Чарльз Ричард Фейри (Charles Richard Fairey) основал компанию Fairey Aviation Company (FAC) в 1915 году. В сентябре 1923 года Ричард Фейри был в Коусе, остров Уайт, и наблюдал как над Солентом тренируются гидросамолеты, предназначенные для участия в шнейдеровских гонках. То, что он увидел, одновременно впечатлило и разочаровало его.
Ричард Фейри был впечатлен гоночными гидросамолетами Curtiss CR-3, каждый из которых был оснащен компактным двигателем Curtiss D-12 мощностью 450 л.с. (336 кВт), вращавшим металлический двухлопастный пропеллер Curtiss-Reed. Во время гонок два американских гидросамолета CR-3 показали скорость на 20 миль в час (32 км/ч) быстрее, чем британская летающая лодка Supermarine Sea Lion (Морской лев). Британская машина была оснащена W-образным 12-цилиндровым рядным двигателем Napier Lion, развивавшим мощность 550 л.с. (410 кВт) и вращавшим деревянный пропеллер. Два поплавковых гидросамолета CR-3 завершили гонку со средними скоростями 177,266 миль в час (285,282 км/ч) и 173,347 миль в час (278,975 км/ч) соответственно, в то время как летающая лодка Sea Lion показала среднюю скорость 157,065 миль в час (252,772 км/ч). Ричард Фейри был разочарован тем, что Министерство авиации не стимулировало британскую авиастроительную промышленность к тем технологическим достижениям, которые имели место в США. Кроме того, Ричард Фейри был разочарован ограничениями, которые Министерство авиации включало в требования спецификаций на новые самолеты. Помня о непревзойденных во всем мире характеристиках Curtiss CR-3, Ричард Фейри решил, что если Министерство авиации не будет продвигать новейшие технологии, то он сделает это сам.
Сначала Ричард Фейри обратился в Министерство авиации за поддержкой в создании своего нового самолета, но быстро получил отказ. Затем Фейри отправился в США, где за значительную сумму приобрел лицензии на производство двигателя Curtiss D-12 и пропеллера Curtiss-Reed. Данное соглашение включало около пятидесяти двигателей D-12, которые должны были использоваться во время подготовки компании FAC к производству британкой версии, получившей наименование Felix. Ричард Фейри был в таком восторге от D-12, что каким-то образом контрабандой пронес двигатель в свою каюту во время своего возвращения в Великобританию.
двигатель Curtiss D-12 настолько впечатлил Ричарда Фейри, что отправился в Соединенные Штаты и приобрел лицензию на производство этого авиамотора. Двигатель, получивший в Великобритании обозначение Fairey Felix, не был запущен в серийное производство, но 50 моторов D-12 были импортированы из США
D-12/Felix представлял собой безнаддувный 12-цилиндровый рядный двигатель жидкостного охлаждения с углом развала блоков цилиндров 60 градусов. Двигатель имел диаметр цилиндра 4,5 дюйма (114 мм) и ход поршня 6,0 дюймов (160 мм). Общий рабочий объем двигателя D-12/Felix составлял 1145 кубических дюймов (18,8 л), а мощность – 435 л.с. (324 кВт) при частоте вращения вала 2300 оборотов в минуту. Двигатель имел по четыре клапана на каждый цилиндр, и эти клапаны приводились в действие двумя верхними распределительными валами.
Взяв ситуацию с двигателем под контроль, Ричард Фейри поручил конструкторскому отделу своей компании разработать чертежи нового самолета, оснащенного двигателем D-12/Felix. Машиной, сошедшей с чертежных досок, стал легкий бомбардировщик Fairey Fox I. Под управлением Нормана Макмиллана (Norman Macmillan) Fox I впервые поднялся в воздух 3 января 1925 года. Fox I развивал максимальную скорость 156 миль в час (251 км/ч), что было примерно на 50 миль в час (80 км/ч) больше, чем у состоявших на вооружении легких бомбардировщиков и. что немаловажно, был быстрее многих фронтовых истребителей. Несмотря на то, что машина была создана по собственной инициативе компании Министерство авиации было вынуждено приобрести несколько бомбардировщиков Fox I из-за непревзойденных летных характеристик. В руководстве Министерства авиации не были удовлетворены ситуацией и были совершенно потрясены тем, что самолет был оснащен американским двигателем. Более того, они не хотели, чтобы в Британии появился еще один производитель авиационных двигателей.
