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| マーリン | |
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| ロールスロイス マーリン | |
| タイプ | 液冷 V-12 4ストローク ピストン 航空エンジン |
| 国籍 | イギリス |
| メーカー | ロールス・ロイス・リミテッド |
| 最初の実行 | 1933年10月15日 |
| 主な用途 | アブロ ランカスター デ・ハビランド モスキート ハンドレページ ハリファックス ホーカー ハリケーン スーパーマリン スピットファイア |
| 建造数 | 149,659 |
| バリエーション | パッカード V-1650 マーリン |
| に発展した | ロールスロイス ミーティア |
ロールスロイスマーリンは、イギリス製の27リットル (1,650 立方インチ) の容量を持つ液冷式 V-12 ピストン 航空エンジンです。ロールスロイスがこのエンジンを設計し、1933 年に民間企業として初めて運用しました。当初は PV -12として知られていましたが、 4 ストローク ピストン航空エンジンに猛禽類の名前を付けるという会社の慣例に従い、後にマーリンと呼ばれるようになりました。このエンジンは、1930 年代の先行エンジンのレース経験から恩恵を受けました。
数回の改良を経て、PV-12 の最初の量産型は 1936 年に完成しました。マーリンを使用して就役した最初の実用機は、フェアリー バトル、ホーカー ハリケーン、スーパーマリン スピットファイアでした。マーリンはスピットファイアやハリケーンと最も密接に結び付けられていますが、生産の大部分は 4 発エンジンのアブロ ランカスター重爆撃機向けでした。
マーリンは、1936 年以来の使用経験から得られた一連の開発を迅速に適用し、その恩恵を受け続けました。これらの開発により、エンジンの性能と耐久性が著しく向上しました。最初の生産モデルでは 1,000 馬力 (750 kW) でしたが、大戦後期のバージョンのほとんどは 1,800 馬力 (1,300 kW) 弱を出力し、デ・ハビランド ホーネットに使用された最新バージョンでは2,000 馬力 (1,500 kW) を超えました。
第二次世界大戦時代の最も成功した航空機エンジンの1つであるマーリンは、ロールス・ロイス社（ダービー、クルー、グラスゴー）と、イギリスのフォード社（マンチェスター近郊のトラフォード・パーク工場）で約50型が製造された。また、定格出力を下げたバージョンは、ロールス・ロイス/ローバー・ミーティア戦車エンジンのベースにもなった。戦後、マーリンは軍用ではロールス・ロイス・グリフォンに大きく取って代わられ、ほとんどのマーリン派生型は旅客機と軍用輸送機用に設計・製造された。
パッカードV-1650 は、米国で製造されたマーリンのバージョンです。合計約 150,000 基のエンジンが納入された後、1950 年に生産が終了しました。マーリン エンジンは、現在もイギリス空軍でバトル オブ ブリテン記念飛行隊に使用され、世界中の民間所有の復元された航空機の多くに搭載されています。
設計と開発
起源
1930年代初頭、ロールス・ロイス社は将来の航空エンジン開発プログラムの計画を開始し、1930年代の多くの航空機で大成功を収めていた21リットル（1,296立方インチ）のケストレルよりも大きなエンジンが必要であることを認識した。 [1]その結果、PV-12として知られる新しい1,100馬力（820kW）クラスの設計に着手した。PVはプライベートベンチャー、12気筒の略で、同社はこのプロジェクトの作業に政府からの資金援助を受けていなかった。PV-12は1933年10月15日に初走行し、1935年2月21日にホーカー・ハート複葉機（シリアルナンバー K3036 ）で初飛行した。 [2]このエンジンは当初、当時流行していた蒸発冷却システムを使用するように設計された。この方法は信頼性が低いことが判明し、米国からエチレングリコールが入手できるようになったため、エンジンは従来の液体冷却システムを使用するように改造された。ハートはその後ロールスロイス社に引き渡され、マーリンのテストベッドとして、マーリンCおよびEエンジンを搭載して100時間以上の飛行を完了した。[3]
1935年、航空省は最低対気速度310mph（500km /h）の 新しい戦闘機の仕様F10/35を発行した。幸運にも、スーパーマリン スピットファイアとホーカー ハリケーンの2つの設計が開発されていた。後者は別の仕様F36/34に応じて設計された。[4]どちらもケストレルではなくPV-12を中心に設計され、そのように開発された同時代のイギリスの戦闘機はこれら2機のみであった。両機の生産契約は1936年に締結され、PV-12の開発は政府の資金援助とともに最優先課題となった。ロールスロイスは、ピストン航空エンジンに猛禽類にちなんで命名するという会社の慣例に従い、北半球の小さなハヤブサ（Falco columbarius ）にちなんでこのエンジンをマーリンと名付けた。[注 1] [5]
戦争直前に開発されたさらに2つのロールスロイスエンジンが同社のラインナップに追加された。885馬力（660kW）のロールスロイス ペレグリンは、V-12ケストレルの設計を改良し、スーパーチャージャーを搭載したもので、1,700馬力（1,300kW）42リットル（2,560立方インチ）のロールスロイス バルチャーは、単一のクランクケースに取り付けられた4つのケストレルサイズのシリンダーブロックを使用し、共通のクランクシャフトを駆動するX-24レイアウトを形成していた。[6]これは、アブロマンチェスターなどの大型航空機で使用されることになっていた。[7]
ペレグリンの設計は満足のいくものに見えたが、ロールス・ロイス社の優先事項はマーリンの改良であったため、成熟することは許されなかった。その結果、ペレグリンはウェストランド・ワールウィンド戦闘機とグロスターF.9/37プロトタイプの1機の2機のみに使用された。ヴァルチャーはアブロ・マンチェスター爆撃機に搭載されたが、運用上信頼性が低いことが判明し、その結果、これを使用する計画されていた戦闘機であるホーカー・トルネードはキャンセルされた。 [8]マーリン自体がすぐに1,500馬力（1,100kW）の範囲に突入したため、ペレグリンとヴァルチャーは両方とも1943年にキャンセルされ、1943年半ばまでに、より大型のグリフォンがマーリンの運用を補完した。[9]グリフォンはいくつかの設計改良を取り入れ、最終的にマーリンに取って代わった。
発達
当初、この新型エンジンは、補助ギアトレインや冷却ジャケットの故障などの問題に悩まされていました。マーリンの基本設計が決まるまで、いくつかの異なる製造方法が試されました。[10]初期生産のマーリンは信頼性が低く、シリンダーヘッドの割れ、冷却液の漏れ、カムシャフトとクランクシャフトの メインベアリングの過度の摩耗が一般的な問題でした。[11]
初期のエンジン
プロトタイプ、開発段階、初期生産段階のエンジンの種類は次のとおりです。
- PV-12
- 蒸発冷却システムを採用した初期設計。2機が製造され、 1934年7月にベンチ 型テストに合格し、高度12,000フィート（3,700メートル）相当で740馬力（550kW）を出力した。初飛行は1935年2月21日。[2]
- マーリンB
- 2機製造され、エチレングリコール液体冷却システムが導入された。「ランプ」シリンダーヘッド（吸気バルブはシリンダーに対して45度の角度にあった）。1935年2月に型式試験に合格し、11,000フィート（3,400メートル）相当で950馬力（710kW）を発生した。[2]
- マーリンC
- マーリンBの開発。クランクケースとシリンダーブロックは3つの別々の鋳造品となり、シリンダーヘッドはボルトで固定された。[2]ホーカー・ホースリーで初飛行は1935年12月21日、高度11,000フィート（3,400メートル）で950馬力（710kW）を出力した。[12]
- マーリンE
- C型と類似しているが、設計に若干の変更が加えられている。1935年12月に50時間の民間テストに合格し、定常出力955馬力（712kW）、最大定格出力1,045馬力（779kW）を発生した。1936年3月に軍用100時間テストに不合格。スーパーマリン・スピットファイアの試作機に搭載された。[13]
- マーリン F (マーリン I )
