Rolls-Royce Crecy

Motor de avión de pistón británico de la década de 1940

Crecy
El Rolls-Royce Crecy
Escribe	Motor de pistón de dos tiempos V12 refrigerado por líquido
Fabricante	Rolls-Royce Limited
Diseñada por	Eddie Gass (diseñador jefe)
Primer intento	11 de abril de 1941
Principales aplicaciones	No volado (destinado al Supermarine Spitfire )
Número construido	6 más 8 unidades de prueba V-twin

El Rolls-Royce Crecy era un inusual motor aeronáutico británico experimental de dos tiempos , 90 grados, V12 , refrigerado por líquido, de 26 L ( 1.536 pulgadas cúbicas ) de capacidad , con válvulas de manguito e inyección directa de gasolina . Inicialmente diseñado para un caza interceptor "sprint" de alta velocidad, el Crecy fue visto más tarde como un motor económico de gran altura y largo alcance. Desarrollado entre 1941 y 1946, fue uno de los motores aeronáuticos de dos tiempos más avanzados jamás construidos. El motor nunca llegó a las pruebas de vuelo y el proyecto se canceló en diciembre de 1945, superado por el progreso del desarrollo del motor a reacción .

El motor lleva el nombre de la Batalla de Crécy , después de que Rolls-Royce eligiera las batallas como tema para nombrar sus motores aerodinámicos de dos tiempos. Rolls-Royce no desarrolló ningún otro motor de este tipo.

Diseño y desarrollo

Orígenes

Sir Henry Tizard , Presidente del Comité de Investigación Aeronáutica (ARC), era un autor de un motor de alta potencia "Sprint" para los aviones de combate y había previsto la necesidad de dicha una central eléctrica en 1935 con la amenaza de la fuerza aérea alemana que se avecina . Se ha sugerido que Tizard influyó en su amigo personal Harry Ricardo para desarrollar lo que finalmente se convirtió en el Crecy. ^[1] La idea se discutió oficialmente por primera vez en una reunión del subcomité de motores en diciembre de 1935.

"El presidente comentó que si el Ministerio del Aire deseaba desarrollar un tipo de motor de velocidad para la defensa nacional ... se planteaba la cuestión de hasta qué punto se podía ignorar el consumo de combustible. El señor Ricardo había planteado este punto en un conversación reciente preguntando si un alto consumo de combustible podría no ser permisible bajo ciertas circunstancias, ya que de ser así, una investigación de las posibilidades del motor de gasolina de dos tiempos parecía ser atractiva ".

-  Henry Tizard, el Rolls-Royce Crecy

La experiencia previa obtenida entre 1927 y 1930 utilizando dos motores Rolls-Royce Kestrel convertidos a través de un contrato del Ministerio del Aire había demostrado el valor de una mayor investigación en un diseño de válvula de manguito de dos tiempos. Ambos motores se habían convertido inicialmente a un funcionamiento con válvula de camisa diésel con una potencia de salida inferior a la del diseño original junto con un aumento de las fallas mecánicas, aunque el capitán George Eyston utilizó posteriormente con éxito uno de los Kestrel convertido en un automóvil récord de velocidad terrestre llamado Velocidad del viento . ^[2] El segundo motor se convirtió en inyección de gasolina, lo que dio un marcado aumento de potencia sobre el Kestrel estándar. ^[3]

El desarrollo de un solo cilindro comenzó en 1937 bajo la dirección del ingeniero de proyectos Harry Wood utilizando una unidad de prueba diseñada por Ricardo. El Crecy se concibió originalmente como un motor de encendido por compresión y Rolls-Royce había convertido previamente un motor Kestrel para que funcionara con Diesel. Cuando comenzaron el desarrollo del Crecy en sí, en conjunto con la compañía Ricardo , el Ministerio del Aire había tomado la decisión de volver a un diseño de encendido por chispa más convencional, aunque aún conservando la inyección de combustible.

