رولز رويس نيني

محرك رولز رويس RB.41 نين هو محرك نفاث توربيني بريطاني يعمل بضاغط طرد مركزي ، يعود تاريخه إلى أربعينيات القرن العشرين. كان نين إعادة تصميم كاملة، وليس مجرد نسخة مكبرة من محرك رولز رويس ديروينت ، ^{[ 1 ]} حيث بلغ عزمه التصميمي المستهدف 22 كيلو نيوتن (5000 رطل) ، مما جعله أقوى محرك في عصره. تم تشغيله لأول مرة عام 1944، وكان ثالث محرك نفاث من إنتاج رولز رويس يدخل حيز الإنتاج، وقد تم تشغيله لأول مرة بعد أقل من ستة أشهر من بدء تصميمه. وقد سُمي تيمناً بنهر نين، تماشياً مع تقليد الشركة في تسمية محركاتها النفاثة بأسماء الأنهار.  

لم يُستخدم هذا التصميم على نطاق واسع في تصميمات الطائرات البريطانية، إذ تم تجاهله لصالح محرك أفون ذي التدفق المحوري الذي تلاه. واقتصر استخدامه الواسع في المملكة المتحدة على طائرتي هوكر سي هوك وسوبرمارين أتاكر . أما في الولايات المتحدة، فقد تم تصنيعه بموجب ترخيص تحت اسم برات آند ويتني J42 ، وكان يُستخدم في طائرة غرومان F9F بانثر . وكان استخدامه الأكثر انتشارًا في شكل محرك كليموف VK-1 ، وهو نسخة مُعدّلة ومُكبّرة تم هندستها عكسيًا ، وتولّد قوة دفع تبلغ حوالي 27 كيلو نيوتن ، وقد استُخدم في طائرة ميكويان-غوريفيتش ميغ-15 الروسية الصنع ، وهي طائرة مقاتلة ناجحة للغاية تم إنتاجها بأعداد هائلة.  

تم إنتاج نسخة مطورة من سيارة نيني تحت اسم رولز رويس تاي .

صُمم محرك نين نتيجةً لزيارة قام بها ستانلي هوكر إلى الولايات المتحدة في يونيو 1944. اكتشف هوكر أن شركة جنرال إلكتريك كانت تمتلك بالفعل نوعين من المحركات قيد التشغيل، أحدهما محوري والآخر طارد مركزي، بقوة دفع تبلغ 4000 رطل (18 كيلو نيوتن) . عزم هوكر على إنتاج محرك ذي قوة دفع أعلى، وحصل لاحقًا على عقد من وزارة إنتاج الطائرات لتصنيع محرك بقوة دفع تبلغ 4200 رطل (19 كيلو نيوتن)، على أن تكون قوة الدفع المستهدفة في التصميم 5000 رطل (22 كيلو نيوتن) . قام هوكر، بالتعاون مع أدريان لومبارد ، وبيرسون، ومورلي، بتصميم محرك جديد، هو B.41 الذي سُمي لاحقًا نين، بدلًا من توسيع حجم محرك ديروينت. ^{[ 1 ]}      

