Liberty L-12 | |
---|---|
Тип: | V-подібний двигун |
Країна: | США |
Виробництво: | |
Конструктор: | Джессі Г. Вінсент і Елберт Дж. Голл |
Рік створення: | 1917 |
Виробник: | Packard, Buick, Ford, Cadillac, Lincoln, Marmon |
Роки виробництва: | 1917- |
Виготовлено: | 20748 шт. |
Модифікації: | Liberty L-4, Liberty L-6, Liberty L-8 |
Маса і габарити | |
Суха маса: | 383,3 кг |
Довжина: | 1711 мм |
Ширина: | 685,8 мм |
Висота: | 1054,1 мм |
Робочі характеристики | |
Об'єм: | 27,03 л |
Потужність: | 400 к.с. |
Злітна потужність: | при 2000 об/хв 449 к.с. |
Хід поршня: | 178 мм |
Кількість циліндрів: | 12 |
Діаметр циліндрів: | 127 мм |
Клапани: | по 2 на циліндр, привод SOHC |
Ступінь стиснення: | 5,4:1 (у морських 5:1) |
Питома витрата палива: | 0,43 л/кВт/год кг/к.с.·год |
Питома потужність: | 0,87 кВт/кг к.с./кг |
Ліберті Л-12 (англ. Liberty L-12) — американський авіаційний 12-циліндровий V-подібний двигун з водяним охолодженням, з розвалом блоків циліндрів у 45°, робочим об'ємом 27 л (1649 кубічних дюймів) і потужністю 400 кінських сил (300 кВт). Двигун масово випускався під час Першої світової війни, був поширений у багатьох країнах і використовувався аж до Другої світової війни.
У травні 1917 року, через місяць після того, як Сполучені Штати Америки оголосили війну Німеччині, федеральна оперативна група, відома як Рада з літакобудування[en], викликала двох провідних конструкторів двигунів, Джессі Г. Вінсента (з компанії-виробника автомобілів Packard у Детройті) та Елберта Дж. Голла (з компанії Hall-Scott Motor Co., Берклі, Каліфорнія) до Вашингтону. Вони отримали завдання якнайшвидше спроектувати авіаційний двигун, який би міг конкурувати, якщо не перевершувати, з двигунами Великої Британії, Франції та Німеччини. Рада уточнила, що двигун має мати якомога вище відношення потужності до маси і бути адаптованим до умов масового виробництва.
Рада запросила Вінсента і Голла 29 травня 1917 року до готелю «Віллард[en]» у Вашингтоні, де їх попросили залишитися, допоки вони не виготовлять набір основних креслеників нового двигуна. Всього через п'ять днів Вінсент і Голл покинули «Віллард» із завершеним проектом[1] конструкції двигуна з верхнім розташуванням розподільного вала та приводом клапанів через коромисла (SOHC).
У липні 1917 року восьмициліндровий прототип, складений на заводі компанії Packard у Детройті, прибув до Вашингтона для випробувань, а уже в серпні 12-циліндрову версію випробували та схвалили до виробництва.
Восени 1917 року Військовий департамент розмістив замовлення на 22 500 двигунів «Liberty», розділивши контракт між виробниками автомобілів та двигунів Buick, Ford, Cadillac, Lincoln, Marmon та Packard. Компанію Елберта Дж. Голла Hall-Scott Motor Co. з Каліфорнії порахували замалим підприємством, щоб отримати замовлення на виробництво. Модульна конструкція двигуна сприяла кооперації виробництва на декількох заводах[2].
Генрі Форду запропонували освоїти виробництво та забезпечити постачання циліндрів для нового двигуна. Технологи швидко розробили вдосконалену техніку обробки сталі, що обумовило зростання виробництва циліндрів з 151 на день до понад 2000; в кінцевому підсумку компанія випустила всі 433 826 загалом виготовлених циліндрів, а також 3950 комплектних двигунів[3]. Компанія Lincoln у рекордно короткі терміни збудувала новий завод, повністю орієнтований на виробництво двигунів «Liberty», і виготовила 2000 двигунів за 12 місяців. До моменту перемир'я з Німеччиною різними компаніями було випущено 13 574 двигуни «Liberty», досягнувши темпу виробництва 150 двигунів на день. Виробництво продовжувалося і після війни: загалом 20 478 двигунів було виготовлено від 4 липня 1917 і до 1919 року[4].
