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| R-3350 デュプレックスサイクロン | |
|---|---|
| |
| タイプ | 星型エンジン |
| 国籍 | アメリカ合衆国 |
| メーカー | ライト航空 |
| 最初の実行 | 1937年5月 |
| 主な用途 | ボーイング B-29 スーパーフォートレス フェアチャイルド C-119 フライングボックスカー ダグラス A-1 スカイレイダー ダグラス DC-7 ロッキード コンステレーション ロッキード P-2 ネプチューン ダグラス XB-19 |
| 建造数 | 29,181 [1] |
| 開発元 | ライト R-1820 サイクロン |
| に発展した | ライト R-4090 サイクロン 22 |
ライトR-3350 デュプレックス サイクロンは、アメリカ製の 2 列、過給式、空冷式、星型航空機エンジンで、18気筒、排気量約 3,350 立方インチ (54.9 L) です。出力はモデルによって 2,200 馬力から 3,700 馬力 (1,640 kW から 2,760 kW) の範囲でした。第二次世界大戦前に開発された R-3350 の設計は成熟するまでに長い時間を要し、ボーイング B-29 スーパーフォートレスに動力として使用されたときには依然として信頼性の問題を抱えていました。
戦後、このエンジンは多くの民間航空機に使用できるほどに成熟し、特にターボコンパウンド形式では1950年代までロッキード L-1049 スーパーコンステレーション旅客機に使用された。主なライバルは、4,360 in 3 (71.4 L)、4,300 hp (3,200 kW)のプラット・アンド・ホイットニー R-4360 ワスプ・メジャーで、デュプレックス・サイクロンの約7年後に初めて運用が開始された。このエンジンは、リノ・エアレースのホーカー・シーフューリーやグラマン F8F ベアキャットのアンリミテッドクラスのレーサーによく使用されている。
設計と開発
1927 年、ライト エアロノーティカル社は「サイクロン」エンジンを発表しました。このエンジンは 1930 年代に数多くの航空機に搭載されました。1929 年にカーティス社と合併してカーティス ライト社となった後、1,000 馬力 (750 kW) クラスのエンジンを設計する取り組みが開始されました。新しいライト R-1820 サイクロン 9 は1935 年に初めて稼働し、1930 年代後半から 1940 年代前半にかけて最も多く使用された航空機エンジンの 1 つとなり、ボーイング B-17 フライング フォートレス重爆撃機、ゼネラル モーターズ FM-2 ワイルドキャット戦闘機、ダグラス SBD ドーントレス急降下爆撃機など、多くの航空機に搭載されました。
1931年までにプラット・アンド・ホイットニー社は単列9気筒ワスプエンジンの開発を開始し、より大型でより強力な14気筒、双列R-1830 ツインワスプを開発しました。このエンジンは排気量も1,800 in 3 (30 L)と同等で、単列サイクロンと容易に競合できるものでした。1935年にライト社はP&W社に倣い、サイクロンをベースにした大型エンジンを開発しました。その結果、2つの設計が生まれました。1つは排気量約2,600 in 3 (43 L)の14気筒ショートストローク設計で、ライトR-2600ツインサイクロンへと進化し、もう1つははるかに大型の18気筒設計で、R-3350となりました。より大型の2列22気筒バージョンであるライトR-4090サイクロン22は、排気量4,360 in 3 (71.4 L)の4列28気筒プラット・アンド・ホイットニーR-4360ワスプ・メジャーの競合機として実験されたが、生産には至らなかった。
1937年、プラット・アンド・ホイットニー社がR-2800ダブルワスプとして、排気量2,800 in 3 (46 L)、18気筒、2列星型エンジンの開発を開始したことに伴い、ライト社の最初のR-3350プロトタイプエンジンは、排気量3,350 in 3 (54.9 L)で、同年5月に稼働を開始した。開発は複雑であったことと、R-2600の開発が優先されたことから、ゆっくりとしたものとなった。R-3350は、ダグラスXB-19がアリソンV-3420直列エンジンの代わりにR-3350を使用するように再設計された後の1941年まで飛行しなかった。
1940年、USAACが20,000ポンド（9,100kg）の爆弾を搭載して米国からドイツまで飛行できる長距離爆撃機を開発するという新しい契約を導入したことで、状況は劇的に変化しました。ダグラスXB-19につながった爆撃機Dの設計よりも小型でしたが、新しい設計には同じくらいのパワーが必要でした。1940年半ばに4つの予備設計が提示されたとき、そのうち3つはR-3350を使用していました。突然、開発が優先事項となり、生産に移行するための真剣な取り組みが始まりました。1942年にクライスラーはダッジシカゴ工場の建設を開始し、1944年初頭には完成しました。
1943 年までに、新しいボーイング B-29 スーパーフォートレスは R-3350 を搭載して飛行していました。エンジンは依然として不安定で、シリンダー バッフルとカウルの間のクリアランスが不十分だったこともあり、後部シリンダーが過熱する傾向がありました。冷却を改善するためにいくつかの変更が導入され、この航空機は 1944 年に太平洋で急遽運用されました。これは賢明ではありませんでした。初期の B-29 は、B-29 の熱帯飛行場の高温条件で最大重量で離陸したため、完全に解決されていない過熱が発生し、エンジンはバルブを飲み込む傾向もありました。クランクケースのマグネシウム含有量が高いため、エンジンの火災はコア温度が 5,600 °F (3,090 °C) [2]に近づくと燃え、メインスパーが数秒で燃え尽き、壊滅的な故障を引き起こす可能性がありました。[3]