- CおよびEに類似。1936年7月16日にホースリーで初飛行。[14]これは最初の量産エンジンとなり、マーリンIと命名された。マーリンは「ランプ」ヘッドを継続したが、これは成功せず、わずか172機しか製造されなかった。フェアリーバトルIはマーリンIを搭載した最初の量産航空機であり、1936年3月10日に初飛行した。[13]
- マーリンG (マーリンII )
- ランプ型シリンダーヘッドを、ケストレルエンジンからスケールアップした平行パターンヘッド（シリンダーボア軸と平行なバルブステム）に交換。 1937年7月にRAEで400時間の飛行耐久テストを実施。1937年9月22日に受け入れテストを実施。 [14] 1938年に1,030馬力（770kW）のマーリンIIとして初めて広く納入され、フェアリーバトルIIの生産が急速に増加した。[13]
- マーリンIII
- マーリン II は、標準化されたデ・ハビランド/ロートルSBACプロペラシャフトとデュアル アクセサリ ドライブを搭載。+6.5 ポンド ブーストで 10,250 フィート (3,120 m) で 3,000 rpm で 1,030 hp (770 kW) を発揮。[15]ロールスロイス/ローバー ミーティアタンク エンジンの基礎を形成
- 「レーシング」マーリン
- 1937/38年「スピードスピットファイア」世界速度記録挑戦用のレーシングエンジン。強化されたピストン、コネクティングロッド、ガジョンピンを備えたマーリンIIIは、オクタン価の高い燃料で稼働し、3,200rpm、+27ポンドブーストで2,160馬力（1,610kW）、馬力あたり0.621ポンドのパワーウェイトレシオを実現。1,800馬力（1,300kW）、3,200rpm、+22ポンドブーストで15時間の耐久走行を完了。[15]
- マーリン IV
- アームストロング・ホイットワース・ホイットレー IV用の圧力水冷式マーリン。
- マーリンV
- フェアリーバトルVのマーリン。
- マーリン VIII
- フェアリー・フルマーI用に開発された中型過給機付きマーリンは、100オクタン燃料を使用した離陸時に、高度6,750フィート（2,060メートル）で2,850rpmで1,010馬力（750kW）、3,000rpmで1,080馬力（810kW）の定格出力を発揮した。[15]
- マーリンX
- 2速スーパーチャージャーを搭載した最初のマーリン。低速ギアで高度5,250フィート（1,600メートル）で1,145馬力（854kW）、高速ギアで高度17,750フィート（5,410メートル）で1,010馬力（750kW）。ロールスロイス社が1937年にこのエンジン用に最初にユニット化した「パワープラント」設置設計[15]は、ハンドレページ ハリファックス I、ビッカース ウェリントン II、アームストロング ホイットワース ホイットレー V および VIIに使用されました。
- マーリンXII
- マーリンには0.477:1減速ギアが装備されており、一部のスピットファイアIIに3枚羽根のロトル定速プロペラが搭載されている。14,000フィート（4,300メートル）で3,000rpmで1,150馬力（860kW）の定格出力を発揮する。[15]
- マーリンXX
- スタンレー・フッカーが再設計したスーパーチャージャー[16] [17]を搭載したマーリンXには、再設計された吸気口と改良されたインペラのガイドベーンが組み込まれ、ブロワーのギア比が改訂され、低速ギアでは8:15:1、高速ギアでは9:49:1となった。新型大型SUツインチョークアップドラフトキャブレター。エンジンはマーリンXと交換可能。定格出力は、低速ギアで高度10,000フィート (3,000 m)、+9 lbブーストで2,850 rpmで1,240 hp (920 kW)、高速ギアで高度17,500フィート (5,300 m)、+9 lbブーストで2,850 rpmで1,175 hp (876 kW)。ロールスロイス製のユニット化された「パワープラント」の設置設計を改訂。ブリストル ボーファイター II、ボールトン ポール ディファイアント II、ハンドレページ ハリファックス II および V、ホーカー ハリケーン II および IV、アブロ ランカスター I および IIIに使用されたエンジン。パッカード モーター カー カンパニーによってV-1650-1 として製造され、ロールス ロイスによってマーリン 28 と命名された最初のマーリン。[15]
量産エンジン
マーリンIIとIIIシリーズは、このエンジンの最初の主な量産バージョンでした。マーリンIIIは「ユニバーサル」プロペラシャフトを組み込んだ最初のバージョンであり、デ・ハビランド製またはロトル製のプロペラを使用できるようになっています。[18]
運用経験からもたらされた変更を組み込んだ最初の主要バージョンはXXで、100オクタン価の燃料で動作するように設計されました。[注 2]この燃料により、遠心スーパーチャージャーからのブーストを増やすことで達成されたマニホールド圧力が高まりました。マーリンXXはロールスロイスが設計した2速スーパーチャージャーも使用し、以前のバージョンよりも高高度での出力が向上しました。マーリンXで導入されたもう1つの改良は、以前のバージョンの100%グリコールではなく、70%-30%の水グリコール混合冷却液を使用することです。これにより、エンジン寿命と信頼性が大幅に向上し、可燃性のエチレングリコールの火災の危険性がなくなり、初期のマーリンI、II、IIIシリーズで問題となっていたオイル漏れが減少しました。[20]
改良は続けられ、後期型ではオクタン価の高い燃料が使用され、出力も向上した。また、すべての主要部品に根本的な設計変更が加えられ、エンジンの寿命と信頼性が再び向上した。戦争が終わる頃には、この「小さな」エンジンは、一般的な型では1,600馬力（1,200kW）以上、デ・ハビランド・ホーネット専用に設計されたマーリン130/131型では2,030馬力（1,510kW）も出力していた。[21]最終的に、ロールス・ロイス社がダービーで実施したテストでは、RM.17.SM（マーリン100シリーズの高高度型）が、水噴射式150オクタン燃料で36ポンドブースト（103"Hg）で2,640馬力（1,970kW）を達成した。[22]
戦争の終結とともに、マーリンの出力向上作業は中止され、開発努力はマーリンの民間派生型に集中した。[23]「トランスポート マーリン」(TML) [24]の開発は、マーリン 102 (新しい民間型式試験要件を満たした最初のマーリン) から始まり、アブロ ランカストリアン、アブロ ヨーク(マーリン 500 シリーズ)、アブロ チューダーII および IV (マーリン 621)、チューダー IVB および V (マーリン 623)、TCA カナディアノース スター (マーリン 724)、BOAC アルゴノート(マーリン 724-IC)などの旅客機や輸送機を使用する航空会社の信頼性とサービスオーバーホール期間を改善することを目的としていた。 [25] 1951 年までに、オーバーホール間隔(TBO) は、使用状況に応じて通常 650～800 時間になった。[26] [27]当時までに、単段式エンジンは民間運用で2,615,000エンジン時間を蓄積しており、二段式エンジンは1,169,000時間を蓄積していた。[28]
さらに、ノーススター/アルゴノート用に、騒音レベルをエジェクター排気より低く抑える排気システムが考案された。この「クロスオーバー」システムは、内側のシリンダーバンクからの排気流をエンジンの上まで運び、その後、UPPナセルの外側に排気流を排出する。その結果、騒音レベルは5～8デシベル低減された。改良された排気システムにより、改良されていないシステムより馬力が38馬力（28kW）増加し、真対気速度が5ノット向上した。航空機の静止空気航続距離も約4パーセント向上した。[24]改良されたエンジンは「TMO」と命名され、改良された排気システムは、オペレーターまたはロールスロイスが既存のエンジンに取り付けることができるキットとして供給された。[24]