كان قطر المروحة ذات الوجهين 73 سم (28.8 بوصة) ، مقارنةً بـ 52.5 سم (20.68 بوصة) في محرك ديرونت 1، وذلك لإنتاج تدفق هواء قدره 36 كجم/ث (80 رطل/ثانية) ، بينما بلغ القطر الكلي للمحرك 126 سم (49.5 بوصة ) . ولو تم تكبير حجم محرك ديرونت بنفس قوة الدفع، لكان قطره 150 سم (60 بوصة) . استند تصميم غلاف الضاغط إلى غلاف ضاغط ويتل من النوع 16 W.2/500، والذي كان أكثر كفاءة من الناحية الديناميكية الهوائية من غلاف ديرونت، كما أنه تخلص من مشكلة التشققات. وشملت التحسينات التصميمية الأخرى تسع غرف احتراق جديدة ذات انخفاض ضغط منخفض وكفاءة عالية، طورتها شركة لوكاس ، بالإضافة إلى مروحة صغيرة لتبريد المحمل الخلفي وقرص التوربين. ^{[ ٢ ]} جرت أول محاولة لتشغيل المحرك في ٢٧ أكتوبر ١٩٤٤. تسببت عدة مشاكل في تأخير التشغيل حتى منتصف الليل تقريبًا، حيث جرت محاولة لتشغيله بحضور جميع العاملين تقريبًا من ورديتي النهار والليل. ولخيبة أمل جميع المعنيين بتشغيله، رفض المحرك الاشتعال - إذ كان تحديد موضع جهاز الإشعال عملية تجريبية في ذلك الوقت. وفي محاولة لاحقة، قام دينيس درو، القادم من شركة لوكاس المتخصصة في الاحتراق، والذي أبدى اهتمامًا كبيرًا بمشاكل تطوير المحركات، بإزالة أحد أجهزة الإشعال واستخدم بدلاً من ذلك لهب شعلة أوكسي أسيتيلين لإشعال الوقود في غرفة الاحتراق.       

كان لا بد من أن يكون جهاز الإشعال قريبًا بما يكفي من رذاذ الوقود لإشعاله عند بدء التشغيل، ولكن دون أن يسخن بشكل مفرط عند تعرضه لدرجة حرارة اللهب المستمرة أثناء تشغيل المحرك. وقد شكل القطر الأكبر لغرف احتراق محرك نيني مشكلة في هذا الصدد، ولذا كان من الضروري في التشغيل الأول استخدام اللهب بدلًا من طاقة الشرارة التي كانت تُعتبر كافية في ذلك الوقت. لاحقًا، زُوّد محرك نيني بجهازَي إشعال يعملان باللهب، مع وجود رذاذ وقود بجوار كل منهما. ^{[ 3 ]} وكان اللهب يمتد إلى رذاذ الوقود في غرفة الاحتراق الرئيسية. ثم استُبدلت أجهزة الإشعال التي تعمل باللهب بشمعات إشعال ذات تفريغ سطحي، والتي تتميز بمعدل إطلاق طاقة أعلى بكثير من اللهب. ^{[ 4 ]}

تم تشغيل المحرك حتى وصل إلى قوة دفع تزيد قليلاً عن 4000 رطل (18 كيلو نيوتن) ، وتعالت صيحات الفرح بين الطاقم المُجتمع. إلا أن المحرك كان يعمل بدرجة حرارة أعلى من المتوقع، ولم يتمكن من الوصول إلى قوة دفع 5000 رطل، كما هو مُصمم، دون ارتفاع درجة حرارة التوربين. أصرّ بيرسون، مهندس الأداء، على عدم إجراء أي تشغيل إضافي قبل تركيب ريش التوجيه المُتاحة لمدخل المروحة. عند وصول هوكر في صباح اليوم التالي، وإبلاغه بتركيب ريش المدخل خلال الليل، غمره الفرح لرؤية مؤشر مقياس الدفع يُسجل 5000 رطل (22 كيلو نيوتن) عند نفس درجة الحرارة التي لم تُسجل سوى 4000 رطل في الليلة السابقة، مما جعل محرك B.41 النفاث الأعلى قوة دفع في العالم. كان وزنه حوالي 1600 رطل (730 كجم) . ^{[ 5 ]}        

