رولز رويس جريفون

وفقًا لمذكرات آرثر روبرا ، تم اختبار نسخة مخفضة من محرك " R "، المعروف باسم جريفون في ذلك الوقت، في عام 1933. هذا المحرك، R11 ، ^{[ 1 ]} الذي لم يطير أبدًا، تم استخدامه لتطوير "بازارد ذو الشحن الفائق المعتدل" (والذي لم يتم المضي فيه إلا بعد فترة طويلة)، ولم تكن له علاقة مباشرة بجريفون الذي تم إنتاجه بكميات كبيرة في الأربعينيات.

في عام ١٩٣٨، تواصل سلاح الجو التابع للبحرية الملكية مع شركة رولز رويس وسألها عما إذا كان بالإمكان تصميم نسخة أكبر من محرك ميرلين. كانت المتطلبات أن يتمتع المحرك الجديد بقوة جيدة على ارتفاعات منخفضة، وأن يكون موثوقًا وسهل الصيانة. ^{[ ٢ ]} بدأ العمل على تصميم المحرك بعد ذلك بوقت قصير. ^{[ ملاحظة ١ ]} كانت عملية التصميم سلسة نسبيًا مقارنةً بعملية تصميم محرك ميرلين، وقد تم تشغيل أول نموذج أولي من ثلاثة نماذج من محرك جريفون ١ لأول مرة في قسم التجارب في ٣٠ نوفمبر ١٩٣٩. ^{[ ٣ ] [ ٤ ]}

على الرغم من أن محرك غريفون صُمم للطائرات البحرية، اقترح إن إي رو، من وزارة الطيران، في 8 نوفمبر 1939، تركيبه في طائرة سبيتفاير . وبعد ثلاثة أسابيع، مُنحت شركة سوبرمارين الإذن بدراسة إمكانية تكييف محرك غريفون مع طائرة سبيتفاير؛ وأصدرت سوبرمارين "المواصفات 466" في 4 ديسمبر. أدى هذا القرار إلى تغيير في توزيع ملحقات المحرك لتقليل مساحته الأمامية قدر الإمكان. ^{[ 4 ]} بلغت المساحة الأمامية لمحرك غريفون الأساسي 7.9 قدم مربع (0.73 متر ^مربع ) مقارنةً بـ 7.5 قدم مربع (0.70 متر ^مربع ) لمحرك ميرلين، على الرغم من سعة محرك غريفون الأكبر بكثير. ^{[ 5 ]} تم تشغيل هذا المحرك المُعاد تصميمه لأول مرة في 26 يونيو 1940، ودخل حيز الإنتاج باسم غريفون 2.  

في أوائل عام 1940، ومع اقتراب معركة بريطانيا المتوقعة ، وبناءً على أوامر اللورد بيفربروك ، وزير إنتاج الطائرات ، تم إيقاف العمل على المحرك الجديد مؤقتًا للتركيز على محرك ميرلين الأصغر سعة 27  لترًا ( 1650 بوصة مكعبة ) والذي تجاوز بالفعل الإنتاج الذي تم تحقيقه مع محرك جريفون المبكر.

بالمقارنة مع تصميمات رولز رويس السابقة، تميز محرك جريفون بالعديد من التحسينات، مما يعني أنه كان أكبر حجماً بقليل فقط من محرك ميرلين، على الرغم من سعته الأكبر بنسبة 36% والتي تبلغ 37 لترًا (2240 ​​بوصة مكعبة ). ^{[ 2 ]} 

كان أحد الاختلافات المهمة هو دمج محركي عمود الكامات والمغناطيس في وحدة تخفيض سرعة المروحة في مقدمة المحرك، بدلاً من استخدام نظام تروس منفصل يعمل من الطرف الخلفي لعمود المرفق ؛ مما سمح بتقليل الطول الإجمالي للمحرك، فضلاً عن جعل نظام نقل الحركة أكثر موثوقية وكفاءة. [ ^{6 ] [ ملاحظة 2 ]} كما تم نقل محرك الشاحن التوربيني من مقدمة المحرك، الأمر الذي تطلب عمودًا طويلًا يمتد إلى موقعه في الجزء الخلفي من المحرك. ^{[ 7 ]}