民間用マーリン 600、620、および 621 シリーズの出力定格は、高度 23,500 フィート (7,200 m) での連続巡航時に 1,160 馬力 (870 kW)、離陸時に 1,725 馬力 (1,286 kW) でした。マーリン 622 ～ 626 の出力定格は、高度 18,700 フィート (5,700 m) での連続巡航時に 1,420 馬力 (1,060 kW)、離陸時に 1,760 馬力 (1,310 kW) でした。エンジンには、単段 2 速スーパーチャージャー (500 シリーズ)、2 段 2 速スーパーチャージャー (600 シリーズ)、および完全中間冷却付き、または半中間冷却/チャージヒーティング付きが用意されていました。チャージヒーティングは、カナダなどの寒冷地での使用に使用されます。[25]民間航空機で使用されたマーリンエンジンは、1946年に7,818,000マイル、1947年に17,455,000マイル、1948年に24,850,000マイル飛行しました。[29]
基本コンポーネントの概要 (Merlin 61)
ジェーンズより：[30]
- シリンダー
- 12 個のシリンダーは、高炭素鋼ライナーで構成され、2 つの 2 ピース シリンダー ブロック (鋳造「RR50」アルミニウム合金製) にセットされ、ヘッドとスカートが別々になっています。ウェット ライナー、つまり冷却剤がライナーの外面と直接接触します。シリンダー ヘッドには、鋳鉄製吸気バルブ ガイド、リン青銅製排気バルブ ガイド、および再生可能な「Silchrome」鋼合金製バルブ シートが取り付けられています。2 つの正反対の点火プラグが各燃焼室に突き出ています。
- ピストン
- 「RR59」合金鍛造品から機械加工。硬化ニッケルクロム鋼の完全に浮いた中空のガジョンピン。ガジョンピンの上に3 つの圧縮リングと 1 つのオイル制御リング、そして下に 1 つのオイル制御リング。
- コネクティングロッド
- H 型断面の機械加工されたニッケル鋼鍛造品で、各ペアはプレーン ロッドとフォークロッドで構成されています。フォーク ロッドにはニッケル鋼ベアリング ブロックが取り付けられており、このブロックには鋼裏打ちの鉛青銅合金ベアリング シェルが取り付けられています。各ロッドの「小端」には、フローティング リン青銅ブッシュが取り付けられています。
- クランクシャフト
- 窒素硬化ニッケルクロムモリブデン鋼鍛造品から機械加工された一体型。静的および動的にバランスが取れています。7 つのメイン ベアリングと 6 つのスロー。
- クランクケース
- 2 つのアルミニウム合金鋳物が水平中心線上で結合されています。上部にはホイールケース、スーパーチャージャー、付属品が取り付けられ、シリンダー ブロック、クランクシャフトのメイン ベアリング (鉛青銅合金で裏打ちされた分割された軟鋼シェル)、およびエアスクリュー減速ギアのハウジングの一部が取り付けられています。下部はオイル サンプになっており、オイル ポンプとフィルターが取り付けられています。
- ホイールケース
- クランクケースの後部に取り付けられたアルミ鋳造品。カムシャフト、マグネト、冷却液およびオイルポンプ、スーパーチャージャー、手動および電動スターター、発電機への駆動装置を収容します。
- バルブギア
- シリンダーごとに KE965 鋼製の吸気ポペット バルブ2 個と排気ポペット バルブ 2 個。吸気バルブと排気バルブの両方に硬化した「ステライト」エンドがあり、排気バルブにはナトリウム冷却ステムと「ブライトレイ」(ニッケルクロム) コーティングで保護されたヘッドがあります。各バルブは、一対の同心コイル スプリングによって閉じた状態に保たれます。各シリンダー ヘッドの上部にある 7 ベアリング カムシャフト 1 本で、24 個の個別のスチールロッカーを操作します。12 個はヘッドの内側の吸気側にあるロッカー シャフトから回転して排気バルブを作動させ、残りはヘッドの排気側にあるシャフトから回転して吸気バルブを作動させます。
技術的な改善
マーリンの技術的改良のほとんどは、スタンレー・フッカーが設計したより効率的なスーパーチャージャーと、オクタン価の高い航空燃料の導入によるものである。エンジンには、出力定格の増加に耐え、エンジニアリング手法の進歩を取り入れるために、内部と外部に多数の細かい変更が加えられた。[31]
エジェクタ排気
マーリンは全力で飛行すると膨大な量の空気を消費し（ 1分あたり1階建てバスの容積に相当）、排気ガスが時速1,300マイル（2,100 km/h）で排出されるため、横向きに排気するのではなく、単に後方に傾けて排気するだけで有効な推力が得られることが判明しました。
テストでは、時速300マイル（480キロメートル/時）で70ポンド力（310ニュートン、32 キログラム）の推力、つまり約70馬力（52キロワット）が得られ、これによりスピットファイアの水平最高速度は時速10マイル（16キロメートル/時）上昇して時速360マイル（580キロメートル/時）となった。[32]エジェクター排気口の最初のバージョンは丸い排気口を備えていたが、その後のバージョンでは「フィッシュテール」スタイルの排気口が使用され、推力がわずかに増加し、夜間飛行時の排気のまぶしさが軽減された。
1937年9月、スピットファイアの試作機K5054にエジェクタータイプの排気装置が取り付けられた。スピットファイアの後期型では、高高度での凍結や停止を防ぐために、翼に取り付けられた銃に熱風を分配するための前方吸気ダクトを取り付けたこの排気装置のバリエーションが使用され、エンジン冷却ラジエーターからの熱風を使用する初期のシステムに取って代わった。後者のシステムは、気温が低いより高い運用高度を可能にするマーリン自体の改良により効果がなくなった。[33]エジェクター排気装置は他のマーリンエンジン搭載機にも取り付けられた。
スーパーチャージャー
マーリンの成功の鍵となったのはスーパーチャージャーでした。マーリンの設計に携わったエンジニアのAC ラブジーは、1946 年にマーリンの開発に関する講演を行いました。この抜粋では、スーパーチャージャーの重要性について説明しています。
異なるタイプのエンジンの可能な出力を比較する際の基準は、掃気容積と呼ばれる静的容量であるという印象が依然として広まっているが、これは事実ではない。エンジンの出力は、エンジンが効率的に消費できる空気の質量にのみ依存しており、この点でスーパーチャージャーが最も重要な役割を果たしている。エンジンは、冷却、デトネーションの防止、高いガス負荷と慣性負荷に耐える能力に関して、より大きな質量流量に対応できなければならない。スーパーチャージャーの研究開発の過程で、マーリンエンジンの高度性能をさらに向上させるには、2段スーパーチャージャーの採用が必要であることが明らかになった。[34]
マーリンが進化するにつれ、スーパーチャージャーも進化しました。スーパーチャージャーは3つの大きなカテゴリーに分類されます。[35]
- シングルステージ、シングルスピードギアボックス：マーリンI～III、XII、30、40、50シリーズ（1937～1942年）。[nb 3]
- シングルステージ、2速ギアボックス: 実験的な Merlin X (1938)、量産型の Merlin XX (1940～1945)。
- インタークーラー付き 2 段 2 速ギアボックス: 主に Merlin 60、70、80 シリーズ (1942 ～ 1946 年)。
マーリンのスーパーチャージャーは、もともと高度約 16,000 フィート (4,900 メートル) でエンジンが最大出力を発生できるように設計されました。1938 年、オックスフォード大学応用数学科卒業生のスタンレー フッカーは、「私はすぐにマーリンのスーパーチャージャーとキャブレターの構造に非常に精通しました。スーパーチャージャーはエンジンの後ろにあったため、かなり厳しい設計処理が施され、インペラへの吸気ダクトは非常に押しつぶされているように見えました。」と説明しています。フッカーが実施したテストでは、元の吸気設計が非効率で、スーパーチャージャーの性能が制限されていることが判明しました。[36] [注 4]フッカーはその後、流動特性が改善された新しい吸気ダクトを設計し、高度 19,000 フィート (5,800 メートル) を超える高高度での最大出力が向上しました。また、インペラと、インペラへの空気の流れを制御するディフューザーの両方の設計も改善されました。これらの改造により、単段式のマーリンXXおよび45シリーズが開発されました。[37]
スーパーチャージャーの設計における大きな進歩は、1938年にマーリンXのインペラに2速ドライブ（フランスのファルマン社設計）が組み込まれたことである。 [38] [注 5]その後のマーリンXXには2速ドライブが組み込まれ、さらにマーリンの生産率を上げるためのいくつかの改良が行われた。[40]離陸から高度10,000フィート（3,000メートル）まで作動する低速ギアは、インペラを21,597rpmで駆動し、その高度で1,240馬力（920kW）を発生した。一方、高速ギア（25,148rpm）の定格出力は、高度18,000フィート（5,500メートル）で1,175馬力（876kW）であった。これらの数値は、+9ポンド/平方インチ（1.66 気圧）（48インチ）のブーストを使用して、2,850rpmのエンジン回転数で達成されました。 [41]