Descripción técnica

El Crecy ha sido descrito como uno de los motores aeronáuticos de dos tiempos más avanzados jamás construidos. ^[4]

El primer motor V12 completo fue construido en 1941, diseñado por un equipo dirigido por Harry Wood con Eddie Gass como diseñador jefe. El diámetro era de 5,1 pulg. (129,5 mm), carrera de 6,5 pulg. (165,1 mm), relación de compresión 7: 1 y peso de 1,900 lb (862 kg). ^[5] El ángulo de disparo era de 30 grados BTDC , y el sobrealimentador de 15 lbf / in² (100 kPa ) era típico. En las pruebas de banco, produjo 1.400 caballos de fuerza (1.000 kW), pero hubo problemas con la vibración y el enfriamiento de los pistones y manguitos. ^[6] Se estimó que el empuje producido por el escape de dos tiempos excepcionalmente ruidoso era equivalente a un aumento del 30% en la potencia de la hélice además de la potencia nominal del motor. La potencia del motor era interesante por derecho propio, pero el empuje de escape adicional a alta velocidad podría haberlo convertido en una brecha útil entre motores como el Rolls-Royce Merlin y los motores a reacción anticipados. Los números de serie eran pares, porque la práctica de Rolls-Royce era tener números pares para los motores que giraban en el sentido de las agujas del reloj cuando se veían desde el frente.

Válvulas de manga

Las válvulas de manguito recíprocas eran de extremos abiertos, en lugar de sellar una cabeza de chatarra . El extremo abierto descubrió los puertos de escape en lo alto de la pared del cilindro en la parte inferior de la carrera de las mangas, dejando los puertos cortados en la manga para manejar solo la carga entrante. Las mangas tenían una carrera del 30% del recorrido del pistón a 1.950 pulgadas (49,5 mm) y funcionaban 15 grados antes del cigüeñal . ^[5] Las válvulas de manguito Crecy eran de construcción similar pero diferían en su funcionamiento en comparación con el diseño de la válvula de manguito rotatorio que fue pionero en Roy Fedden , y que se usó con éxito por primera vez en un motor de avión, el Bristol Perseus , en 1932.^[7]

Turbina de sobrealimentación y escape

La sobrealimentación se utilizó para forzar la carga en el cilindro, en lugar de la compresión del cárter, como en la mayoría de los motores de dos tiempos. Esto permitió el uso de un sistema de lubricación convencional, en lugar del tipo de pérdida total que se encuentra en muchos motores de dos tiempos. Se utilizó una carga estratificada : el combustible se inyectó en una extensión en forma de bombilla de la cámara de combustión donde las bujías gemelas encendieron la rica mezcla. Se disponía de relaciones operables aire-combustible de 15 a 23: 1 para regular la potencia producida entre el máximo y el 60%. La rica mezcla mantenida cerca de las bujías redujo la detonación., lo que permite relaciones de compresión más altas o refuerzo del sobrealimentador. También se utilizó la aceleración del sobrealimentador para lograr el ralentí. Los aceleradores del sobrealimentador eran nuevos tipos de vórtice, variando el ángulo de ataque efectivo de las palas del impulsor de 60 a 30 grados. Esto redujo la potencia requerida para impulsar el sobrealimentador cuando se aceleró y, por lo tanto, el consumo de combustible a potencia de crucero.