初期のR-3350はキャブレターを使用していましたが、スーパーチャージャーへのエルボ入口の設計が不十分だったため、燃料と空気の混合に深刻な問題が生じました。第二次世界大戦の終わり近くに、システムはガソリン直接噴射を使用するように変更され、信頼性が向上しました。戦後、エンジンは再設計され、ロッキード コンステレーションやダグラス DC-7などの大型航空機で人気を博しました。
戦後、燃費向上のためターボコンパウンド[4]システムが開発された。このバージョンでは、6気筒の各グループの排気口に3つの動力回収タービン（PRT）が挿入され、クランクシャフトと流体継手で連結されて出力が増大した。PRTは、本来失われるはずだった排気エネルギー（約450馬力（340kW））の約20％を回収したが、エンジンの信頼性を低下させた。整備士らはこれを部品回収タービンと呼んだ。排気熱が増加するとエンジンに戻って排気バルブが破損するからである。PRTを装備した航空機の燃料消費量は、旧型のプラット・アンド・ホイットニーR-2800とほぼ同じで、より有効な出力を生み出した。[5] 1957年10月15日付けで、DA-3/DA-4エンジンの価格は88,200ドルとなった。[6]
この時点で信頼性は向上し、オーバーホール間隔の平均は3,500時間、燃料消費量は0.4 lb/hp/時間（243 g/kWh、34%の燃料効率）のオーダーとなった。2020年代現在使用されているエンジンは、マニホールド圧力が52 inHg（180 kPa）に制限されており、100/130オクタン価燃料（または100LL）で2,880 hp（2,150 kW）を発揮する。これは、現在は入手できない高オクタン価燃料である115/145で可能だった59.5 inHg（201 kPa）および3,400 hp（2,500 kW）ではなく。
リノ エアレースのレーサー数機がR-3350 を使用している。そのうちの 1 機、Rare Bearの改造には、低速回転プロペラ用に設計されたノーズケースが含まれる。これは、ロッキード L-1649 スターライナーで使用されていた R-3350 から取ったもので、ダグラス DC-7 で使用されていた R-3350 から取った動力部 (クランクケース、クランク、ピストン、シリンダー) と結合されている。スーパーチャージャーは、ロッキードEC-121で使用されていた R-3350 から取ったもので、エンジンには亜酸化窒素噴射装置が取り付けられている。オリジナルのストック R-3350 の通常定格出力は、2,600 rpm、マニホールド圧力 45 inHg (150 kPa) で 2,800 hp (2,100 kW) であった。これらの改造により、レアベアのエンジンは3,200rpm、マニホールド圧力80inHg（270kPa）で4,000hp（3,000kW）を発揮し、亜酸化窒素噴射により4,500hp（3,400kW）を発揮する。[7]
バリエーション
- R-3350-13
- 2,200 馬力（1,640kW）
- R-3350-23
- 2,200馬力（1,640kW）
- R-3350-24W
- 2,500馬力（1,860kW）
- R-3350-26W
- 2,800馬力（2,090kW）
- R-3350-30W
- R-3350-30WA
- R-3350-32W
- 3,700馬力（2,760kW）
- R-3350-34
- 3,400馬力（2,540kW）
- R-3350-35A
- 2,200馬力（1,640kW）
- R-3350-41
- 燃料噴射式シルバープレート型[8]
- R-3350-42WA
- 3,800馬力（2,830kW）
- R-3350-53
- 2,700馬力（2,010kW）
- R-3350-57
- 2,200馬力（1,640kW）
- R-3350-85
- 2,500馬力（1,860kW）
- R-3350-89A
- 3,500馬力（2,610kW）
- R-3350-93W
- 3,500馬力（2,610kW）
- 972TC18DA1
- 水噴射なしの-30Wと同等の商用製品
- 956C18CA1
- 商用、-26Wに類似
- 975C18CB1
- 商用、956C18CA1に類似
アプリケーション
- ビーチクラフト XA-38 グリズリー
- ボーイング B-29 スーパーフォートレス
- ボーイング XC-97 ストラトフレイター
- ボーイング XPBB シーレンジャー
- カナディア CP-107 アルガス
- コンソリデーテッド B-32 ドミネーター
- カーチス XBTC-2
- カーチス XF14C
- カーチス XP-62
- ダグラス A-1 スカイレイダー
- ダグラス BTD 駆逐艦
- ダグラス DC-7
- ダグラス XB-19
- ダグラス XB-31
- フェアチャイルド C-119 フライング ボックスカー
- フェアチャイルド AC-119
- グラマン F8F ベアキャット(珍しいベアをご覧ください)
- ホーカー シーフューリー
- ロッキード コンステレーション
- ロッキード L-049 コンステレーション
- ロッキード C-69 コンステレーション
- ロッキード L-649 コンステレーション
- ロッキード L-749 コンステレーション
- ロッキード L-1049 スーパーコンステレーション
- ロッキード C-121 コンステレーション