كانت ريش توجيه مدخل الهواء مستخدمة في محركات ويتل لبعض الوقت. وهي تُحسّن الأداء العام للمحرك بشكل ملحوظ من خلال "مساعدة الهواء على الانعطاف". ^{[ 6 ]} إلا أنها كانت مصنوعة من صفائح معدنية رقيقة، وكثيراً ما كانت تنكسر مُسببةً تلفاً للمحرك. بالنسبة لهوكر، كانت هذه الريش مشكلة ميكانيكية مُقلقة لم يرغب بها، لذا لم يتم تركيبها عند دخول محرك ديروينت الخدمة، على الرغم من أن التوربين كان عليه أن يعمل بدرجة حرارة أعلى بمقدار 90 درجة مئوية لتوفير قوة دفع الإقلاع البالغة 2000  رطل. ومع ذلك، ظل هوكر قلقاً بشأن متانة هذه الريش، لذلك تم بناء أول محرك نين بدونها في البداية. ^{[ 7 ]}

استند تصميم محرك نين إلى النسخة "المستقيمة" من تصميم ويتل الأساسي ، حيث يمر تدفق الهواء مباشرةً عبر المحرك من الأمام إلى الخلف، على عكس النوع "ذي التدفق العكسي" ^{[ 8 ]} ، الذي يعكس اتجاه تدفق الهواء عبر غرفة الاحتراق بحيث يمكن تركيب التوربين داخلها؛ مما يسمح بتصميم محرك أكثر إحكامًا، ولكنه يزيد من فقدان الضغط في غرفة الاحتراق، الأمر الذي يؤثر سلبًا على أداء المحرك. ^{[ 9 ]} ويتولد دفع أقل بنفس معدل تدفق الوقود. وخلال تصميم محرك نين ، قررت رولز رويس ترقيم محركاتها بالإضافة إلى تسميتها، حيث احتفظ محركا ويلاند وديروينت بطرازيهما الأصليين من روفر ، B/23 و B/26 . تقرر لاحقًا أن هذه التسميات النموذجية تشبه إلى حد كبير تسميات قاذفات سلاح الجو الملكي البريطاني (على سبيل المثال، غالبًا ما يتم اختصار " English Electric Canberra B.Mk 2 " إلى " Canberra B.2 ")، فأضيف الحرف "R" في البداية، حيث يشير "R" إلى "Rolls" بينما يشير الحرف "B" الأصلي من Rover إلى Barnoldswick . ^{[ 10 ]} استمر نظام تسمية RB هذا حتى أواخر القرن العشرين، مع تصميمات المحركات التوربينية المروحية مثل RB.199 و RB.203 و RB.211 ؛ أما أحدث عائلة من محركات رولز رويس التوربينية المروحية (وهي تطوير لمحرك RB.211) فتُعرف ببساطة باسم " Rolls-Royce Trent "، مع إعطاء المتغيرات أرقامًا أو سلاسل حروف خاصة بها (مثل Trent 500 و Trent 900 و Trent 1000 و Trent XWB ، إلخ).

أُجريت الاختبارات الجوية المبكرة لطائرة نين على متن طائرة أفرو لانكاستريان التي تشغلها شركة رولز رويس من مطار هاكنال التابع لها. وتم استبدال محركي رولز رويس ميرلين الخارجيين بمحرك نفاث. إلا أن أول رحلة تجريبية لطائرة نين كانت على متن طائرة لوكهيد إكس بي-80 شوتينغ ستار معدلة . ^{[ 11 ]}

بعد مشاهدة محرك نين وهو يعمل، خلال جلسة مشروبات بعد العمل في فندق سوان آند رويال في كليثرو ، وسماع الشكاوى حول عدم وجود أي طلب رسمي لاستخدامه، اقترح أحدهم - يُعتقد أنه ويتل - تصغير حجم محرك نين ليتناسب مع غلاف محرك ميتيور . أجرى جيه بي هيريوت أو لومبارد الحسابات على مفرش طاولة وأعلنا عن قوة دفع تبلغ 3650 رطلًا (16.2 كيلو نيوتن) . في ذلك الوقت، كانوا يحاولون زيادة قوة دفع محرك ديروينت من 2200 إلى 2450 رطلًا (9.8 إلى 10.9 كيلو نيوتن) ، وبدت الفكرة "أفضل من أن تُصدق". عند سماع ذلك، أجرى هوكر حسابًا سريعًا وأعلن: "لدينا محرك ميتيور بسرعة 600 ميل في الساعة [ 970 كم/ساعة ]". ^{[ 12 ]}     