Коли Сполучені Штати вступили у Першу світову війну компанії Cadillac, підрозділу General Motors було запропоновано виробляти новий авіаційний двигун «Liberty», але засновник General Motors Вільям Дюрант був пацифістом і не хотів, щоб його корпорація чи її підрозділ використовувалися для виробництва військової продукції. Це призвело до того, що співзасновник Генрі Ліланд покинув Cadillac, щоб сформувати нову Lincoln Motor Company для виробництва двигунів «Liberty». Він швидко отримав урядовий контракт на суму 10 000 000 доларів для виробництва 6 000 двигунів[5]. Згодом замовлення було збільшене до 9000 одиниць, з можливістю виробництва ще 8000 одиниць, якщо вони будуть потрібні уряду[6]. (Згодом Дюрант передумав, і двигуни випускали Cadillac і Buick[7]).
За календарний 1918 рік було випущено понад 16 000 двигунів «Liberty». До 11 листопада 1918 року було випущено понад 14 000 двигунів «Liberty»[8]. Компанія Lincoln виготовила 6500 двигунів до припинення виробництва у січні 1919 року[9].
Двигун «Liberty» мав модульну конструкцію, завдяки чому чотири або шість циліндрів можна було використовувати в одному або двох банках, дозволяючи компонувати рядні четвірки, V-8, рядні шістки або V-12.
Конструкцію об'єднував у єдине ціле картер з литого алюмінієвого сплаву, що складався з двох частин. Дві частини становили верхню та нижню половини завершеної збірки і скріплювалися разом болтами, розташованими по зовнішньому периметру. Як це було звичайно для того часу, циліндри були окремо виготовлені з кованих сталевих труб з тонкими металевими кожухами, що оточували їх, щоб забезпечити потік охолоджувальної води.
Розподільний вал з верхнім розташуванням (SOHC) для кожної групи циліндрів приводив у дію по два клапани на циліндр. Кожен розподільний вал урухомлювався вертикальним приводним валом, розміщеним у задній частині кожного ряду циліндрів. Компанія Delco Electronics забезпечувала двигун системою запалювання, а компанія Zenith — карбюраторами. Суха маса двигуна становила 383 кг (844 фунти).
52 штуки шестициліндрової версії Liberty L-6, яка дуже нагадувала силові установки Mercedes та BMW за зовнішнім виглядом, були виготовлені, але не придбані військовиками. Пара з 52 вироблених двигунів була знищена Вільямом Крістмасом[en] під час випробування свого так званого винищувача «Christmas Bullet[en]».
Перевернутий Liberty 12-A, який мав назву V-1650, вироблявся компанією Packard до 1926 року.
Це ж позначення пізніше було застосоване до Packard V-1650 Merlin[en], двигуна з майже ідентичним робочим об'ємом. Це була версія двигуна «Rolls-Royce Merlin» часів Другої світової війни виробництва Packard[10] і його не слід плутати з попередньою версією конструкції на основі «Liberty».
Allison VG-1410 являв собою перевернутий «Liberty L-12» з повітряним охолодженням, оснащений нагнітачем з редукторним приводом, епіциклічною зубчастою передачею приводу пропелера і зі зменшеним діаметром циліндра до 45⁄8 дюйма (120 мм), що забезпечувало менший робочий об'єм у 1,411 кубічних дюймів(23,12 літра)[11][12].
6-циліндровий варіант «Liberty L-12» на прізвисько «Liberty Six» складався з однієї групи циліндрів, в результаті чого двигун мав сильну зовнішню схожість з «рядними шістками» (англ. straight-six) як Mercedes D.III, так і BMW III, німецькими авіаційними двигунами часів Першої світової війни з робочим об'ємом 825 кубічних дюймів (13,5 л)
8-циліндровий V-подібний (45°) варіант двигуна «Liberty» з робочим об'ємом у 1009,6 кубічних дюймів (18,0 л).
М-5 — радянський V-подібний авіадвигун водяного охолодження, клон авіадвигуна «Liberty L-12», виготовлений у 1922 році за документацією, виконаною у метричній системі на основі трофейного зразка.