- ロッキード R7V-1 コンステレーション
- ロッキード EC-121 ワーニングスター
- ロッキード L-1649A スターライナー
- ロッキード P-2 ネプチューン
- ロッキード XB-30
- マーティンJRMマース
- マーティン XB-33 スーパーマローダー
- マーティン P5M マーリン
- ストルーコフ YC-134
展示されているエンジン
- ライトR-3350-89はカリフォルニア航空宇宙博物館で一般公開されている。
- ライト R-3350 はノルウェーのスタヴァンゲル近郊のソラにあるフライヒストリスク博物館で一般公開されています。
- ライト R-3350-35A は、テキサス州サンアントニオのテキサス航空博物館スティンソン支部で一般公開されています。
- ライト R-3350 は、カナダのオンタリオ州オタワにあるカールトン大学のマッケンジー工学ビルで一般公開されています。
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仕様（R-3350-C18-BA）
ジェーンズのデータ[9 ]
一般的な特徴
- タイプ: 2列18気筒星型エンジン
- ボア： 6+1 ⁄ 8 インチ（155.6 mm）
- ストローク： 6+5 ⁄ 16 インチ（160.3 mm）
- 排気量: 3,347.9 in3 ( 54.862 L)
- 長さ: 76.26インチ (1,937 mm)
- 直径: 55.78 インチ (1,417 mm)
- 乾燥重量: 2,670 ポンド (1,210 kg)
コンポーネント
- バルブトレイン：プッシュロッド、シリンダーあたり2バルブ
- スーパーチャージャー： 2速シングルステージ
- 燃料システム:チャンドラー・エバンス ダウンドラフトキャブレター
- 燃料タイプ: 100/130 RON
- オイルシステム： ドライサンプ
- 冷却システム:空冷
パフォーマンス
- 出力: 2,200 hp (1,600 kW)、2,800 rpm (離陸)
- 比出力: 0.66 hp/in³
- 圧縮比: 6.85:1
- 比燃料消費量： 離陸時：0.38 lb/(hp⋅h) (0.17 kg/(hp⋅h); 0.23 kg/kWh) [10]
- パワーウェイトレシオ: 0.82 hp/lb
参照
関連開発
同等のエンジン
関連リスト
参考文献
注記
- ^ 「1920年から1930年までのライトエンジン出荷概要」(PDF) 。 2021年10月10日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2023年9月18日閲覧。
- ^ Dreizin, Edward L.; Berman, Charles H. & Vicenzi, Edward P. (2000). 「空気中でのマグネシウム粒子燃焼における凝縮相の変化」. Scripta Materialia . 122 (1–2): 30–42. Bibcode :2000CoFl..122...30D. CiteSeerX 10.1.1.488.2456 . doi :10.1016/S0010-2180(00)00101-2.
- ^ 「B-29」fighter-planes.com。 2011年9月15日閲覧。
- ^ ガンストン2006、247ページ。
- ^ 「ライトR-3350ターボ複合エンジン」。Sport Aviation：2012年4月20日。
- ^ アメリカン・アビエーション1957年11月4日 p57
- ^ “The Bear is Back”. Smithsonian Air & Space Magazine . 2022年4月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年8月29日閲覧。
- ^ ドイル p 71
- ^ ジェーンズ 1998、318 ページ
- ^ Kaiser, Sascha; Donnerhack, Stefan; Lundbladh, Anders; Seitz, Arne (2015年7月27日～29日)。ヘクト圧力比を備えた複合サイクルエンジンのコンセプト。AIAA/SAE/ASEE 共同推進会議 (第51版)。doi : 10.2514/6.2015-4028。
文献
- ガンストン、ビル。世界航空エンジン百科事典：先駆者から現代まで。第 5 版、ストラウド、イギリス：サットン、2006 年。ISBN 0-7509-4479 -X
- ホワイト、グラハム。『第二次世界大戦の連合軍航空機ピストンエンジン：第二次世界大戦中にイギリスとアメリカが製造した最前線の航空機ピストンエンジンの歴史と開発』。ペンシルベニア州ウォーレンデール：SAEインターナショナル、1995年。ISBN 1-56091-655-9
- ジェーンの第二次世界大戦の戦闘機。ロンドン、スタジオエディション、1998年。ISBN 0-517-67964-7。
- ドイル、デイビッド。「B-29 スーパーフォートレス 第1巻」シファー出版、2020年ISBN 978-0-7643-5937-8
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ライト R-3350に関連するメディアがあります。
- ライト R-3350-57 サイクロン ファクトシート（米国空軍国立博物館のウェブサイトより）
- 1940年代のクライスラー社によるスーパーフォートレス用のライト社製デュプレックス・サイクロンラジアルエンジンの製造に関する映画
- 1943年、ベンディックス燃料噴射装置を搭載したライト3350-19の150時間テスト