メルセデス D.III

D.III
	ミュンヘンのMTU航空エンジン博物館に展示されているDIIIaエンジン
タイプ	直列ピストンエンジン
国籍	ドイツ
メーカー	メルセデス
最初の実行	1914
開発元	メルセデス D.II
に発展した	メルセデス D.IV メルセデス D.VI

メルセデスD.III、または社内ではF1466と呼ばれていたエンジンは、ダイムラー社が製造し、第一次世界大戦中にさまざまなドイツの航空機に使用された直列6気筒SOHCバルブトレイン液冷航空機エンジンでした。^[1]最初のバージョンは1914年に120kW（160馬力）で導入されましたが、一連の変更により、1917年には130kW（170馬力）、1918年半ばには130kW（180馬力）に向上しました。これらの後期モデルは、戦争末期のほぼすべてのドイツ戦闘機に使用され、唯一の真の競合相手であるBMW IIIは、非常に限られた数のみが利用可能でした。対戦した連合国のエンジンと比較すると、D.IIIは一般的に時代遅れでした。

設計と開発

D.III は、初期のメルセデス D.IIと同じパターンをベースとしていましたが、高出力設定に合わせて適切にスケールアップされました。当時のほとんどの直列 3 気筒エンジンと同様に、主要な構造部品として大きなアルミニウムクランクケースを使用し、その上に鋼鉄製の個別のシリンダーがボルトで固定されていました。当時は、ねじ付き鋼鉄シリンダーをアルミニウムクランクケースにねじ込む技術は存在しませんでした。冷却水用のジャケットはシリンダーの上部 2/3 を覆い、エンジン後部のコネクタを介してラジエーターに水を供給していました。初期の D.II からの唯一の明らかな設計変更は、各シリンダーに個別の冷却ジャケットを使用したことです。一方、D.II では、隣接する 3 組のシリンダーにそれぞれ 1 つのジャケットを使用していました。

D.III は、エンジン後部のクランクシャフトから上方に伸びるシャフトによって駆動される、単一の吸気および排気バルブを操作するかなり目立つオーバーヘッドカムを特徴としていました。点火は、シリンダーの両側に 1 つずつ配置された2 組のスパークプラグによって行われ、冗長性のためにそれぞれ別のマグネトーによって駆動されていました。点火ケーブルは、シリンダーの両側を走るチューブで保護されていました。燃料は、クランクケースの真上にあるツインバレルキャブレターからエンジンの左側のパイプを介してシリンダーに供給されました。燃料タンクとオイルタンクの両方が、クランクから駆動されるエアコンプレッサーによって加圧されていました。

ダイムラーはこの時期に、D.III のピストンを使用して減速ギア付きの8 気筒160 kW (220 hp)メルセデス D.IVも生産しましたが、広く普及することはありませんでした。D.IV の長いクランクシャフトは破損しやすいことが判明したからです。

生産バリエーション

オリジナルのD.IIIは1914年に発表された。Cシリーズの初期の複座汎用複葉機で広く使用されたが、D.IIIは当時の戦闘機設計には大きすぎたため、その用途には使われなかった。当時の戦闘機は一般に、出力レベルが60kW（80馬力）から約82kW（110馬力）の軽量ロータリーエンジン、または初期のメルセデスD.IIなどの75kW（100馬力）から89kW（120馬力）の範囲の水冷直列エンジンを搭載していた。 1916年までに新しい設計はサイズと性能が大きくなり、D.IIIは新しい設計で人気を博した。1917年までにD.IIIは戦闘機、特に有名なアルバトロスDIで広く使用されるようになった。この型の生産は1917年5月までに実質的に終了し、10月まで少数が納品されたのみであった。英国のHP定格は、ドイツのPSまたはPferdestärke規格のおよそ735ワット/PS馬力と若干異なる（746ワット=1馬力）ため、このエンジンの定格は英国のHP数値ではわずかに高かった可能性があります。燃料消費量は1時間あたり11.75ガロンでした。^[2] 圧縮比は4.5:1でした。^[3]

基本設計の開発により、わずかに改良された130kW（170馬力）のD.IIIaが生まれ、1917年6月に生産ラインに投入された。主な変更点は、ピストンの形状を従来の凹型から平らなヘッドに変更したことで、これにより最大圧縮比がわずかに上昇して4.64:1となった。^[3]その他の変更は主に設計の詳細で、特にクランクケースの設計変更と新しいキャブレターが目立った。多くの付属品も再設計されるか、エンジン上で位置が変更された。このモデルはアルバトロスD.IIIで使用するために短期間のみ生産されたが、初期のアルバトロス（Alb.）製のフォッカーD.VIIにも搭載されていた可能性があるが、おそらくエンジンはできるだけ早くアップグレードまたは交換されたと思われる。このエンジンは戦後のイギリスの分析では130kW（180馬力）を発生するとされている。