Танковий двигун «Nuffield Liberty» був ліцензований та виготовлений під час Другої світової війні британським виробником автомобілів Nuffield[en]. Він використовувався у ранніх крейсерських танках Crusader, Cavalier і, нарешті, в танках Cromwell. Це був двигун об'ємом 27 л (1649 кубічних дюймів) потужністю 340 к.с. (250 кВт), який виявився недостатнім для транспортних засобів зі зростаючою у ході війни масою, а також мав численні проблеми з охолодженням та надійністю[13].
Даигун «Nuffield Liberty» пройшов через декілька версій модернізації[14]:
Перше застосування двигун Liberty знайшов в авіації.
Двигун також використовувався у дирижаблі RN-1 (Zodiac)[en].
Будучи призначеним для використання у літаках двигун забезпечував хороше співвідношення потужності та маси. Це зробило його перспективним для використання в сухопутних транспортних засобах.
Двигун було обрано для двох спроб встановлення рекорду наземної швидкості:
Обидві конструкції забезпечили встановлення нових рекордів швидкості. Обидва автомобілі розбилися під час подальших спроб, в результаті чого загинули водії та оператор кінохроніки.
Ще у 1917 році двигун «Liberty» показав непоганий потенціал для використання як у танках, так і в літаках. Англо-американський танк Марк VIII[en] був спроектований у 1917-18 роках. Американська версія використовувала адаптацію двигуна Liberty V-12 потужністю 300 к.с. (220 кВт) з чавунними циліндрами, замість штампованих сталевих у базовому варіанті. У 1919-20 роках було виготовлено сто танків на Рок-Айлендському арсеналі, але це було занадто пізно для Першої світової війни. Врешті-решт вони були продані Канаді для навчального використання у 1940 році, за винятком двох, які збереглися.
У міжвоєнний період Джон Волтер Крісті поєднав авіаційні двигуни з новою конструкцією підвіски, що дало можливість створити швидкий та високомобільний танк. Використовуючи концепцію підвіски Крісті, радянська військова промисловість обрала та скопіювала «Liberty» для танків БТ-2 і БТ-5. Демонстрація цих танків стала несподіванкою для британців внаслідок чого конструктивні рішення Крісті були ліцензовані та використані у британському танку A-13[en].
З початком Другої світової війни Nuffield, виробник британських крейсерських танків, ліцензував та реконструював «Liberty» для використання в A13 (виготовлений як Cruiser Mk III) та пізніше встановлював на крейсерських танках, варінт двигуна з потужністю 340 к.с. (410 к.с. у версії Mark IV). У пізніших британських танках він був замінений на «Rolls-Royce Meteor[en]», двигун на базі авіаційного двигуна «Rolls-Royce Merlin», що видавав більшу потужність (600 к.с.).
Двигуни «Nuffield Liberty» декількох модифікацій використовувались у британських танках від середини міжвоєнного періоду до Другої світової війни:
HD-4 або Hydrodome number 4, розроблений вченим Александером Гремом Беллом був першим дослідним плавзасобом на підводних крилах. У 1919 році він встановив світовий морський рекорд швидкості на воді — 114,84 км/год, на судні, оснащеному двома двигунами Liberty L-12 потужністю 350 к.с. кожний.
Винахідник, підприємець і гонщик на човнах Гар Вуд[en] встановив новий рекорд швидкості на воді 74,870 милі/год (120,492 км/год) у 1920 році на новому човні під назвою «Міс Америка» з двома двигунами Liberty V-12. Протягом наступних дванадцяти років Вуд побудував ще дев'ять суден під назвою «Міс Америка» з порядковими номерами та двигунами Packard V-12, і побив рекорд п'ять разів, піднявши його до 124,860 милі/год (200.943 км/год). Він також за кермом свого човна «Міс Америка» виграв п'ять прямих перегонів за Золотий кубок[en] на моторних човнах у період між 1917 і 1921 роками, а також виборював престижний трофей Кубок Гармсворта[en] дев'ять разів між 1920 і 1933 роками.
Декілька двигунів «Liberty» збереглися у відновлених діючих та статичних транспортних засобах.
Зразки самого двигуна побачити:
{{cite web}}
: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title (посилання)