легкий бомбардировщик Fairey Fox I был оснащен двигателем Curtiss D-12/ Fairey Felix. Самолет был сознан по собственной инициативе компании FAC и на ее средства, и его летные характеристики превосходили летные характеристики других легких бомбардировщиков и большинства истребителей, состоявших в то время на вооружении. Министерство авиации Великобритании не оценило отход Ричарда Фейри о принятой практики и зарубежную силовую установку самолета
Министерство авиации поручило компании Rolls-Royce разработать двигатель, превосходящий D-12. Этот новый двигатель был разработан под обозначением Rolls-Royce Kestrel (type F) и стал ступенькой на пути к знаменитому двигателю Merlin, которыми оснащались истребители Supermarine Spitfire и Hawker Hurricane. В целом такая эта ситуация никак не улучшила отношения между Ричардом Фейри и Министерством авиации. Однако, если бы Фейри не навязал Министерству авиации D-12, то вполне возможно, что в 1940 году во время битвы за Британию у англичан не было бы двигателя Merlin.
Небольшой заказ легких бомбардировщиков Fox означал, что двигатель Fairey Felix так и не будет запущен в крупносерийное производство. Были изготовлены только 28 самолетов типа Fox I; некоторые из них были оснащены двигателями Kestrel или переоборудованы под авиамоторы компании Rolls-Royce. Компания FAC также изготовила истребитель Firefly I, который был оснащен двигателем D-12 и который совершил свой первый полет 9 ноября 1925 года, показав максимальную скорость 185 миль в час (298 км/ч). Заказов на истребители Firefly I размещено не было.
Неудачная попытка войти в производство авиационных двигателей не помешала Ричарду Фейри попробовать еще раз. В 1931 году компания FAC наняла капитана Арчибальда Грэма Форсайта (Archibald Graham Forsyth) на должность главного конструктора авиационных двигателей. Ранее, когда Форсайт работал в Министерстве авиации, он сотрудничал с компаниями Napier и Rolls-Royce. Арчибальд Форсайт приступил к разработке нового авиационного двигателя. В тот же период компания Rolls-Royce начала работу над двигателем PV-12, который впоследствии стал двигателем Merlin.
Арчибальд Форсайт разработал 12-цилиндровый V-образный рядный двигатель жидкостного охлаждения с углом развала блоков цилиндров 60 градусов, известный как P.12. Верхняя часть картера двигателя и блоки цилиндров двигателя P.12 были отлиты вместе. В каждой съемной головке цилиндра размещалось по четыре клапана на цилиндр. Сообщается, что в двигателе P.12 использовался клапанный механизм с двумя верхними распределительными валами, аналогичными тем, что использовались в авиамоторах D-12/Felix. В V-образной части двигателя были размещены впускной коллектор и направляющие, которые отходили от коллектора. Впускные патрубки были совмещены с каналами, ведшими к цилиндрам, и были отлиты как единое целое с головками цилиндров. Интегрированные впускные коллекторы увеличили жесткость двигателя, устранили множество соединений труб и придали двигателю более чистый внешний вид.
в британском патенте №402602 были описаны впускные патрубки, которые были совмещены с каналами, ведшими к воздух цилиндрам. В патенте также указано, как специальные маслопроводы (h) могут пересекать канал. Это помогало охладить масло и нагреть поступающую воздушно-топливную смесь (что не является хорошей идеей, когда к двигателю применяется более высокий уровень наддува)
на чертеже из британского патента № 406118 показаны впускные каналы (d, e и f), отлитые как единое целое с картером и блоками цилиндров. На чертеже также показана циркуляция воды из картера вверх вокруг цилиндров и в головки цилиндров. Хотя расположение клапанов не указано, легко понять, как у каждого цилиндра можно разместить по четыре клапана, и как эти клапаны приводились в действие двумя верхними распределительными валами
Двигатель Fairey P.12 имел диаметр цилиндра 5,25 дюйма (133 мм) и ход поршня 6,0 дюйма (152 мм). Общий рабочий объем двигателя составлял 1559 кубических дюймов (25,5 л). Были разработаны две версии двигателя P.12, которые различались степенью наддува. Двигатель P.12 Prince с малым наддувом (некоторые источники говорят, что данный вариант был без наддува) развивал мощность 650-710 л.с. (485-529 кВт) при 2500 оборотах в минуту. Двигатель с умеренным наддувом P.12 Super Prince (или Prince II) развивал мощность720-835 л.с. (537-623 кВт) при 2500 оборотах в минуту. Масса двигателя P.12 составляла около 875 фунтов (397 кг).