كان تزييت عمود المرفق في محرك ميرلين يتم عبر قناة محفورة في كتلة المحرك لتغذية كل محمل رئيسي، ثم إلى محمل الطرف الكبير الثانوي المجاور عبر قناة في عمود المرفق نفسه. وكان محور المرفق ثانيًا في ترتيب تدفق الزيت وضغطه بعد المحمل الرئيسي، حيث كان الزيت يمر عبر المحمل الرئيسي أولًا. وقد حسّن محرك جريفون هذا الترتيب، إذ كان أول محرك طائرات إنتاجي من رولز رويس يستخدم عمود مرفق مجوفًا كوسيلة لتزييت المحامل الرئيسية ومحامل الطرف الكبير، حيث كان الزيت يُغذى من كل طرف من أطراف عمود المرفق، مما يضمن تدفقًا متساويًا لجميع المحامل. ^{[ 6 ] [ 8 ]}

وفي تغيير آخر عن المألوف، تم تركيب مغناطيس مزدوج عالي الكفاءة من إنتاج شركة BTH أعلى غلاف تخفيض سرعة المروحة؛ ^{[ 9 ]} بينما كانت تصاميم رولز رويس السابقة تستخدم مغناطيسين مزدوجين مثبتين في الجزء الخلفي من المحرك. ^{[ 10 ]}

أدخلت سلسلة غريفون 61 شاحنًا توربينيًا ثنائي المراحل وتغييرات تصميمية أخرى: حيث تم وضع مضخات زيت الضغط داخل حوض الزيت، وبُذلت جهود لإزالة أكبر عدد ممكن من الأنابيب الخارجية. ^{[ 11 ]} بالإضافة إلى ذلك، نُقلت آلية تشغيل الشاحن التوربيني إلى عمود المرفق في الجزء الخلفي من المحرك، عبر عمود التواء قصير، بدلاً من الجزء الأمامي للمحرك، باستخدام عمود إدارة طويل كما هو الحال في طرازات غريفون السابقة. ^{[ 7 ]}

انتهى إنتاج النسخة الجوية من طائرة جريفون في ديسمبر 1955، بينما استمر إنتاج النسخة البحرية، وهي طائرة سي جريفون ، لصالح عمليات الإطلاق عالية السرعة التابعة لسلاح الجو الملكي البريطاني. ^{[ 12 ]}

من مجلة جينز آند فلايت. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

الأسطوانات

اثنتا عشرة أسطوانة مصنوعة من فولاذ عالي الكربون، ذات بطانات رطبة عائمة ^{[ 15 ]} ، مثبتة في كتلتين أسطوانيتين من قطعتين مصنوعتين من سبائك الألومنيوم المصبوب ، لكل منهما رأس وجوانب منفصلة. بطانات الأسطوانات مطلية بالكروم في تجاويفها لمسافة 64 مم (2.5 بوصة ) من الرأس. ^{[ 15 ]} كتل الأسطوانات مثبتة بزاوية 60 درجة على الأسطح العلوية المائلة لعلبة المرافق المكونة من قطعتين. رؤوس الأسطوانات مزودة بأدلة صمامات سحب من الحديد الزهر، وأدلة صمامات عادم من برونز الفوسفور ، ومقاعد صمامات قابلة للتجديد مصنوعة من سبيكة فولاذية "سيلكروم". يبرز شمعتا إشعال متقابلتان قطريًا في كل غرفة احتراق .  

المكابس

مصنوعة من سبائك " RR59 " المطروقة . دبابيس مفصلية عائمة بالكامل من فولاذ النيكل والكروم المقوى. حلقتان للتحكم في الزيت، إحداهما للضغط والأخرى مثقوبة ، فوق دبوس المفصل، وحلقة أخرى مثقوبة للتحكم في الزيت أسفله.

أذرع التوصيل

قطع حديدية مطروقة من النيكل والفولاذ على شكل حرف H، تتكون كل قطعة من قضيب عادي وآخر متشعب . يحمل القضيب المتشعب كتلة محمل من النيكل والفولاذ، والتي بدورها تستوعب أغلفة محامل من سبيكة البرونز الرصاصي مدعومة بالفولاذ. ويحتوي الطرف الصغير لكل قضيب على جلبة عائمة من البرونز الفوسفوري .