بدأت رسومات محرك نيني بمقياس 0.855، المعروف الآن باسم ديروينت 5، في 1 يناير 1945، وفي 7 يونيو بدأ المحرك اختبارًا لمدة 100 ساعة بقوة دفع 2600 رطل (12 كيلو نيوتن) ، وسرعان ما وصل إلى 3500 رطل (16 كيلو نيوتن) . كان وزنه 1250 رطل (570 كجم) . وبحلول عام 1946، زادت قوة الدفع إلى 4200 رطل (19 كيلو نيوتن) باستخدام شفرات توربينية من نوع نيمونيك 90. ^{[ 12 ]}        

استمر تطوير محرك نين مع هذه النسخة المصغرة، إذ لم تكن هناك علاقة مباشرة بين محرك ديرونت الخامس وسلسلة ديرونت السابقة. وفي 7 نوفمبر 1945، سُجّل أول رقم قياسي رسمي لسرعة الطيران بواسطة طائرة نفاثة، حيث بلغت سرعتها 975 كم/ساعة (606 ميل  /ساعة) بفضل محرك نين المصغر.

ضاعف محرك نين قوة دفع محركات الجيل السابق، حيث وفرت النسخ الأولى منه حوالي 5000  رطل (22.2  كيلو نيوتن)، ولكنه ظل مشابهًا لها في معظم الجوانب. كان من المفترض أن يشير هذا إلى استخدامه على نطاق واسع في تصاميم مختلفة، إلا أن طائرة غلوستر ميتيور حققت نجاحًا باهرًا بمحركاتها من طراز ديروينت، ما دفع وزارة الطيران إلى عدم الشعور بالحاجة المُلحة لتطويره. وبدلًا من ذلك، دُرست سلسلة من التصاميم الأكثر كفاءة باستخدام محرك رولز رويس أفون ، وبقي محرك نين مهملًا.

تم بيع 25 محرك نيني للاتحاد السوفيتي كبادرة حسن نية، مع تحفظ على عدم استخدامها لأغراض عسكرية، وذلك بموافقة ستافورد كريبس . وفي سبتمبر 1946، مُنحت شركة رولز رويس تصريحًا لبيع 10 محركات نيني للاتحاد السوفيتي، وفي مارس 1947 لبيع 15 محركًا إضافيًا. وتم تحديد السعر بموجب عقد تجاري. وبلغ إجمالي عدد المحركات النفاثة المباعة للسوفيت 55 محركًا في عام 1947. ^{[ 13 ] [ 14 ]} وفي عام 1947، تلقى 17 مهندسًا سوفيتيًا تدريبًا في مصنع رولز رويس في ديربي لصيانة وإصلاح المحرك. إلا أن السوفيت نكثوا بوعدهم بعدم استخدامه لأغراض عسكرية، ^{[ 14 ]} وقاموا بهندسة عكسية لمحرك نيني لتطوير محرك كليموف RD-45 ، ونسخة أكبر منه هي كليموف VK-1 ، والتي سرعان ما ظهرت في العديد من الطائرات المقاتلة السوفيتية، بما في ذلك ميكويان-غوريفيتش ميغ-15 .