Первый запуск двигателя Fairey P.12 состоялся в 1933 году. К 1934 году были изготовлены три двигателя P.12, которые в общей сложности проработали 550 часов. Один двигатель проработал без остановок в течение 10 часов при мощности 520 л.с. (388 кВт) и совершил три одночасовых прогона при мощности 700 л.с. (522 кВт). В конце 1934 года двигатель P.12 Prince был установлен на изготовленный в Бельгии легкий бомбардировщик Fox II (A.F.6022). Самолет с двигателем Prince совершил свой первый полет 7 марта 1935 года. В конечном счете, двигатели P.12 проработали около 1000 часов и в окончательном варианте имели номинальную мощность 750 л.с. (559 кВт) и максимальную мощность 900 л.с. (671 кВт).
легкий бомбардировщик Fairey Fox II использовался в качестве испытательного стенда для двигателя P.12 Prince. К сожалению, информации о двигателе и его испытаниях обнаружено мало. Обратите внимание на два выхлопных патрубка для каждого цилиндра. Компоновка патрубков была аналогична той, что использовалась на двигателе D-12/Felix
В 1933 году Министерство авиации выпустило спецификацию P27/32 на новый легкий бомбардировщик. Главный конструктор компании FAC Марсель Лобель (Marcel Lobelle) разработал ряд проектов, среди которых был проект самолета, оснащенного двумя двигателями P.12 Prince. Однако Министерство авиации хотело получить одномоторный самолет, и Марсель Лобель переработал проект из двухмоторного в ранний вариант легкого бомбардировщика Fairley Battle с одним двигателем P.12. Министерство авиации ясно дало понять руководству компании FAC, что не будет рассматривать самолет с двигателем P.12, поскольку компания FAC не являлось признанным производителем двигателей, а Министерство авиации не хотело, что чтобы какие-либо другие компании занимались производством авиационных двигателей. Следовательно, в 1934 году проект компании FAC для спецификации P27/33 был переработан под двигатель Rolls-Royce Merlin I. Данный проект в конечном итоге был запущен в серийное производство под обозначением Fairey Battle. Впервые прототип Battle поднялся в воздух 10 марта 1936 года Кристофера Станиланда (Christopher Staniland), но заказ на 155 самолетов данного типа (по спецификации P.23/35) был заключен еще в мае 1935 года. Легкий бомбардировщик Fairey Battle стал первым серийным самолетом с двигателем Merlin. Без поддержки Министерства авиации двигатель P.12 Prince канул в лету.
ответ компании FAC на требования спецификации P27/32 включал два проекта двухмоторных самолетов, каждый из которых был оснащен двумя двигателями P.12 Prince. Однако Министерство авиации хотело получить одномоторный самолет и отказывалось от каких-либо двигателей компании FAC. Учет дополнительных требований Министерства авиации привел к созданию легкого бомбардировщика Fairey Battle
Воодушевленный первыми стендовыми испытаниями P.12, в январе 1935 года Арчибальд Форсайт разработал более мощный 16-цилиндровый двигатель, получивший обозначение P.16. Первоначально конструкция P.16 представляла собой P.12 с четырьмя дополнительными цилиндрами (по два в каждом блоке цилиндров). В двигателе P.16 использовались те же диаметр цилиндра и ход поршня, что и в P.12, но его общий рабочий объем составлял 2078 кубических дюймов (34,1 л). Некоторые источники утверждают, что двигатель P.16 гарантированно развивал мощность 900 л.с. (671 кВт) на высоте 12 000 футов (3658 м) при массе всего 1150 фунтов (522 кг). Мощность в 900 л.с. (671 кВт) кажется низкой, особенно по сравнению с ожидаемыми характеристиками двигателя Super Prince.