1940年3月、航空機生産省から、高高度用ビッカース ウェリントンV爆撃機の試作機に使用されていたターボチャージャー付きのハーキュリーズVIIIの代替エンジンとして、高定格（40,000フィート（12,000メートル））のマーリンエンジンの要請を受けたロールスロイス社は、2段式スーパーチャージャーの設計実験を開始し、これを装備したエンジンは1941年4月にベンチテストされ、最終的にマーリン60となった。[42]基本設計では、第1段に改良型ヴァルチャースーパーチャージャーを使用し、第2段にはマーリン46スーパーチャージャーを使用した。[43]圧縮された空気と燃料の混合物が高温になりすぎないようにするため、スーパーチャージャーケースの上に液冷式インタークーラーが使用された。 [nb 6]排気駆動ターボチャージャーも検討されたが、燃費が良いのは利点だったものの、重量増加と排気流とウェイストゲート用のダクト追加の必要性から、このオプションは却下され、2段式スーパーチャージャーが採用された。[44] 2段式2速スーパーチャージャーを搭載したマーリン60シリーズは、マーリン45シリーズよりも高度30,000フィート（9,100メートル）で300馬力（220kW）向上し、[43]この高度ではスピットファイアIXはスピットファイアVよりも時速70マイル（110km/h）近く速かった。[45]
2段式マーリンファミリーは1943年に、低高度での出力定格を高めるためにスーパーチャージャーが調整されたマーリン66と、高高度での出力を高めるように設計されたマーリン70シリーズで拡張されました。[46]
2段式スーパーチャージャーの設計が進む一方で、ロールスロイス社は単段式スーパーチャージャーの開発も続け、1942年にはマーリン45Mと55M用の小型の「クロップド」インペラーを開発。両エンジンとも低高度でより大きな出力を発揮した。[47]飛行隊運用では、これらのエンジンを搭載したスピットファイアのLF.V型は、翼幅の短縮、中古機体の不完全な状態、およびクロップド・スーパーチャージャー・インペラーを示すため、「クリップド、クラップド、クロップド・スピットファイア」として知られるようになった。[48]
キャブレターの開発
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キャブレターの使用は、燃料/空気混合物の温度が低く、したがって密度が高いため、噴射システムと比較してより高い比出力が得られるように計算されました。 [49]当初、マーリンにはフロート制御のキャブレターが装備されていました。しかし、バトル・オブ・ブリテン中に、スピットファイアやハリケーンが機首を下げて急降下すると、負の重力加速度( g )によって一時的な燃料不足が発生し、エンジンが瞬間的に停止することがわかりました。比較すると、同時代の直接燃料噴射装置を備えたBf 109Eは、攻撃から逃れるためにまっすぐに高出力で急降下することができました。イギリス空軍の戦闘機パイロットはすぐに、追跡のために急降下する前に機体を「半ロール」してこれを回避することを習得しました。[50]燃料供給ラインの絞り弁とフロート室に取り付けられたダイヤフラムは、発明者にちなんで「ミス・シリングのオリフィス」という渾名が付けられている[注 7]が、負のG下で燃料を封じ込めることで急降下中の燃料不足をある程度解消した。しかし、最大出力以下では依然として燃料が濃い混合気となった。もう1つの改良点は、燃料出口をSUキャブレターの底から側面のちょうど半分まで移動し、負のGでも正のGでも同じように燃料が流れるようにした。[51]
マーリンの全シリーズにさらなる改良が加えられた。1943年にはベンディックス・ストロンバーグ社の 圧力キャブレターが導入され、ノズルから5ポンド/平方インチ（34 kPa、0.34 bar ）の燃料をスーパーチャージャーに直接噴射するようになった。これはマーリン66、70、76、77、85の各モデルに搭載された。最終開発は100シリーズマーリンに搭載されたSU噴射キャブレターで、クランクシャフト速度とエンジン圧力に応じて駆動する燃料ポンプを使用してスーパーチャージャーに燃料を噴射する。[52]
改良燃料
戦争が始まったとき、マーリンI、II、IIIは当時の標準である87オクタン燃料で動き、27リットル（1,650立方インチ）の排気量から1,000馬力（750kW）をわずかに超える出力を発生できました。87オクタン燃料を使用してエンジンを稼働できる最大ブースト圧は、平方インチあたり+6ポンド（141kPa、1.44気圧 ）でした。[注 8]しかし、1938年の第16回パリ航空ショーで、ロールスロイス社は100オクタン燃料を使用する定格のマーリンの2つのバージョンを展示しました。マーリンRM2Mは、高度7,870フィート（2,400メートル）で1,265馬力（943kW）、高度9,180フィート（2,800メートル）で1,285馬力（958kW）、離陸時には1,320馬力（980kW）を発揮することができた。一方、2速スーパーチャージャーをハイギアに装備したマーリンXは、高度15,400フィート（4,700メートル）で1,150馬力（860kW）、高度16,730フィート（5,100メートル）で1,160馬力（870kW）を出力した。[53]
1939年後半から、100オクタン燃料が米国、西インド諸島、ペルシャから、また少量ではあるが国内でも入手可能となり、[54]その結果、「1940年前半にイギリス空軍はハリケーンとスピットファイアの全飛行隊を100オクタン燃料に移行した。」[55]マーリンIIおよびIIIシリーズのエンジンに小さな改造が加えられ、（緊急時の）ブースト圧を+12ポンド/平方インチ（183 kPa; 1.85 atm）に増加させることができた。この出力設定では、これらのエンジンは毎分3,000回転で作動しながら、高度9,000フィート（2,700 m）で1,310馬力（980 kW）を出力できた。[56] [57]機械的な時間制限機構がなかったため、ブースト増加は無期限に使用できたが、パイロットは最大5分を超えてブースト増加を使用しないよう勧告され、「エンジンの明確な過負荷状態」とみなされた。パイロットが緊急ブーストに頼った場合、着陸時にこれを報告しなければならず、エンジンログブックに記録され、エンジニアはエンジンを検査してスロットルゲートをリセットする必要があった。[58]マーリンの後期型は100オクタン燃料のみで動作し、5分間の戦闘制限は+18ポンド/平方インチ（224 kPa、2.3 atm）に引き上げられた。[59]
1943年後半、鮮やかな緑色と「ひどい臭い」で知られる新しい「100/150」グレード（150オクタン）燃料の試験が行われた。[60]初期テストは、 100オクタン燃料1英ガロンあたり6.5立方センチメートル（0.23 英液量オンス）のテトラエチル鉛（TEL） （または1.43 cc/Lまたは0.18米液量オンス/米ガロン）を使用して行われたが、この混合物は燃焼室に鉛が蓄積し、点火プラグの過度の汚れを引き起こした。100オクタン燃料に2.5％のモノメチルアニリン（MMA）を加えると、より良い結果が得られた。[61]新しい燃料により、マーリン66の5分間ブースト定格は+25ポンド/平方インチ（272 kPa; 2.7 atm）まで上昇しました。[62]このブースト定格により、マーリン66は海面で2,000馬力（1,500 kW）、10,500フィート（3,200 m）で1,860馬力（1,390 kW）を生成しました。[63]
1944年3月から、2つの英国防空軍（ADGB）飛行隊のマーリン66搭載スピットファイアIXが、新しい燃料を運用試験に使用することを承認され、1944年夏にはスピットファイアLF Mk. IXが低高度で飛来するV-1飛行爆弾を迎撃できるようになり、この燃料は有効活用された。 [62] 100/150グレードの燃料は、ADGBのモスキート夜間戦闘機でもV-1を迎撃するために使用された。 [64] 1945年2月初旬には、第2戦術航空軍（2TAF）のスピットファイアも100/150グレードの燃料を使用し始めた。[65] [注9]この燃料はUSAAFにも提供され、「PPF 44-1」と命名され、非公式には「ペップ」と呼ばれた。[67]