عمود المرفق

قطعة واحدة، مصنعة من سبيكة فولاذية من النيكل والكروم والموليبدينوم ، مُقسّاة بالنيتروجين . متوازنة سكونيًا وديناميكيًا . سبعة محامل رئيسية وستة أذرع. قناة زيت داخلية، بتغذية من كلا الطرفين، تُستخدم لتوزيع مواد التشحيم على المحامل الرئيسية ومحامل الطرف الكبير. ^{[ 6 ]} محمل أمامي "عائم" يتكون من حلقة مسننة داخليًا مثبتة بمسامير على عمود المرفق، تتعشق مع حلقة شبه عائمة وتتضمنها، ومُسننة داخليًا على عمود توصيل قصير . عمود التوصيل مُسنن من الطرف الأمامي على عجلة قيادة علبة تروس تخفيض سرعة المروحة. ^{[ 6 ]} دوران باتجاه عقارب الساعة عند النظر إليه من الخلف.

علبة المرافق

قطعتان مصبوبتان من سبائك الألومنيوم متصلتان على خط المنتصف الأفقي. يحمل الجزء العلوي علبة العجلات، وكتل الأسطوانات، وجزءًا من غلاف علبة تروس تخفيض سرعة المروحة ؛ ويحمل محامل عمود المرفق الرئيسية (أغلفة من الفولاذ الطري المنقسمة والمبطنة بسبائك الرصاص والبرونز). يشكل النصف السفلي حوض الزيت، ويحمل مضخة زيت الضغط الرئيسية، ومضخة تشغيل تغيير سرعة الشاحن التوربيني، ومضختي سحب الزيت. كما يضم مضخة التبريد الرئيسية التي تعمل عبر نفس مجموعة التروس التي تعمل بها مضخات الزيت.

علبة العجلات

هيكل مصبوب من سبائك الألومنيوم مثبت في الجزء الخلفي من علبة المرافق. يحمل الشاحن التوربيني؛ ويحتوي على محركات الشاحن التوربيني، ووصلة علبة التروس المساعدة، ومؤشر سرعة المحرك، ووحدة السرعة الثابتة للمروحة الهوائية، ومضخة التبريد البيني ومضخة الوقود، بالإضافة إلى مضخات الزيت وسائل التبريد في النصف السفلي من علبة المرافق.

آلية الصمامات

صمامان للسحب وصمامان للعادم من فولاذ " KE965 " الأوستنيتي النيكل-الكروم لكل أسطوانة. تتميز صمامات العادم بسيقان مبردة بالصوديوم . طلاء واقٍ من " Brightray " (النيكل-الكروم) يغطي كامل سطح الاحتراق ومقعد صمامات العادم، ومقعد صمامات السحب فقط. يُغلق كل صمام بواسطة زوج من النوابض الحلزونية متحدة المركز . عمود كامة واحد بسبعة محامل، يقع في منتصف الجزء العلوي من كل رأس أسطوانة، يُشغل 24 ذراعًا فولاذيًا منفردًا ؛ 12 منها تدور حول عمود ذراع على الجانب الداخلي للسحب من الكتلة لتشغيل صمامات العادم، والباقي يدور حول عمود على جانب العادم من الكتلة لتشغيل صمامات السحب.

على الرغم من شيوع مقارنة محركات المكابس المختلفة وإمكانات أدائها بالرجوع إلى سعة المحرك أو حجمه المُزاح ، إلا أن هذا لا يُعطي قراءة دقيقة لقدرات المحرك. ووفقًا لـ AC Lovesey ، الذي كان مسؤولًا عن تطوير محرك Merlin، ^{[ ملاحظة 3 ]} "لا يزال الانطباع السائد هو أن السعة الثابتة المعروفة بالحجم المُزاح هي أساس مقارنة القدرة الناتجة المحتملة لأنواع المحركات المختلفة، ولكن هذا ليس صحيحًا لأن قدرة المحرك تعتمد فقط على كتلة الهواء التي يمكن استهلاكها بكفاءة، وفي هذا الصدد، يلعب الشاحن التوربيني الدور الأهم." ^{[ 16 ]}