Многочисленные источники предполагают, что конфигурация P.16 была изменена из-за проблем с длиной двигателя в сочетании с чрезмерными крутильными колебаниями и нагрузкой на длинный коленчатый вал V-образного 16-цилиндрового двигателя. С новой переработанной компоновкой P.16 представлял собой Н-образный 16-цилиндровый двигатель коленчатыми валами, четырьмя блоками по четыре цилиндра и мощностью 1540 л.с. (1148 кВт). Данное значение мощности представляется более разумным, чем указанные ранее 900 л.с. (671 кВт), но некоторые источники приводят цифру в 1540 л.с. (1148 кВт) в качестве предварительной оценки мощности другого двигателя (P.24 Monarch). Иногда Н-образный 16-цилиндровый двигатель упоминался как P.16 Queen, но Queen было ранним названием двигателя P.24 Monarch. Возможно, Н-образного 16-цилиндрового двигателя никогда не существовало, и на протяжении многих лет за него ошибочно принимали P.24.
В ряде источников описана третья компоновка двигателя P.16. В них он предстает как U-образный двигатель с двумя рядными восьмицилиндровыми двигателями, установленными параллельно и соединенными с общим карданным валом. 31 января 1936 года компания FAC и Арчибальд Форсайт подали заявку на патент (британский патент 469 615) на такую конфигурацию двигателя. Однако эта дата наступила после того, как компания FAC прекратила работы по двигателю P.16, а на чертежах изображен 12-цилиндровый двигатель. И H-образная, и U-образная конфигурации 16-цилиндрового двигателя привели к значительному увеличению массы авиамотора – до примерно 1500 фунтов (680 кг).
некоторые источники утверждают, что двигатель P.16 на самом деле представлял собой два рядных восьмицилиндровых двигателя, установленных параллельно и соединенных с общим карданным валом. Хотя никаких чертежей U-образного 16-цилиндрового двигателя обнаружено не было, компания FAC и Арчибальд Форсайт получили британский патент ((№469615) на аналогичный двигатель. Конструкция U-образного 12-цилиндрового двигателя, вероятно, была скорее шагом в сторону P.24, нежели развитием P.16. Обратите внимание на ствол пушки (c), расположенный между блоками цилиндров
Вместо перехода к 16-цилиндровому двигателю в октябре 1935 года в компании FAC была начата разработка нового авиационного двигателя. Фактически, в первоисточниках мало свидетельств того, что двигатель P.16 или H-образная конфигурация 16-цилиндрового двигателя когда-либо серьезно рассматривались. Новый двигатель сохранил диаметр цилиндра и ход поршня авиамотора P.12, но использовал Н-образную компоновку четырьмя блоками по шесть цилиндров. Новый 24-цилиндровый Н-образный двигатель получил название Fairey P.24 Monarch.
Источники:
- Fairey Aircraft since 1915 by H. A. Taylor (1988)
- British Piston Aero-Engines and their Aircraft by Alec Lumsden (2003)
- World Encyclopedia of Aero Engines by Bill Gunston (2006)
- Memorandum Report on Fairey P-24 (Monarch) Engine by B. Beaman, F. L. Prescott, E. A. Wolfe, and Opie Chenoweth (22 August 1941)
- “Improvements in or relating to the Induction and Lubrication Systems of an Internal Combustion Engine” British patent 402,602 by Fairey Aviation Company and Archibald Graham Forsyth (granted 7 December 1933)
- “Improvements in or relating to the Cylinder Block and Crank Case of an Internal Combustion Engine” British patent 406,118 by Fairey Aviation Company and Archibald Graham Forsyth (granted 22 February 1934)
- “Improvements in or relating to Power Plants for Aircraft” British patent 469,615 by Fairey Aviation Company and Archibald Graham Forsyth (granted 29 July 1937)
- “Fairey Battle Database” by W. A Harrison Aeroplane (June 2016)
источник: https://oldmachinepress.com/2017/10/05/fairey-p-12-prince-aircraft-engine/
перевод впервые опубликован – https://vk.com/@710541705-aviacionnye-dvigateli-fairey-p12-prince-velikobritaniya