生産
ロールスロイス マーリンの生産は、アーネスト ハイブスの先見性と決断力によって推進された。彼は航空省、航空機生産省、地方自治体の役人との頻繁なやり取りで、明らかな自己満足と緊急性の欠如に時々激怒していた。 [68]ハイブスは影の工場の提唱者であり、戦争の勃発が差し迫っていることを察知して、急速に拡大するイギリス空軍のために十分な数のマーリンを生産する計画を推し進めた。[69]中断のない生産が重要であったにもかかわらず、いくつかの工場は労働争議の影響を受けた。[70] 1950年の生産終了までに、168,176台のマーリン エンジンが製造され、そのうち112,000台以上がイギリスで、55,000台以上が米国でライセンス生産された[nb 10] [57] [nb 11]
ダービー
ダービーのオスマストンにあったロールス・ロイス社の工場は、 1935年から1939年の間に床面積が約25%拡張されたものの、エンジンの大量生産には適していなかった。そのため、ハイブスはエンジニアリングの初期問題が解決するまで、最初の200～300基のエンジンをそこで製造する計画だった。この拡張に資金を提供するため、航空省は1939年12月までに総額192万7000ポンドを提供していた。 [73] [注 12] ダービー工場は主に設計エンジニアと高度な技術を持った労働者で構成されており、マーリンの開発作業の大半を実行し、飛行テストは近くのイギリス空軍ハックナル基地で行われた。バトル・オブ・ブリテンに参加したマーリンエンジン搭載の航空機はすべて、ダービー工場でエンジンが組み立てられた。ダービーでのマーリンの総生産数は32,377台だった。[75]元の工場は2008年3月に閉鎖されたが、同社はダービーに拠点を置き続けている。[76]
クルー
ロールスロイスはマーリンエンジンの需要増大に対応するため、 1938年5月にクルーに新工場の建設を開始し、1939年にエンジンを出荷した。クルー工場はダービーの既存施設と道路や鉄道で簡単に結ばれていた。クルーでの生産は当初、未熟練労働者と下請け業者を使う予定だったが、ハイブスは特に問題はないと感じていた。しかし、クランクシャフト、カムシャフト、シリンダーライナーなどの必要な下請け部品の数が最終的に不足し、工場は拡張されてこれらの部品を「社内で」製造することになった。[77]
当初、地方自治体は1938年末までに労働者を収容するための新しい住宅1,000戸を建設すると約束したが、1939年2月までに契約したのは100戸のみだった。ハイブスはこの自己満足に激怒し、事業全体を移転すると脅したが、航空省のタイムリーな介入により状況は改善された。1940年、キャプスタン旋盤で女性が男性に代わって作業を始めた際にストライキが発生した。労働組合は、これは熟練労働の仕事だと主張したが、男性は10日後に仕事に戻った。[78]
クルーにおけるマーリンの総生産数は26,065機であった。[75]
この工場は戦後、ロールスロイスやベントレーの自動車や軍用戦闘車両の動力装置の生産に使用された。1998年にフォルクスワーゲンAGがベントレーのブランドと工場を買収した。今日ではベントレークルーとして知られている。[79]
グラスゴー
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ハイブスはさらに、地元の豊富な労働力とスコットランドの製造業者からの鋼材や鍛造品の供給を活用するために、グラスゴー近郊に工場を建設することを推奨した。1939年9月、航空省は新しいシャドウ工場に450万ポンドを割り当てた。[80] [注 13]この政府資金で運営される工場は、 1939年6月にヒリントンで建設が開始され、労働者は戦争勃発の1か月後の10月に敷地内に引っ越した。工場は1940年9月までに完全に入居した。グラスゴーでは住宅危機も発生し、ハイブスは再び航空省に介入を求めた。[82]
グラスゴー工場は16,000人の従業員を抱え、スコットランド最大の工場の一つであった。外部の下請け業者に大きく依存していたダービー工場やクルー工場とは異なり、この工場ではマーリンのほぼすべての部品を自社で生産していた。[83]ヒリンドン工場は、最初のエンジンを完成していた時から「ハイブスから多大な注意を」必要とした。ロールスロイスが管理する工場の中で、未熟練労働者の割合が最も高かったからである。[84]エンジンは1940年11月に生産ラインから出荷され始め、1941年6月までに月間生産量は200台に達し、1942年3月までに月間400台以上に増加した。[85]合計23,675台のエンジンが生産された。防空壕の頻繁な占拠など、戦時中の状況による身体的、精神的影響により、数か月後には労働者の欠勤が問題となった。過酷な労働時間を週82時間にわずかに短縮し、月に1回の半日曜日を休日とすることで合意した。[86]記録的な生産量は1日あたり100台のエンジンだったと報告されている。[87]
戦後すぐに、この工場ではマーリンエンジンとグリフォンエンジンの修理とオーバーホールが行われ、スペアパーツの製造が続けられました。[87]最終的に、ロールスロイス・エイボン・ ターボジェットなどの生産を終え、2005年に工場は閉鎖されました。[88]
マンチェスター
フォード・モーター社はマンチェスター近郊のストレトフォードにあるトラフォード・パークでマーリンを生産するよう依頼され、1940年5月に118エーカー（48ヘクタール）の敷地に新工場の建設工事が開始された。爆撃による被害を最小限に抑えるため、2つの独立したセクションに分かれて建設されたこの工場は、1941年5月に完成したが、同月に爆撃された。[注 14]当初、工場は適切な労働者を集めるのに苦労し、女性、若者、未訓練の男性を大量に雇用しなければならなかった。それにもかかわらず、最初のマーリン・エンジンは1か月後に生産ラインから出荷され、1943年までには週200台のペースでエンジンが製造されるようになり、[89]その時点で、合弁工場は年間18,000台のマーリンを生産していた。[35]スタンレー・フッカー卿は自伝「Not much of an Engineer」で、「... マンチェスターの偉大なフォード工場が生産を開始すると、マーリンは豆の殻をむくように次々と生産された...」と述べている。[90]
トラフォードパーク工場では約17,316人が働いており、そのうち7,260人が女性、2人が常駐医師と看護師だった。[89]マーリンの生産は1945年8月に減少し始め、最終的に1946年3月23日に停止した。[91]
トラフォードパークでのマーリンの総生産数は30,428であった。[75]
デトロイト
マーリンは戦争遂行に非常に重要とみなされていたため、英国外で代替生産ラインを設立する交渉が開始された。ロールスロイス社のスタッフは北米の自動車メーカーを訪問し、米国またはカナダでマーリンを製造するメーカーを選定した。ヘンリー・フォードは1940年7月に米国でエンジンを製造するという当初の提案を取り下げ、パッカード・モーター・カー・カンパニーが1億3千万ドル（2023年のドル換算で28億3千万ドルに相当[92]）のマーリンの注文を引き受けることに選ばれた。[93] 1940年9月に合意に達し、パッカードが製造した最初のエンジンであるマーリンXXはV-1650-1と命名され、1941年8月に稼働した。[94]パッカードによるマーリンの総生産数は55,523台であった。[75]
コンチネンタル・モーターズ社でも6つの開発用エンジンが製造された。[75]
バリエーション
これは代表的なマーリン派生型の一覧で、マーリンの開発中に行われた機械的変更の一部について説明しています。同じ出力のエンジンには、スーパーチャージャーまたはプロペラのギア比、冷却システムまたはキャブレターの違い、エンジンブロックの構造、またはエンジンコントロールの配置に基づいて、通常、異なるモデル番号が割り当てられました。[95]引用されている出力定格は通常、最大の「軍用」出力です。マーリン 131 と 135 を除くすべてのエンジンは「右ハンドル」、つまり、後方から見るとプロペラが時計回りに回転します。マーク番号に加えて、マーリンエンジンには、開発中に補給省(MoS) によって実験番号が割り当てられました。たとえば、マーリン 61 といくつかの派生型には RM 8SM が割り当てられました。これらの番号は、可能な場合は記載されています。[96]スピットファイアで使用されたマーリンエンジンは、マーリン 61 を除いて、プロペラ減速比 0.477:1 を使用していました。爆撃機やその他の戦闘機に使用されたマーリンでは、0.42:1の比率が使用されました。[97]