على عكس محرك ميرلين، صُمم محرك غريفون منذ البداية لاستخدام شاحن توربيني أحادي المرحلة يعمل بعلبة تروس هيدروليكية ثنائية السرعات؛ صُممت الإصدارات الإنتاجية الأولى، سلسلة غريفون II وIII وIV وVI، لتقديم أقصى قدرة لها على ارتفاعات منخفضة، واستُخدمت بشكل رئيسي من قبل سلاح الجو التابع للبحرية الملكية. تميزت سلسلة غريفون 60 و70 و80 بشاحن توربيني ثنائي المرحلة، وحققت أقصى قدرة لها على ارتفاعات منخفضة إلى متوسطة. أما محركات سلسلة غريفون 101 و121 و130، والتي يُشار إليها مجتمعة باسم غريفون 3 SML ، ^{[ 17 ]} فقد استخدمت شاحنًا توربينيًا ثنائي المرحلة ثلاثي السرعات، مع إضافة مجموعة من تروس "الشاحن التوربيني المنخفض (LS)" إلى تروس "الشاحن التوربيني المتوسط" و"الشاحن التوربيني الكامل" (MS وFS) الموجودة مسبقًا. ^{[ 17 ]} تمثل تعديل آخر في زيادة أقطار كلا المروحتين، مما زاد من الارتفاعات المقدرة التي يمكن عندها توليد أقصى قدرة في كل ترس. ^{[ 18 ]} بينما استمر محرك جريفون 101 في تشغيل مروحة خماسية الشفرات، صُممت سلسلتا 121 و130 لتشغيل مراوح متقابلة الدوران. ^{[ 17 ]} في عام 1946، تم تركيب محرك جريفون 101 على طائرة سوبرمارين سبايتفول XVI، RB518 (وهي طائرة إنتاجية مُعاد تزويدها بمحرك Mk.XIV)؛ وقد حققت هذه الطائرة سرعة قصوى بلغت 494  ميلاً في الساعة (795  كم/ساعة) مع كامل التجهيزات العسكرية. ^{[ 19 ]}

سرعان ما اكتشف الطيارون الذين انتقلوا من طائرات سبيتفاير المزودة بمحركات ميرلين إلى طائرات سبيتفاير المزودة بمحركات جريفون، أن الطائرة تميل إلى اليمين عند الإقلاع بدلاً من اليسار، وذلك لأن مروحة محرك جريفون تدور في الاتجاه المعاكس لمروحة محرك ميرلين. ^{[ 20 ] [ ملاحظة 4 ]} وقد برز هذا الميل بشكل أكبر مع محركات جريفون الأقوى من سلسلتي 60 و80، المزودة بمراوح خماسية الشفرات. ونتيجة لذلك، كان على الطيارين تعلم تطبيق تعديل الميل إلى اليسار (الجانب الأيسر) عند الإقلاع، بدلاً من تعديل الميل إلى اليمين (الجانب الأيمن) الذي اعتادوا عليه. ^{[ 21 ]} عند الإقلاع، كان لا بد من فتح الخانق ببطء، لأن الميل الشديد إلى اليمين قد يؤدي إلى انحراف الطائرة بشكل جانبي وتآكل الإطارات بشكل كبير. ^{[ 22 ]}

زُوِّدت بعض طائرات سبيتفاير XIV و21 و24 التجريبية بمراوح دوارة عكسية ، مما أدى إلى إلغاء تأثير عزم الدوران. حالت مشاكل مبكرة في علبة التروس المعقدة اللازمة للمراوح الدوارة العكسية دون تشغيلها فعليًا في طائرات سبيتفاير، ولكنها استُخدمت في طائرات لاحقة، بما في ذلك طائرات سيفاير FR. Mk 46 وF وFR.47، التي زُوِّدت بمحركات جريفون 87 التي تُشغِّل مراوح دوارة عكسية كتجهيز قياسي. ^{[ 23 ]} كما استُخدمت سلسلة محركات جريفون 57 و57A، المُثبَّتة في محطات توليد الطاقة العالمية (UPP) والتي تُشغِّل مراوح دوارة عكسية، في طائرات الدوريات البحرية أفرو شاكلتون . ^{[ 24 ]}