Las pruebas posteriores involucraron el uso de una turbina de escape que era una versión a media escala de la utilizada en el turborreactor Whittle W.1 , el primer motor a reacción británico en volar. A diferencia de un turbocompresor convencional, la turbina estaba acoplada al eje de transmisión accesorio del motor y actuaba como un dispositivo de recuperación de energía . Se pensó que el uso de la turbina reduciría el consumo de combustible, lo que permitiría que el motor se usara en aviones de transporte más grandes. Esto se confirmó durante las pruebas, pero se experimentaron fallas debido a un sobrecalentamiento severo y fracturas del eje de transmisión. ^[8]

Tabla de resumen de la prueba

La siguiente tabla resume el programa en ejecución de prueba, las horas de ejecución y destaca algunas de las fallas experimentadas.
Datos de: ^[9]

Motor	Fecha	Notas	Horas de ejecución
Crecy 2	11 de abril de 1941	Primer intento. Bloque de cilindros / culata de una pieza. La prueba se detuvo debido a una falla del pistón.	69
	Octubre de 1942 - diciembre de 1942	Tres reconstrucciones durante este período, las pruebas se detuvieron después de 35 horas debido a la incautación del pistón.	67
	Febrero de 1943 - julio de 1943	Convertido a la configuración Mk II (culatas de cilindros independientes), tres reconstrucciones durante este período. Pasó la prueba de aceptación del Ministerio del Aire.	38
	Marzo de 1944 - julio de 1944	Cinco reconstrucciones durante este período. Tubos de inyector de igual longitud instalados, accionamiento del sobrealimentador modificado. Dos fallas, agarrotamiento de la válvula de manguito y falla de la transmisión del supercargador.	82
	Agosto de 1944 - noviembre de 1944	Prueba de tipo satisfactoria aprobada (112 horas). La inspección de ejecución Post reveló agrietado gran gama cojinetes, pistones, caja de engranajes de reducción y válvula de manguito de soporte de accionamiento excéntrico.	150
	Marzo de 1945 - abril de 1945	Intento de prueba de resistencia, falla del pistón después de 27 horas. Dos reconstrucciones durante este período.	49 (Horas totales: 461 )
Crecy 4	Noviembre de 1941	No hay informe disponible.	55
	Julio de 1942 - agosto de 1942	Tres reconstrucciones, prueba exitosa de 50 horas, segunda prueba de 50 horas abandonada después de la falla del bloque de cilindros debido a grietas.	80
	Septiembre de 1942 - Octubre de 1942	Dos reconstrucciones. La prueba de 25 horas se completó con éxito, la segunda prueba se detuvo después de cuatro horas de funcionamiento debido a una falla de la válvula de manguito.	55 (Horas totales: 293 )
Crecy 6	Julio de 1943 - febrero de 1944	Primer motor construido como Mk II. Ocho reconstrucciones durante este período, las fallas incluyeron la falla de la transmisión del sobrealimentador y la fractura del perno de la transmisión excéntrica de la válvula de manguito.	126
	Mayo de 1944 - septiembre de 1944	Cuatro reconstrucciones. Fallo de la transmisión flexible del sobrealimentador y agarrotamiento de la válvula de manguito.	93
	Noviembre de 1944 - febrero de 1945	Tres reconstrucciones, falla del cojinete principal, falla del pistón.	128
	Junio ​​de 1945 - agosto de 1945	Una prueba de resistencia de reconstrucción se detuvo después de 95 horas debido a una falla en la transmisión de la válvula de manguito, 40 horas de funcionamiento con una hélice instalada.	132 (Horas totales: 481 )
Crecy 8	Septiembre de 1943 - marzo de 1944	Ocho reconstrucciones, prueba de resistencia completada con éxito.	207
	Abril de 1944	Fallo de la unidad del sobrealimentador.	73
	Junio ​​de 1944 - septiembre de 1944	Cinco reconstrucciones, no se informaron fallas.	32
	Octubre de 1944 - Diciembre de 1945	Dos reconstrucciones, falla de pistón, motor equipado con turbina de escape.	22 (Horas totales: 336 )
Crecy 10	Agosto de 1944 - febrero de 1945	Seis reconstrucciones, colector de admisión derretido después de siete horas, válvula de manguito atascada después de cuatro horas más. Dos fallas en la bomba del inyector.	53
	Marzo de 1945 - junio de 1945	Una reconstrucción, falla del pistón.	30
	Julio de 1945 - septiembre de 1945	Dos reconstrucciones, turbina de escape instalada, algunas funcionando sin sobrealimentador. Fallo en la válvula de manga y en la transmisión del sobrealimentador.	82 (Horas totales: 166 )
Crecy 12	Enero de 1945 - octubre de 1945	Cuatro reconstrucciones, turbina de escape instalada. Falla de la turbina, falla del pistón y falla del accionamiento de la válvula de manguito.	(Horas totales: 67 )