特に記載のない限り、データはBridgman (Jane's) [98]より引用：
- マーリン II (RM 1S)
- 1,030 hp (770 kW)、3,000 rpm、高度5,500フィート (1,700 m)、+6 psiブースト (41 kPaゲージ、絶対圧144 kPaまたは1.41 atm) 使用時。100%グリコール冷却剤を使用。最初の量産型マーリン II は1937年8月10日に納入された。[14]マーリン II は、ボールトン・ポール・ディファイアント、ホーカー・ハリケーン Mk.I、スーパーマリン・スピットファイア Mk.I戦闘機、フェアリー・バトル軽爆撃機に使用された。[99]
- マーリンIII （RM 1S）
- マーリン III には、デ・ハビランドまたはロートルのプロペラを取り付けられる「ユニバーサル」プロペラシャフトが装備されている。 [100] 1939 年後半から、100 オクタン燃料と +12 psi ブースト (83 kPa ゲージ、または絶対圧力 184 kPa または 1.82 atm) を使用すると、マーリン III は 9,000 フィート (2,700 m) で 3,000 rpm で 1,310 hp (980 kW) を発揮した。[56] 87 オクタン燃料を使用すると、出力定格はマーリン II と同じだった。デファイアント、ハリケーン Mk.I、スピットファイア Mk.I 戦闘機、バトル軽爆撃機で使用された。[99]最初の量産型マーリン III は 1938 年 7 月 1 日に納品された。 [14]
- マーリンX （RM 1SM）
- 1,130 hp (840 kW)、3,000 rpm、高度5,250フィート (1,600 m)、最大ブースト圧+10 psi。2速スーパーチャージャーを採用した最初の量産型マーリン。ハリファックスMk.I、ウェリントンMk.II、ホイットリーMk.V爆撃機に搭載。最初の量産型マーリンXは1938年12月5日に登場。[14]
- マーリン XII (RM 3S)
- 1,150馬力（860kW）；コフマンエンジンスターターを装備；100%グリコールではなく70/30%水/グリコール冷却剤を使用する最初のバージョン。強化構造、100オクタン燃料を使用して最大+12psiの一定ブースト圧を使用可能；スピットファイアMk.IIで使用。[100]マーリンXIIの最初の生産、1939年9月2日。[14]
- マーリンXX （RM 3SM）
- 1,480 hp (1,100 kW)、3,000 rpm、6,000 フィート (1,800 m)、2 速スーパーチャージャー、最大ブースト圧 +14 psi。ハリケーン Mk.II、ボーファイター Mk.II、ハリファックス Mk.II、ランカスター Mk.I爆撃機、およびスピットファイア Mk.III プロトタイプ ( N3297およびW3237 )に使用されました。[101]最初の量産型マーリン XX、1940 年 7 月 4 日。[14] [注 15]
- マーリン 32 (RM 5M)
- 2,500フィート（760メートル）で3,000rpmで1,645馬力（1,227kW）。低高度での出力を増大させるために過給機のインペラを短くし、最大ブースト圧を+18psiにした「低高度」バージョンのマーリン。コフマンエンジンスターターを装備。主にフェアリーバラクーダMk.II雷撃機やスーパーマリンシーファイアF. Mk.IIc戦闘機などの艦隊航空隊の航空機に使用された。また、ハリケーンMk.VやスピットファイアPR Mk.XIIIも使用された。[100]最初の量産型マーリン32、1942年6月17日。[14]
- マーリン 45 (RM 5S)
- 1,515 hp (1,130 kW)、3,000 rpm、高度11,000フィート (3,400 m)。スピットファイアMk.V、PR.Mk.IV、PR.Mk.VII、シーファイアIb、IIcに搭載。最大ブースト圧は+16 psi。最初の量産型マーリン45は1941年1月13日に生産された。[14]
- マーリン 47 (RM 6S)
- 14,000フィート（4,300メートル）で3,000rpmで1,415馬力（1,055kW）。高高度バージョンはスピットファイアHFMk.VIで使用されました。コックピットを加圧するためにマーシャルコンプレッサー（「ブロワー」と呼ばれることが多い）が取り付けられました。最初の量産型マーリン47は1941年12月2日に製造されました。[14]
- マーリン 50.M (RM 5S)
- 3,800フィート（1,200メートル）で3,000rpmで1,585馬力（1,182kW）。低高度バージョンではスーパーチャージャーのインペラが直径9.5インチ（241ミリメートル）に切り詰められている。許容ブーストは、通常のマーリン50エンジンの+16psi（110kPaゲージ、絶対圧210kPaまたは2.08気圧）ではなく、+18psi（125kPaゲージ、絶対圧225kPaまたは2.2気圧）であった。[102] [103]マーリン50シリーズは、ベンディックス・ストロンバーグの「負g」キャブレターを初めて採用した。[104]
- マーリン 61 (RM 8SM)
- 12,250フィート（3,730メートル）で3,000rpmで1,565馬力（1,167kW）、23,500フィート（7,163メートル）で3,000rpmで1,390馬力（1,040kW）。中高度から高高度での出力を向上させる新しい2速2段スーパーチャージャーを装備。+15psiのブースト。スピットファイアF Mk.IXおよびPR Mk.XIに使用。[105]ロールスロイスがパッカードマーリン用に設計した2ピースシリンダーブロックを組み込んだ最初の英国量産型。[106]減速比は0.42:1、加圧ポンプ用ギア付き。[107]マーリン61の最初の量産型、1942年3月2日。[14]
- マーリン 63 および 63A (RM 8SM)
- 8,500フィート（2,600メートル）で3,000rpmで1,710馬力（1,280kW）、21,000フィート（6,400メートル）で3,000rpmで1,505馬力（1,122kW）。マーリン61の強化された2速2段開発。+18psiのブースト。減速比.477:1。マーリン63Aには加圧用の追加ギアがなく、強化されたスーパーチャージャードライブクイルシャフトが組み込まれていた。[108]スピットファイアF Mk.VIIIとF. Mk. IXで使用された。 [102]
- マーリン 66 (RM 10SM)
- 1,720 hp (1,280 kW)、高度5,790フィート (1,760 m)、+18 psiブースト (124 kPaゲージ、絶対圧225 kPaまたは2.2 atm) 使用時。マーリン 63Aの低高度バージョン。ベンディックス・ストロンバーグの耐重力キャブレターを装備。[109]インタークーラーは独立したヘッダータンクを使用。[110]スピットファイア LF Mk.VIIIおよびLF Mk.IXで使用。[102]
- マーリン 76/77 (RM 11SM)
- 高度35,000フィート（11,000メートル）で1,233馬力（919kW）[44]。2速2段式スーパーチャージャーとベンディックス・ストロンバーグ製キャブレターを装備。専用の「高高度」バージョンはウェストランド・ウェルキン高高度戦闘機と、その後のスピットファイアやデ・ハビランド・モスキート派生型に使用された。奇数番号のマークはコックピット加圧用のマーシャル ・ルーツ型ブロワーを駆動した。
- マーリン 130/131 (RM 14SM)
- 2,060 hp (1,540 kW)。デ・ハビランド・ホーネット用に再設計された「スリムライン」バージョン。エンジン設計は前面面積を最小限に減らすように変更され、ダウンドラフト吸気システムを採用した最初のマーリンシリーズとなった。冷却ポンプはエンジンの底部から右舷側に移動された。2速、2段式スーパーチャージャーとSUインジェクションキャブレター。最大ブーストは25 psi (170 kPa) ゲージ、または絶対圧力は270 kPa または 2.7 atm であった。ホーネットでは、マーリン130は左舷ナセルに取り付けられ、右舷ナセルに取り付けられたマーリン131は、減速ギアケース内の追加のアイドラーギアを使用して「リバース」または左側のトラクターエンジンに改造された。[111]