حصلت شركة برات آند ويتني على ترخيص لإنتاج محرك نين باسم برات آند ويتني J42 ، وقام بتشغيل طائرة غرومان F9F بانثر التي حلقت لأول مرة في نوفمبر 1947. ^{[ 15 ]}

استُخدم محرك نين لتشغيل أول طائرة نفاثة مدنية، وهي نين فايكنغ، ^{[ 16 ]} وهي طائرة فيكرز فايكنغ معدلة ، وقد حلقت النسخة الوحيدة منها لأول مرة في 6 أبريل 1948 من مطار ويسلي . ^{[ 17 ]}

صُنعت لفترة وجيزة بموجب ترخيص في أستراليا لاستخدامها في طائرات دي هافيلاند فامباير المقاتلة التي تشغلها القوات الجوية الملكية الأسترالية . كما قامت شركة أوريندا في كندا بتصنيعها لاستخدامها في 656 طائرة من طراز كانادير سي تي-133 سيلفر ستار ابتداءً من عام 1952.

قامت شركة Hispano-Suiza في فرنسا ببناء سيارة Nene بموجب ترخيص باسم Hispano-Suiza Nene ، مع إنتاج محدود قبل التركيز على سيارة Rolls-Royce Tay/Hispano-Suiza Verdon الأكبر حجماً .

RN.1

RN.2

RN.6

نيني الأول

نيني مارك 3

بفضل محرك التشغيل الكهربائي واثنين من مشعلات الشعلة، قامت Mk.3 بتشغيل Supermarine Attacker F Mk.1 .

نيني مارك 10

يشبه Mk.102 ولكن مع حقيبة عجلات ملحقات أكبر لطائرة لوكهيد T-33 .

نيني مارك 101

مع أنبوب نفاث متشعب لطائرة هوكر سي هوك ، عند إنتاج مخفض يبلغ 5000 رطل (22.24 كيلو نيوتن).  

نيني مارك 102

على غرار Mk.3، ولكن مع دمج معدات أكثر حداثة، لـ Supermarine Attacker FB Mk.2

نيني مارك 103

تمت زيادة قوة الدفع إلى 5200 رطل (23.13 كيلو نيوتن) لطائرات هوكر سي هوك FB.5 وFGA.6 . وتم تحديث بعضها لتحويل طائرات FB.3 وFGA.4 الموجودة.  

برات آند ويتني J42

إنتاج مرخص من الولايات المتحدة ^{[ 18 ]}

J42-P-4

^{[ 18 ]}

J42-P-6

^{[ 18 ]}

J42-P-8

^{[ 18 ]}

توربو-واس جيه تي-6 بي

^{[ 18 ]}

كوزنيتسوف آر دي-45

نسخة غير مرخصة تم إنتاجها في الاتحاد السوفيتي

HS Nene 102

^{[ 19 ]}

HS Nene 104

^{[ 19 ]}

HS Nene 104-BR

^{[ 19 ]}

HS Nene 105A

^{[ 19 ]}

HS Nene 105-AR

^{[ 19 ]}

نيني

برات آند ويتني J42

• غرومان إف 9 إف بانثر

كوزنيتسوف آر دي-45

• ميكويان-غوريفيتش ميغ-15

• يُعرض محرك نين كامل في متحف تاريخ سلاح الجو الملكي البريطاني في مانستون، كينت.
• يُعرض محرك نين كامل في متحف طائرات جنوب يوركشاير ، دونكاستر، إنجلترا.
• تُعرض سيارة رولز رويس نيني مقطعة في متحف سلاح الجو التابع للبحرية الملكية في يوفيلتون .
• تُعرض طائرة رولا رويس نيني-10 مقطعة في متحف التراث الجوي الحربي الكندي ، هاميلتون، أونتاريو، كندا.
• متحف جاتويك للطيران، تشارلوود، ساري
• نموذج مقطعي لطائرة نيني 2 معروض في متحف نيو إنجلاند للطيران
• تُعرض نسخة مقطعية من تمثال هيسبانو-سويزا نيني في متحف الأجنحة القديمة في تولوز بفرنسا.
• متحف Ailes Anciennes تولوز تولوز / بلانياك.
• تُعرض طائرة RR Nene مقطعة في متحف كوينزلاند الجوي، كالوندرا، أستراليا.
• يُعرض محرك نين كامل في جمعية ترميم الطائرات التاريخية ، في ألبيون بارك، نيو ساوث ويلز، أستراليا
• يتم عرض رأس طائرة نيني، من طراز بولكي 2، في المتحف الوطني للملاحة الجوية، مورون، بوينس آيرس، الأرجنتين.
• سيارة نيني معروضة في مجموعة رولز رويس للتراث (ديربي).
• تُعرض طائرة تحمل لوحة HS Nene "106/104C" للجمهور في متحف الطيران بمدينة نورويتش في هورشام سانت فيث، نورفولك . ^{[ 20 ]}