Cancelación

El progreso del desarrollo del motor a reacción superó al del Crecy y reemplazó la necesidad de este motor. Como resultado, el trabajo en el proyecto cesó en diciembre de 1945, momento en el que solo se habían construido seis ejemplos completos, sin embargo, se construyeron ocho V-twins adicionales durante el proyecto. El Crecy s / n 10 alcanzó 1.798 caballos de fuerza (1.341 kW) el 21 de diciembre de 1944 que, después del ajuste para la inclusión de una turbina de escape, habría equivalente a 2.500 caballos de fuerza (1.900 kW). ^[10] Las pruebas posteriores de un solo cilindro realizadas en el motor Ricardo E65 ^[11] alcanzaron el equivalente a 5.000 caballos de fuerza de frenado (3.700 kW) para el motor completo. En junio de 1945 se habían ejecutado un total de 1.060 horas en los motores V12 con otras 8.600 horas de pruebas en los V-twin. ^[12] Se desconoce el destino de los seis motores Crecy.

El Crecy demostró ser un ejercicio único y Rolls-Royce no desarrolló ningún otro motor aeronáutico de dos tiempos, todo el concepto de motores de pistón avanzados en ese momento fue superado por el advenimiento del práctico motor a reacción . ^[13]

Aplicaciones (proyectadas)

Un Hawker Henley del tipo destinado a ser el banco de pruebas inicial para el Crecy

En el verano de 1941, el Supermarine Spitfire Mk II P7674 fue entregado a Hucknall y equipado con una maqueta de Crecy para permitir el diseño de los dibujos del carenado y los detalles del sistema. Se planeó que el primer Spitfire Mk III de producción se entregara a Hucknall a principios de 1942 para instalar un Crecy en condiciones de volar, pero esto nunca se llevó a cabo. ^[14] Un informe del Royal Aircraft Establishment (No. E.3932) de marzo de 1942 estimó el rendimiento del Spitfire equipado con un motor Crecy y lo comparó con un Griffon 61.-Variante potenciada. El informe indicó que la potencia máxima de salida del Crecy sería demasiado para la estructura del avión Spitfire, pero que una versión reducida tendría ganancias de rendimiento considerables sobre el caza con motor Griffon. ^[15]

Los estudios sobre el mosquito de Havilland también demostraron que plantea problemas complejos con la instalación de Crecy.

En 1942, Rolls-Royce Hucknall recibió un Mustang P-51 norteamericano para las pruebas de instalación del motor. Esto motivó una serie de estudios para una versión Crecy y el Mustang resultó ser un soporte más adecuado que el Spitfire. Sin embargo, estos estudios no se llevaron más allá.

A medida que se acercaba la posibilidad de un motor apto para volar, el 28 de marzo de 1943, el Hawker Henley L3385 fue entregado a Hucknall para que lo adaptara a un Crecy. Sin embargo, el motor nunca estuvo disponible y el avión permaneció en Hucknall hasta que fue desguazado el 11 de septiembre de 1945. ^[16]

A partir de 1943 se consideraron varios proyectos de transporte de posguerra, aprovechando las características únicas de Crecy para aplicaciones terrestres, marítimas y aéreas. Ninguno llegó más allá de la mesa de dibujo.