- マーリン 134/135 (RM 14SM)
- 2,030 hp (1,510 kW)、低高度での使用のために出力が低下した。130/131の派生型は、シーホーネットF. Mk. 20、NF Mk. 21、PR Mk. 22で使用された。最大ブーストは+18 psiゲージ（230 kPaまたは2.2 atm絶対）に引き下げられた。 コーリススロットル。[112]マーリン135は左ハンドルのトラクターであった。
- マーリン 266 (RM 10SM)
- 接頭辞「2」はパッカード社製のエンジンを示し、それ以外は低高度での運用に最適化されたマーリン66である。スピットファイアMk.XVIに搭載されている。[102]
- マーリン620
- 2,650 rpmで+9 psiブースト（ゲージ圧62 kPa、絶対圧165 kPaまたは1.6 atm）を使用した場合の連続巡航出力は1,175 hp（876 kW）。3,000 rpmで+20 psiブースト（ゲージ圧138 kPa、絶対圧241 kPaまたは2.4 atm）を使用した場合の緊急定格出力は1,795 hp（1,339 kW）。Merlin 102から開発された民間用エンジン。中高度向けに最適化された2段式スーパーチャージャーとSUインジェクションキャブレターを使用。「ユニバーサルパワープラント」（UPP）は、ランカスターVIとアブロリンカーンで使用されたものを標準化した環状ラジエーターの設置開発。Merlin 620-621シリーズは、カナダと長距離北大西洋の航空路で遭遇する厳しい気候条件で動作するように設計された。アブロ チューダー、アブロ ヨーク、カナディア ノーススターで使用された。[113]
アプリケーション
マーリンエンジンを搭載した最初の実用機は、時系列順にフェアリー・バトル、ホーカー・ハリケーン、スーパーマリン・スピットファイアである。[114]このエンジンはスピットファイアと最も密接に関連しているが、最も多く使用されたのは4発エンジンのアブロ・ランカスターであり、次いで双発エンジンのデ・ハビランド・モスキートであった。[115]
ラムズデン2003のリスト[116] [注16]
- アームストロング・ホイットワース・ホイットリー
- アブロ アテナ
- アブロ ランカスター
- アブロ ランカスターリアン
- アブロ リンカーン
- アブロ マンチェスター III
- アブロ チューダー
- アブロ ヨーク
- ボールトン・ポール・バリオール・アンド・シー・バリオール
- ボールトン・ポール・ディファイアント
- ブリストル ボーファイター II
- CAC CA-18 マーク23 マスタング
- カナディア ノーススター
- CASA 2.111B および D
- シエルバエアホース
- デ・ハビランド モスキート
- デ・ハビランド ホーネット
- フェアリーバラクーダ
- フェアリーの戦い
- フェアリーフルマカモメ
- フェアリー P.4/34
- フィアット G.59
- ハンドレページ ハリファックス
- ハンドレページハルトン
- ホーカーハート（テストベッド）
- ホーカーヘンリー
- ホーカー・ホースリー（テストベッド）
- ホーカー ホットスパー
- ホーカーハリケーンとシーハリケーン
- イスパノ航空 HA-1112
- I.Ae. 30 ニャンクー
- マイルズM.20
- ノースアメリカン マスタング Mk X
- ルナール R.38
- ショートスタージョン
- スーパーマリン タイプ322
- スーパーマリン シーファイア
- スーパーマリン スピットファイア
- 津波レーサー
- ヴィッカース F.7/41
- ヴィッカース ウェリントン Mk II および Mk VI
- ヴィッカース ウィンザー
- ウェストランド・ウェルキン
-
-
「スリムライン」マーリン130/131シリーズはデ・ハビランド・ホーネット用に設計された。 -
マーリン76搭載のヴィッカースF.7/41
戦後
第二次世界大戦の終わりには、アブロ・チューダーなどの民間航空機、アブロ・ヨークなどの軍用輸送機、そして両方の役割を果たしたカナディア・ノーススターで使用するために、マーリンの新バージョン（600シリーズと700シリーズ）が設計・製造された。これらのエンジンは基本的に軍用仕様であったが、異なる運用環境に合わせて若干の変更が加えられた。[117]
メッサーシュミット Bf 109 G-2のスペイン製バージョンである1954 年型イスパノ アビアシオン HA-1112-M1Lブションは、セビリアのイスパノ工場で、1,600 馬力 (1,200 kW) のロールスロイス マーリン 500/45 エンジンを搭載して製造されました。これは有名なメッサーシュミット戦闘機の最終生産バージョンにふさわしい動力装置であり、1935 年に Bf 109 V1 プロトタイプ機がロールスロイス ケストレル V-12 エンジンを搭載していました。[118]
CASA 2.111は、ドイツの航空機であるハインケルHe 111のスペイン製バージョンであり、戦争末期にユンカースJumo 211 F-2エンジンの供給がなくなった後、マーリンを使用するために改造されました。 [119]ダイムラーベンツDB 605エンジンのイタリアのライセンス生産バージョンの在庫が不足したとき、フィアットG.59でも同様の状況が発生しました。[120]
A73-51 から製造されたオーストラリア製アブロ リンカーンは、オーストラリア製のコモンウェルス エアクラフト コーポレーション製マーリン 102 を使用しました。生産終了までに合計 108 機の CAC マーリンが製造されました。
代替アプリケーション
マーリンの非過給バージョンは、鋼鉄と鉄の部品を多く使用し、戦車に使用するために製造された。このエンジン、ロールスロイス ミーティアは、さらに小型のロールスロイス ミーティアライトにつながった。[121] 1943年、ミーティアのさらなる開発は、ローバーのガスタービン権益と引き換えにローバーに引き継がれた。 [122]
1938年、ロールスロイスは、後にイギリスのMTB、MGB、イギリス空軍の航空救難艇に使用されることになるマーリンエンジンの改造に着手した。これらのエンジンの過給機は単段式ユニットに改造され、エンジンは海洋環境での使用に再設計された。航空エンジンの生産が優先される前に、約70基のエンジンが改造された。[123]
アイルランド軍は、チャーチル戦車のベッドフォードエンジンをアイルランド空軍の シーファイア航空機から回収したロールスロイス・マーリンエンジンに交換する実験を行った。この実験は成功しなかったが、その理由は記録されていない。[124]
生き残ったエンジン
第二次世界大戦時代の航空機エンジンの中で最も成功したものの1つであるマーリンは、世界中で復元された第二次世界大戦時代のヴィンテージ航空機の多くで使用され続けています。イギリス空軍 バトル・オブ・ブリテン記念飛行隊は、現在マーリンを運用している著名な機関です。イギリスでは、シャトルワース・コレクションがマーリンを搭載したホーカー・シー・ハリケーンIBとスーパーマリン・スピットファイアVCを所有・運用しており、どちらも夏の間は国内の展示場で飛行しているのを見ることができます。[125] [126]
展示されているエンジン
ロールスロイス マーリンの保存された個体は、以下の博物館に展示されています。
- アトランティックカナダ航空博物館[127]
- 航空遺産博物館（西オーストラリア州）[128]
- ノーフォーク州ホーシャム・セント・フェイスにあるノーウィッチ市航空博物館。[129]
- モントローズ航空基地遺産センター[130]
- ノルウェー科学技術博物館、オスロ、ノルウェー[131]
- ポーランド航空博物館、クラクフ（ポーランド）、[132]
- ロールスロイス・ヘリテージ・センター、ダービー– スーパーチャージャー、減速機、その他の部品を含むいくつかのバージョンが展示されている[133]
- ロイヤル・エアフォース・ミュージアム、コスフォードとロンドン[134]
- 科学博物館（ロンドン）[135]
- シャトルワースコレクション[136]
- スミソニアン航空宇宙博物館、ワシントンD.C. [137]
- ウィングス博物館、ウェストサセックス、イングランド[138]
仕様（マーリン61）
ジェーンズのデータ。[139]
一般的な特徴
- タイプ: 12 気筒、過給式、液冷式、60°「V」型、SOHC、ピストン航空機エンジン。
- ボア： 5.4インチ（137.2 mm）