より「急進的な」アップグレードは、1917年後半に導入された130～150kW（180～200馬力）のD.IIIaüでした。D.IIIaüは、D.IIIおよびD.IIIaの設計を標準化して改良したもので、üの名称は公式ではありませんでした。このエンジンでは、ピストンが再び変更され、今度は最大圧縮がさらに増加するドーム型になりました。üは「über」の略で、「過剰圧縮」を意味します。さらに、新しい高度補正キャブレターが追加され、高高度での性能が向上しました。これらの高度での運用をサポートするために、ラジエーターからの水を使用して空気取り入れ口を加熱し、キャブレターの氷結を防止しました。アップグレードされたD.IIIおよびD.IIIaエンジンブロックを含むaüモデルは、1918年のドイツ戦闘機エンジンの中で最も多く使用され、1917年後半以降のほとんどの戦闘機設計に組み込まれました。これには、 1918年1月にアドラースホフで開催された第1回戦闘機競技会にエントリーされたほとんどの機体、特に有名なフォッカー D.VIIが含まれていました。イギリスの戦後の評価では、D.IIIaü はイギリスの基準に従って 150 kW (200 hp) の出力を示しました。

D.IIIブロックの競争力を維持しようとした最終型は、1918年10月中旬に導入された150kW (200hp) (149–162kW (200–217hp)) のD.IIIav (またはavü) であった。このavは、アルミニウム製のわずかに長いピストンを使用し (おそらく量産エンジンとしては初)、圧縮がさらに高まり、同時に軽量化によりピストンの動きが高速化した。最大許容回転数は、初期モデルの1,400 RPMからavでは1,600 RPMに増加し、これが出力増加の大部分を占めた。avが実戦に使用されたかどうかは不明である。ドイツの航空燃料におけるベンゾールの使用増加は、この最終的な出力向上に役立った可能性があり、その高オクタン価は高圧縮比に適していた。

モデル間の外見上の相違

D.III シリーズは、ピストンプロファイル、キャブレターの詳細、バルブトレインの詳細を除いて、他のモデルとほぼ同様でした。多くのエンジン、特に III から IIIa、IIIa から IIIaü へのアップグレードが可能だったようです。初期の III が IIIaü 規格に達することはまず考えられません。それまでに使用中に摩耗していた可能性が高いからです。

バルブトレインの変更は、バルブを操作するロッカーアームのレイアウトに関するものでした。初期のモデルでは、四角いロッカーボックスがシリンダーの真上に配置され、ロッカーアームはボックスの反対側に1つずつ切り込まれた垂直のスロットから出ていました（左図）。^[4]以前の「サイドスロット」ロッカーアーム設計は、メルセデスDIおよびD.IIエンジンのバルブトレインにも使用されていました。D.IIIエンジンの後期バージョンでは、ボックスは管状のカムシャフトハウジングの後方に移動され、簡単に密閉できる円筒形のロッカーアームシャフトがボックスの前面から前方に突き出ており、右図に示すように、露出したシャフト端で完全に露出したロッカーアームを操作します。^[5]

新しい配置は、カムシャフト、ロッカーボックス、ロッカーアーム、バルブスプリング一式とセットで、D.III の以前の「サイドスロット」カムドライブシステム設計と互換性があるとされていました。後者のシステムは、パッカードとホールスコットの両社のエンジン設計者に影響を与え、リバティ L-12 連合軍V-12 航空エンジンにほぼ同一の「スロットレス」ロッカーボックスオーバーヘッドカムバルブトレイン設計機能を採用したようです。

紛らわしいことに、「ü」は正式な名称の一部ではありませんでした。このため、さまざまな参考文献で多くの問題が生じ、IIIa と IIIaü が混同され、前者は 130 kW (180 hp) のエンジンとして記載されています。出力に基づくIdFlieg航空機動力装置のクラス指定による D.IV エンジンは 2 つあります。1 つは 140 mm ボアの D.III ピストンに基づく直列 8 気筒で、もう 1 つは後期の 160 mm ボアのシリンダーを備えた 6 気筒のMercedes D.IVaで、本質的には無関係です。

D.III シリーズのエンジンは、 1918 年に 138 kW (185 hp)、次いで 150 kW (200 hp) (英国では 170 kW (230 hp) と評価) のBMW IIIaに性能面で追い抜かれましたが、生産された BMW の数が少なかったため、メルセデス D.III シリーズは戦争の最後の 1 ～ 2 か月まではドイツの主力戦闘機エンジンであり、戦争末期でも非常に多く見られました。戦争末期には、D.IIIaü が依然として数的に優勢なドイツ戦闘機エンジンでした。その結果、フォッカー D.VII (BMW IIIa を搭載していないもの) とファルツ D.XII は、エンジンの性能に制限がありましたが (「機体の制限」ではなく)、それでも連合国の同等のエンジンにとっては手ごわい敵でした。 D.IIIaü は、機体が以前の「全木製」世代の設計であった Roland D.VI、Pfalz D.IIIa、および Albatros D.Va 戦闘機に最適なエンジンであると考えられていました。

