencial para su uso en tanques y aviones. El tanque Mark VIII angloamericano, o "Liberty", fue diseñado en 1917-18. La versión estadounidense utilizó una adaptación del motor Liberty V-12 de 300 hp (220 kW), diseñado para usar cilindros de hierro fundido en lugar de cilindros de acero trefilado . Se fabricaron cien tanques en el Arsenal de Rock Island en 1919-20, demasiado tarde para la Primera Guerra Mundial . Finalmente fueron vendidos a Canadá para entrenamiento en 1940, excepto dos que se han conservado.
Entre guerras, J. Walter Christie combinó motores de avión con un nuevo diseño de suspensión, produciendo un tanque rápido y altamente móvil. Usando el concepto de Christie, las fuerzas rusas seleccionaron y copiaron el Liberty en el tanque de entreguerras soviético BT-2 y BT-5 (al menos se instaló un Liberty reacondicionado en un BT-5) [ cita requerida ] . Los británicos presenciaron la demostración de este tanque, y las características de diseño de Christie fueron autorizadas e incorporadas en la especificación de diseño británico A13 .
A medida que se avecinaba la Segunda Guerra Mundial , Nuffield, que producía tanques de crucero británicos , autorizó y rediseñó el Liberty para su uso en el A13 (producido como el Cruiser Mk III ) y tanques de crucero posteriores, con una potencia de 340 hp (410 hp del Mark Versión IV). En tanques británicos posteriores fue reemplazado por el Rolls-Royce Meteor , un motor basado en el motor aerodinámico Rolls-Royce Merlin , que ofrecía una mayor potencia de motor (600 hp).
Los motores Nuffield Liberty se utilizaron en tanques británicos de la preguerra inmediata y la Segunda Guerra Mundial:
- Crucero Mk III (A13 Mark I) - Nuffield Liberty Mk I
- Crucero Mk IV (A13 Mark II) - Nuffield Liberty Mk II
- Tanque cruzado - Nuffield Liberty Mk III, IIIA, IIIB o IV
- Tanque Cavalier - Nuffield Liberty Mk IVA
- Tanque Centaur - una versión paralela del tanque británico Cromwell de la Segunda Guerra Mundial con motor de meteorito - Nuffield Liberty Mk V
Embarcación
HD-4 o Hydrodome número 4 fue una embarcación hidroala de investigación temprana desarrollada por el científico Alexander Graham Bell . En 1919, estableció un récord mundial de velocidad marina de 70,86 millas por hora (114,04 km / h) impulsado por dos Liberty L-12 de 350 hp.
El inventor, empresario y corredor de botes Gar Wood estableció un nuevo récord de velocidad en el agua de 74.870 millas por hora (120.492 km / h) en 1920 en un nuevo bote gemelo con motor Liberty V-12 llamado Miss America . En los siguientes doce años, Wood construyó nueve Miss Americas más con motor Packard V-12 y rompió el récord cinco veces, elevándolo a 124.860 millas por hora (200.943 km / h). También ganó cinco carreras consecutivas de la Copa de Oro de lanchas a motor entre 1917 y 1921, y el prestigioso Trofeo Harmsworth nueve veces entre 1920 y 1933, al frente de su Miss Américas .
Los fugitivos de muchos caballeros , la Copa de Oro y otros ganadores de carreras se construyeron con motores Liberty L-12.
Supervivientes
Varios motores Liberty sobreviven en vehículos de exhibición estáticos y operativos restaurados. Las pantallas del motor en sí incluyen:
- Australia
- Un Liberty 12 de un DH.9A se exhibe en el Australian Aviation Heritage Centre en Darwin, Territorio del Norte [16]
- Reino Unido
- Un Nuffield Liberty se exhibe en The Tank Museum , Bovington
- Estados Unidos
- Un 12A está en exhibición en el Museo del Aire de Nueva Inglaterra en el Aeropuerto Internacional Bradley en Windsor Locks , Connecticut. [17]
- Un Liberty V-12 operable en un remolque de banco de pruebas estático a menudo se ejecuta para demostraciones en los eventos de exhibición aérea de fin de semana del aeródromo de Old Rhinebeck . [18]
- Un motor de avión Packard Liberty V-1650 (corte) - motor refrigerado por agua tipo "v" de 12 cilindros; 400 hp a 1700 rpm 5 "de diámetro, 7" de carrera, 8431 libras, cilindros en ángulo de 45 grados y pistones de aluminio se exhiben en un stand de exhibición en Carillon Historical Park en Dayton, Ohio. [19]
Especificaciones
Datos de All the World's Aircraft 1919 de Janes [20]
Características generales
- Tipo: motor de avión de pistón Vee de 12 cilindros refrigerado por líquido
- Diámetro : 127 mm (5 pulg.)