تم تجهيز العديد من طائرات موستانج الأمريكية الشمالية التي شاركت في سباقات الفئة المفتوحة في سباقات رينو الجوية بمحركات جريفون. تشمل هذه الطائرات ريد بارون (NL7715C)، بالإضافة إلى طائرة P-51XR بريشوس ميتال (N6WJ) المصممة خصيصًا، وطائرة ميس آشلي II الهجينة (N57LR) التي تجمع بين خصائص موستانج وليرجيت . ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]} في جميع الحالات، استُخدمت محركات جريفون ذات مراوح متقابلة الدوران، مأخوذة من قاذفات أفرو شاكلتون الدورية. وتُعد طائرة ريد بارون RB51 جديرة بالذكر لحصولها على الرقم القياسي العالمي للسرعة في سباق 3 كيلومترات بمحرك مكبسي، والذي سجله الاتحاد الدولي للطيران (FAI) من عام 1979 إلى عام 1989، حيث بلغت سرعتها 499.018 ميلًا في الساعة (803.1 كيلومترًا في الساعة) .  

هيمنت زوارق "ميس بودوايزر أنليميتد" المائية لعام 1980 على حلبة السباق بمحرك رولز رويس جريفون. وكانت آخر الزوارق التنافسية ذات المحركات المكبسية، قبل أن تحل المحركات التوربينية محلها.

في سباقات جرّ الجرارات الحديثة ، تُستخدم محركات جريفون أيضًا، إما مفردة أو مزدوجة، وتبلغ قدرة كل منها 3500  حصان (2600  كيلوواط). ^{[ 33 ]}

• وزارة الطيران. ملاحظات الطيار لطائرات سبيتفاير XIV و XIX؛ محرك جريفون 65 أو 66. لندن: وزارة الطيران، 1946.
• بريدجمان، ل. (محرر) (1989) طائرات جينز المقاتلة في الحرب العالمية الثانية. كريسنت. ISBN 0-517-67964-7
• كارفيل، روجر. "مجلة إيروبلين تفحص طائرة أفرو شاكلتون". مجلة إيروبلين، مؤرشفة في 13 يوليو 2016 في آلة Wayback ، العدد 2، المجلد 38، العدد 442، فبراير 2010.
• غانستون، بيل. الموسوعة العالمية لمحركات الطائرات: من الرواد إلى يومنا هذا . الطبعة الخامسة، ستراود، المملكة المتحدة: ساتون، 2006. ISBN 0-7509-4479-X
• لوفيسي، سيريل. "تطوير محرك رولز رويس ميرلين من عام 1939 إلى عام 1945". مجلة هندسة الطائرات . لندن: يوليو 1946
• لومسدن، أليك. محركات المكابس البريطانية وطائراتها . مارلبورو، ويلتشير: دار نشر إيرلايف، 2003. ISBN 1-85310-294-6.
• برايس، ألفريد. قصة سبيتفاير . الطبعة الثانية، لندن: دار نشر آرمز آند آرمور، 1986. ISBN 0-85368-861-3.
• روبرا، محركات رولز رويس المكبسية للطائرات: ذكريات مصمم: سلسلة تاريخية رقم 16  : مؤسسة رولز رويس للتراث، 1990. ISBN 1-872922-00-7
• وايت، غراهام. محركات الطائرات المكبسية للحلفاء في الحرب العالمية الثانية: تاريخ وتطوير محركات الطائرات المكبسية التي أنتجتها بريطانيا العظمى والولايات المتحدة خلال الحرب العالمية الثانية . وارينديل، بنسلفانيا: SAE International، 1995. ISBN 1-56091-655-9
• "تصميم كلاسيكي؛ رولز رويس جريفون ثنائية المرحلة (مقال وصور)." مجلة الطائرة ، 21 سبتمبر 1945.
• " رولز رويس جريفون (65) (مقال وصور). " مجلة الطيران ومهندس الطائرات ، العدد 1917، المجلد 48، 20 سبتمبر 1945.
• " رولز رويس جريفون 130 (مقال وصور). " مجلة الطيران ومهندس الطائرات ، العدد 1933، المجلد 49، 10 يناير 1946.
• محركات الطائرات البريطانية (مقال وصور). " مجلة الطيران ومهندس الطائرات ، العدد 2468، المجلد 69، 11 مايو 1956".
• " ملكة جمال بودوايزر لعام 1980 (مقال). " مجلة سكيد فين، 2003، المجلد 1، العدد 2.