البيانات من ^{[ 21 ]}

الخصائص العامة

• النوع: ضاغط طرد مركزي توربيني نفاث
• الطول: 96.8  بوصة (2459  مم)
• القطر: 49.5  بوصة (1257  مم)
• الوزن الجاف: 1600  رطل (726  كجم)

عناصر

• الضاغط: ضاغط طرد مركزي أحادي المرحلة مزود بمروحة مزدوجة الجوانب
• غرف الاحتراق : 9 غرف احتراق علبة
• التوربين : محوري أحادي المرحلة
• نوع الوقود: الكيروسين
• نظام الزيت: تغذية بالضغط، حوض جاف مع نظام تنظيف، تبريد وترشيح

أداء

• أقصى قوة دفع : ( وتُعرف أيضًا بقوة الإقلاع ) عند مستوى سطح البحر في وضع السكون 5000  رطل (22.2  كيلو نيوتن) عند 12300 دورة في الدقيقة
• أقصى قدرة إبحار: عند مستوى سطح البحر، ثابت 4360  رطل (19.4  كيلو نيوتن) عند 12000 دورة في الدقيقة
• معدل الإبحار: عند مستوى سطح البحر، ثابت 3620  رطل (16.1  كيلو نيوتن) عند 11500 دورة في الدقيقة
• وضع الخمول: عند مستوى سطح البحر، عزم ثابت 120  رطل (0.5  كيلو نيوتن) عند 2500 دورة في الدقيقة
• معدل استهلاك الوقود المحدد : 1.06 رطل/(رطل قوة⋅ساعة) (30  جم/(كيلو نيوتن⋅ثانية))
• نسبة الدفع إلى الوزن : 3.226

التطورات ذات الصلة

• رولز رويس آر بي 44 تاي
• برات آند ويتني J48
• كليموف VK-1

قوائم ذات صلة

• قائمة محركات الطائرات

• بريدجمان، ل. (محرر) (1998) طائرات جين المقاتلة في الحرب العالمية الثانية. كريسنت. ISBN 0-517-67964-7
• باتلر، توني (يوليو-أغسطس 2001). "الطائرات النفاثة لستالين: بعض الحقائق وراء بيع محركات الطائرات النفاثة البريطانية إلى روسيا". مجلة عشاق الطيران . العدد  94. الصفحات 73-77 . الرقم الدولي الموحد للدوريات 0143-5450 .  
• كونورز، جاك (2010). محركات برات آند ويتني: تاريخ تقني . ريستون، فرجينيا: المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية . ISBN 978-1-60086-711-8.
• كاي، أنتوني ل. (2007). تاريخ وتطوير المحركات النفاثة التوربينية 1930-1960 . المجلد  1 (  الطبعة الأولى). رامسبري: دار كروود للنشر. ISBN 978-1-86126-912-6.
• ويلكنسون، بول هـ. (1946). محركات الطائرات في العالم 1946. لندن: السير إسحاق بيتمان وأبناؤه. الصفحات 298-299 . 

• صفحة تاريخ برات آند ويتني حول J42
• جمعية نانتون لانكستر
• "رولز رويس نيني 1" مقال نُشر عام 1946 في مجلة فلايت عن سيارة نيني