- Carrera : 178 mm (7 pulg)
- Desplazamiento : 1,649.3 en 3 (27.02 L)
- Longitud: 67,375 pulgadas (1711 mm)
- Ancho: 27 pulg. (685,80 mm)
- Altura: 41,5 pulgadas (1.054,10 mm)
- Peso en seco : 844 lb (382,8 kg)
Componentes
- Tren de válvulas : una válvula de admisión y una de escape por cilindro operadas a través de un solo árbol de levas en cabeza por banco de cilindros
- Sistema de combustible: dos carburadores Zenith dúplex
- Tipo de combustible: gasolina
- Sistema de aceite: alimentación forzada, presión de engranajes rotativos y bombas de barrido, cárter húmedo.
- Sistema de refrigeración: refrigerado por agua
Actuación
- Potencia de salida: 400 CV (298,3 kW) a 1.800 rpm (despegue)
- Potencia específica : 0,27 hp / cu in (12,4 kW / L)
- Relación de compresión : 5.4: 1 (motores del ejército) 5: 1 (motores de la marina)
- Consumo específico de combustible : 0,565 pt / hp / hora (0,43 L / kW / hora)
- Consumo de aceite: 0.0199 pt / hp / hora (0.0152 L / kW / hora)
- Relación potencia / peso : 0,53 hp / lb (0,87 kW / kg)
Ver también
Motores comparables
- BMW VI
Listas relacionadas
- Lista de motores de aviones
- Lista de motores Ford
Referencias
Notas
- ^ Trucha, Steven (2006). Cather Studies Vol. 6: Historia, memoria y guerra . Prensa de la Universidad de Nebraska. págs. 275-276. ISBN 978-0-8032-9464-6.
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- ^ O'Callaghan, Timothy J. (2002). El legado de la aviación de Henry y Edsel Ford . Prensa de la Universidad Estatal de Wayne. págs. 163-164. ISBN 978-1-928623-01-4.
- ^ Anderson, John David (2002). El avión: una historia de su tecnología . AIAA . pag. 157. ISBN 978-1-56347-525-2.
- ↑ Vincent , 1919 , pág. 400.
- ^ Weiss 2003 , p. 45.
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- ^ Leland y Millbrook 1996 , p. 194.
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Producido en grandes cantidades y utilizado ampliamente en aviones correo después de la guerra, el Liberty fue una contribución significativa de Estados Unidos a la aviación. Jesse Vincent de Packard y EJ Hall de Hall-Scott diseñaron el motor en cinco días. Un mes después, se construyó y se puso en funcionamiento el primer prototipo.
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Bibliografía
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- Weiss, H. Eugene. Chrysler, Ford, Durant y Sloan: gigantes fundadores de la industria automotriz estadounidense. Jefferson, Carolina del Norte: McFarland & Company, 2003. ISBN 0-7864-1611-4 .
enlaces externos
- Schipper, J. Edward (2 de enero de 1919). "El motor Liberty" (PDF) . Vuelo . XI (1): 6–10. No. 523 . Consultado el 12 de enero de 2011 . Descripción técnica contemporánea del motor con dibujos y fotografías.
- Recuperación de un tanque propulsado por Liberty
- Anales de vuelo
- "Motor V-12 Liberty 12 Modelo A (Ford)" . Museo Nacional del Aire y del Espacio del Smithsonian . Consultado el 1 de enero de 2011 .
- Vídeo de funcionamiento del motor Liberty V-12 operable del aeródromo Old Rhinebeck