- ストローク: 6.0インチ (152.4 mm)
- 排気量: 1,649 立方インチ (27.0 L)
- 長さ: 88.7 インチ (225.3 cm)
- 幅: 30.8インチ (78.2 cm)
- 高さ: 40インチ (101.6 cm)
- 乾燥重量: 1,640ポンド (743.9 kg) [注 17]
コンポーネント
- バルブトレイン: オーバーヘッドカムシャフト、シリンダーあたり2つの吸気バルブと2つの排気バルブ、ナトリウム冷却排気バルブステム。
- スーパーチャージャー： 2速、2段。ブースト圧力はスロットルに自動的にリンクされ、第2段とエンジンの間には冷却空気アフタークーラーがあります。
- 燃料システム:自動混合制御機能付きツインチョークアップドラフトロールスロイス/ SU キャブレター。ツイン独立燃料ポンプ。
- 燃料タイプ: 100/130オクタン ガソリン。
- オイル システム: 圧力ポンプ 1 台と排出ポンプ 2 台を備えたドライ サンプ。
- 冷却システム： 70％の水と30％のエチレングリコールの混合冷却剤、加圧式。スーパーチャージャーインタークーラーシステムはメイン冷却システムから完全に独立している。[106]
- 減速ギア： 0.42:1
パフォーマンス
- 出力:
- 離陸時3,000rpmで1,290馬力（960kW）。
- 1,565 hp (1,167 kW)、3,000 rpm、12,250 フィート (3,730 m)、MS ギア) [nb 18]
- 1,580 hp (1,180 kW)、3,000 rpm、23,500 フィート (7,200 m)、FS ギア)
- 比出力: 0.96 hp/cu in (43.6 kW/L)
- 圧縮比: 6:1
- 燃料消費量:最小 30 Imp gal /h (136 L/h)、最大 130 Imp gal/h (591 L/h) [注 19]
- パワーウェイトレシオ：最大出力時 0.96 hp/lb (1.58 kW/kg)。
参照
関連開発
- パッカード V-1650 マーリン
- ロールスロイス グリフォン
- ロールスロイス ミーティア（マーリンから開発されたタンクエンジン）
- ロールスロイス メテオライト（カットダウンされたメテオ）
同等のエンジン
関連リスト
参考文献
脚注
- ^ 命名の伝統は、1915年にマネージングディレクターのクロード・ジョンソンがイーグル、ホーク、ファルコンのエンジンで始めたものです。アーサー王の伝説の魔術師との関連はありません。
- ^ マーリンIIおよびIIIシリーズはもともと87オクタン燃料を使用するように設計され、後に100オクタン燃料を使用できるように改造されました。[19]
- ^ 設計プロセスが加速されたため、マーリン開発のタイムラインは重複していました。たとえば、2段式スーパーチャージャーは、フォッケウルフFw 190の脅威に対抗するために改造されたマーリン 45M と 55M を導入する必要がある前に設計されていました。
- ^ スーパーチャージャーの機能は、エンジンシリンダーに入る燃料と空気の混合物を圧縮することです。インペラー（ローターとも呼ばれる）への圧力損失は、スーパーチャージャーの効率を低下させます。
- ^ ロールスロイスは1938年に2速ドライブを製造するライセンスを取得した。[39]
- ^ 高温の混合物は、エンジンのシリンダーに到達する前に予期せず発火するか、エンジン内で爆発する可能性があります。
- ^ 1941年3月にファーンバラの王立航空機研究所のエンジニア、ベアトリス・シリングによって発明された。
- ^ イギリスではブースト圧をlbf/sq in (またはpsi) で計測し、一般的にブーストの「ポンド」と呼んでいました。海面での通常の大気圧は14.5 psi (1,000 mbar) であるため、+6 という数値は、空気/燃料混合物がエンジンに入る前にスーパーチャージャーブロワーによって 20.5 psi に圧縮されていることを意味します。+25 は、空気/燃料混合物が現在 39.5 psi に圧縮されていることを意味します。
- ^ カナダ空軍第126スピットファイア航空団（第2航空団）の上級情報将校モンティ・バーガーは、同航空団の多くのパイロットが新しい燃料を信用していなかったため、同航空団では依然として新しい燃料に問題が残っていると主張した。[65]しかし、別の情報筋によると、150グレードへの移行は問題なく行われたという。[66]
- ^ 工場生産台数:
- ロールスロイス：ダービー = 32,377
- ロールスロイス：クルー = 26,065
- ロールスロイス：グラスゴー =23,675
- フォード マンチェスター = 30,428
- パッカードモーター社 = 55,523 (マーリン 37,143 台、V-1650 18,380 台)
- コモンウェルス航空機会社 (CAC): ニューサウスウェールズ州 オーストラリア =108 タイプ MK102。1946年 - 1952年 CAC向け アブロ リンカーン[71]
- 合計: 168,176
- ^ コスト: 2,000ポンド(エンジン)、350ポンド (プロペラ) [72]
- ^ クルー工場は実際には政府からロールスロイス社に貸し出されていた。[74]
- ^ この割り当て額は1939年12月までに5,995,000ポンドに増加した。[81]
- ^ 新しい工場は1941年5月にドイツ空軍によって爆撃された。[89]
- ^ 1940年8月にマーリンXXの図面がパッカード自動車会社に送られ、パッカードマーリン28のベースとして使用されました。[14]
- ^ ラムズデンはイギリスの航空機のみを扱っているため、マーリンはこれらの機種の主力動力装置ではない可能性があります。たとえば、マーリンの初期バージョンのテストには、ホーカー ハートとホースリーの 1 機または 2 機が使用されました。
- ^ プラス2.5%の許容範囲
- ^ MSとFSはスーパーチャージャーブロワーの速度を表します。中程度/完全スーパーチャージャー。中程度スーパーチャージャーは低高度から中高度での動作を指し、完全スーパーチャージャーは中高度から高高度での動作を指します[140]
- ^ 参照: AP 1565 I、P & L: スピットファイア IX、XI、XVI のパイロットノート燃料消費量は、スロットル、混合気、ブースト設定、および高度によって異なります。
引用
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- ガンストン、ビル。ピストン航空エンジンの開発。ケンブリッジ：パトリック・スティーブンス、2006年。ISBN 0-7509-4478-1
- ヘンショウ、アレックス。『マーリンへのため息：スピットファイアのテスト』ロンドン：クレシー、1999年（第2改訂版）。ISBN 0-947554-83-1。
- ジャクソン、ロバート。『軍用航空機百科事典』、イギリス、バース：パラゴンブックス、2006年。ISBN 1-4054-2465-6。
- プライス、アルフレッド。『スピットファイア マーク I/II エース 1939–41』ロンドン：オスプレイ エアロスペース、1996年。ISBN 1-85532-627-2。
- クイル、ジェフリー。『スピットファイア：テストパイロットの物語』ロンドン：ジョン・マレー、1983年；クレシー出版、1996年（第2版）ISBN 978-0-947554-72-9
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ロールスロイス マーリンに関連するメディアがあります。
- マンチェスターのマーリンエンジン – BBC
- 戦後のロールスロイス社によるマーリンの製造に関する映画 – YouTube
- Merlin 60 シリーズの比較図 – Spitfireperformance.com
- ロールスロイス マーリン 61 断面図
- 「Vee-Twelve Par Excellence」1937年のフライト誌のマーリンIとIIに関する記事
- 「英国の傑作」マーリンXXに関する1942年のフライト記事
- 「ユニバーサル パワー プラント」 – 1947 年の航空記事。戦後の民間航空機用マーリン設備に関するもの。
- BBCラジオレスターのマーリンエンジン写真ギャラリー
- ターボチャージャーの取り付け例の断面図 – Flight International
- ロールスロイス マーリン – 世界の航空機エンジン