Especificaciones (Crecy)

^{[ aclaración necesaria ]}

Datos de The Rolls-Royce Crecy ^{[ cita requerida ]}

Características generales

• Tipo: motor de pistón de avión de 2 tiempos refrigerado por líquido sobrealimentado de 12 cilindros
• Diámetro : 5,1 pulgadas (129,5 mm)
• Carrera : 6.5 in (165.1 mm)
• Desplazamiento : 1536 in³ (26 L)
• Peso seco : 1,900 lb (862 kg)

Componentes

• Tren de válvulas : válvulas de manguito recíproco impulsadas por cigüeñal
• Sobrealimentador : Sobrealimentador de tipo centrífugo accionado por engranajescon ángulo de ataque variablede laspalasdel impulsor que proporciona hasta 24 psi (165 kPa) de impulso.
• Turbocompresor : Tres motores equipados con turbina de escape (versión a escala del 50% de laturbina Whittle W.1 )
• Sistema de combustible: inyección directa de combustible , 2 bombas CAV de 6 cilindros
• Tipo de combustible: gasolina de 100 octanos
• Sistema de aceite: bomba de engranajes
• Sistema de refrigeración: refrigerado por líquido
• Reducción : 0,451: 1 (tractor a la izquierda)

Rendimiento

• Potencia de salida: 2.729 CV (2.035 kW)
• Potencia específica : 1,77 CV / in³ (78,2 kW / L)
• Relación de compresión : 7: 1
• Consumo de combustible: 85,4 gal / h (388,2 L / h) a 2500 rpm
• Consumo específico de combustible : 0,55 pintas / hp / ha 1.800 rpm (con turbina de escape, ~ 293 g / kWh)
• Relación potencia / peso : 1,43 hp / lb (2,36 kW / kg)

Ver también

• Motores de pistón para aviones Rolls-Royce

Desarrollo relacionado

• Rolls-Royce Exe
• Rolls-Royce Pennine

Motores comparables

• Nómada Napier
• Sable napier

Listas relacionadas

• Lista de motores de aviones

Referencias

Notas

1. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, p.26.
2. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994. págs. 14-15.
3. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, p.15.
4. Gunston 1986, p.143.
5. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, págs. 42–44.
6. Rubbra 1990, p.149.
7. Lumsden 1994, p.23.
8. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, p.121.
9. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, págs. 127-131.
10. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, p.65.
11. Hiett y Robson 1950, págs. 21-23.
12. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, p.117.
13. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, p. 40.
14. producción del Spitfire Mk III no fue más allá de un prototipo de avión
15. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, págs. 103-104
16. Nahum, Foster-Pegg, Birch 1994, p.79.

Bibliografía

• Nahum, A., Foster-Pegg, RW, Birch, D. The Rolls-Royce Crecy , Rolls-Royce Heritage Trust. Derby, Inglaterra. 1994 ISBN  1-872922-05-8
• Gunston, Bill . Enciclopedia mundial de motores aeronáuticos . Cambridge, Inglaterra. Patrick Stephens Limited, 1989. ISBN 1-85260-163-9 
• Hiett, GF, Robson, JVB Un motor de válvula de camisa de dos ciclos de alta potencia para aeronaves: una descripción del desarrollo de las unidades de investigación de inyección de gasolina de dos ciclos construidas y probadas en el laboratorio de los señores Ricardo & Co. Ltd. Revista: Ingeniería aeronáutica y tecnología aeroespacial. Año: 1950 Volumen: 22 Edición: 1 Página: 21 - 23. ISSN 0002-2667 
• Lumsden, Alec. Motores de pistón británicos y sus aviones . Marlborough, Wiltshire: Airlife Publishing, 2003. ISBN 1-85310-294-6 . 
• Rubbra, AA Rolls-Royce Piston Aero Engines - un diseñador recuerda: Serie histórica no 16 : Rolls Royce Heritage Trust, 1990. ISBN 1-872922-00-7 

Enlaces externos

• Imagen de Rolls-Royce Crecy
• Rolls-Royce Heritage Trust