バリエーション

メルセデス F1466: D.IIIの会社名称
D.III: メルセデスD.IIから直接開発されたオリジナルの量産型で、110～120kW（150～160馬力）を発生する。
D.IIIa: 1917年に導入された改良型D.IIIは130kW（170馬力）の出力を誇りました。
D.IIIaü: ドーム型ピストンを備え、「過剰圧縮」（高圧縮比）で作動する D.IIIa エンジンの非公式名称（ü は über の略）。これらのエンジンは、自己補正キャブレターを使用しているため、海面で全開で作動することはできませんでした。130～150 kW（180～200 hp）
D.IIIav: D.IIIa エンジンは、アルミニウム合金製のドーム型ピストンを備え、より高い圧縮比とより高い作動回転数を実現し、より高い出力を実現します。150 kW (200 hp) (149–162 kW (200–217 hp))
D.IIIavü: D.IIIav の非公式な別名

アプリケーション

仕様 (D.IIIaü)

ジェーンズ・オール・ザ・ワールド・エアクラフト1919のデータ。 ^[6]

一般的な特徴

タイプ: 6気筒水冷直列ピストンエンジン
ボア： 140 mm（5.51インチ）
ストローク： 160 mm（6.30インチ）
排気量: 14.78 L (901.93 立方インチ)
長さ: 1,650 mm (64.96 インチ)
幅: 490 mm (19.29 インチ)
高さ: 1,072 mm (42.20 インチ)
乾燥重量: 310 kg (683 ポンド)

コンポーネント

バルブトレイン: SOHCロッカー式シングル吸気および排気バルブ。
燃料システム:デュアルメルセデスツインジェットキャブレター
燃料タイプ:ガソリン
オイルシステム：圧力システム、マルチプランジャーポンプ
冷却システム:水冷式

パフォーマンス

出力: 1,400 rpmで130 kW (174 hp) (海面での定格出力)、1,600 rpmで152 kW (204 hp) (高度での最大出力)
比出力: (10.281 kW/L (0.2259 hp/cu in)
圧縮比: 4.64:1
燃料消費率: 412 mL/kWh (0.541 pt/hp/時間)
オイル消費量: 27 mL/kW/時間 (0.0355pt/hp/時間)
パワーウェイトレシオ: 0.492 kW/kg (0.299 hp/lb)
BMEP: 752 kPa (109.1 psi)

参照

同等のエンジン

関連リスト

航空機エンジンの一覧

参考文献

注記

^ ガンストン1989年、101ページ。
^ ミラー、ジェームズ F. (2013)。アルバトロス DI-D.II。ブルームズベリー出版。pp. 21–22。ISBN 978-1780966014。
^ ab アングル、グレン、デール（1921）。飛行機エンジン百科事典。オッターバイン・プレス。pp. 341、346。メルセデスE6F。
^ 「捕獲された飛行機のメルセデスエンジン」flightglobal.com . Flightglobal アーカイブ。1915 年 12 月 3 日。948 ページ。2014 年2 月 14 日閲覧。
^ 「180 HP メルセデス航空エンジン」。flightglobal.com。Flightglobalアーカイブ。1918 年 6 月 20 日。683 ページ。2015年3 月 2 日閲覧。
^ Grey 1969、pp. 1bから145b。

文献

グレイ、CGジェーン著『All the World's Aircraft 1919』（ファクシミリ版）。ロンドン：David & Charles（Publishing）Limited、1969年。ISBN 0-7153-4647-4。
ガンストン、ビル。『世界航空エンジン百科事典』ケンブリッジ、イギリス：パトリック・スティーブンス社、1989年。ISBN 1-85260-163-9。

さらに読む

デューシング、マイケル（2022）。第一次世界大戦のドイツとオーストリア・ハンガリー帝国の航空エンジン。第2巻。np：Aeronaught Books。ISBN 978-1-953201-52-2。

外部リンク

200馬力高圧縮メルセデスエンジン、Flight、第XI巻、第8号、第530号、1919年2月20日、233～236ページ。（捕獲された例に基づいて英国軍需省が発行した、図面と写真付きのD.IIIaüの当時の技術的説明）。
ダイムラー・ゼクスシリンダー・フルグモトレン。タイプ D III および D IIIa、1917 年 (メルセデス D.III および D.IIIa 航空エンジンマニュアル)。

[1] ガンストン1989年、101ページ。

[2] ミラー、ジェームズ F. (2013)。アルバトロス DI-D.II。ブルームズベリー出版。pp. 21–22。ISBN 978-1780966014。

[:0-3] アングル、グレン、デール（1921）。飛行機エンジン百科事典。オッターバイン・プレス。pp. 341、346。メルセデスE6F。

[4] 「捕獲された飛行機のメルセデスエンジン」flightglobal.com . Flightglobal アーカイブ。1915 年 12 月 3 日。948 ページ。2014 年2 月 14 日閲覧。

[5] 「180 HP メルセデス航空エンジン」。flightglobal.com。Flightglobalアーカイブ。1918 年 6 月 20 日。683 ページ。2015年3 月 2 日閲覧。

[JAWA1919-6] Grey 1969、pp. 1bから145b。