BRZEN
Rolls-Royce R
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| Rolls-Royce R (R27) em exposição no Museu de Ciências de Londres. Os objetos retangulares vermelhos são placas de vedação das portas de escape, que seriam substituídas pelos tubos de escape quando o motor fosse instalado em uma aeronave ou em outro veículo. | |
| Tipo | Motor de pistões V12 Motor aeronáutico |
|---|---|
| Fabricante | Rolls-Royce Limited |
| Projetista | Arthur Rowledge |
| Primeira operação | 7 de abril de 1929 |
| Principais aplicações | Supermarine S.6 Supermarine S.6B Blue Bird K4 |
| Número produzido | 19 |
| Desenvolvido a partir de | Rolls-Royce Buzzard |
O Rolls-Royce R é um motor aeronáutico britânico projetado e construído especificamente para fins de corrida aérea pela Rolls-Royce Limited. Dezenove motores R foram montados em uma série limitada de produção entre 1929 e 1931. Desenvolvido a partir do Rolls-Royce Buzzard, era um motor V12 superalimentado, com 37 litros (2.240 polegadas cúbicas) de cilindrada, capaz de produzir pouco menos de 2.800 hp (aproximadamente 2.100 kW), com peso de 1.640 lb (744 kg). Testes intensivos de fábrica revelaram falhas mecânicas que foram sanadas por meio do redesenho dos componentes, melhorando muito a confiabilidade.
O R foi usado com grande sucesso nas competições de hidroaviões do Troféu Schneider realizadas na Inglaterra em 1929 e 1931. Pouco depois da competição de 1931, um motor R, usando uma mistura especial de combustível, impulsionou a aeronave vencedora Supermarine S.6B a um novo recorde de velocidade aérea de mais de 400 mph (640 km/h). Ao longo da década de 1930, motores R novos e usados foram empregados para estabelecer diversos recordes de velocidade em terra e na água por personalidades das corridas como Sir Henry Segrave, Sir Malcolm Campbell e seu filho Donald Campbell, sendo o último desses recordes estabelecido em 1939. Uma tentativa final de Donald Campbell de obter o recorde de velocidade aquática com um motor R, em 1951, não teve sucesso.
A experiência adquirida pelos projetistas da Rolls-Royce e da Supermarine com o motor R foi inestimável para o desenvolvimento posterior do motor Rolls-Royce Merlin e do Supermarine Spitfire. Uma versão com potência reduzida do motor R, conhecida como Griffon, foi testada em 1933, mas não tinha relação direta com o Rolls-Royce Griffon de produção de 1939, embora este tivesse exatamente o mesmo diâmetro, curso e cilindrada resultante do projeto "R". Três exemplares do motor R estavam em exposição pública em museus britânicos em 2014.
Projeto e desenvolvimento
Origem
A Rolls-Royce percebeu que o motor Napier Lion usado no Supermarine S.5 vencedor do Troféu Schneider de 1927 havia atingido o limite de seu desenvolvimento e que, para que a entrada britânica na corrida seguinte fosse competitiva, seria necessário um projeto de motor novo e mais potente. O primeiro desenho de configuração do motor "Racing H", baseado no Buzzard,[nota 1] foi enviado a R. J. Mitchell, da Supermarine, em 3 de julho de 1928, permitindo que Mitchell começasse o projeto do novo S.6 para o Troféu Schneider.[1] Pouco depois, o nome do motor foi alterado para R, de "Racing".[2] Um contrato oficial do governo britânico para prosseguir com o projeto só foi concedido em fevereiro de 1929, deixando à Rolls-Royce seis meses para desenvolver o motor antes da competição do Troféu Schneider prevista para aquele ano.[3][4][nota 2]
Descrição
O R era um motor fisicamente imponente, projetado por uma equipe liderada por Ernest Hives e que incluía Cyril Lovesey, Arthur Rowledge e Henry Royce. O R compartilhava com o Buzzard o diâmetro dos cilindros, o curso e a cilindrada, e usava o mesmo arranjo V12 a 60 graus. Um novo impulsor de supercompressor de estágio único e dupla face foi projetado, juntamente com cilindros revisados e bielas reforçadas.[5] Os blocos de cilindros com camisas úmidas,[nota 3] o cárter e as fundições da caixa de redução da hélice foram produzidos em liga de alumínio "R.R 50";[6] e, devido à curta expectativa de vida desses motores, alumínio forjado foi usado para substituir bronze e aço em muitas peças.[7]
Para tornar o R tão compacto quanto possível, várias modificações de projeto foram feitas em comparação com o Buzzard: a carcaça da engrenagem de redução da hélice foi remodelada; as tampas do comando de válvulas e dos balancins foram modificadas para se integrar ao formato do nariz da aeronave; a entrada de ar foi posicionada no "V" do motor, o que também ajudava a evitar a entrada de borrifo de água; e, sob o motor, os auxiliares foram levantados um pouco para reduzir a profundidade da fuselagem.[8] O comprimento do motor foi minimizado ao não deslocar longitudinalmente as bancadas de cilindros, o que significava que as bielas de cilindros opostos tinham de compartilhar um curto moente de virabrequim. Isso foi inicialmente feito com um arranjo de biela do tipo garfo e lâmina; contudo, depois que rachaduras foram encontradas durante testes em 1931, o desenho das bielas foi alterado para um tipo articulado.[6]
A introdução de bielas articuladas foi considerada um "incômodo" por Arthur Rubbra, projetista de motores da Rolls-Royce, pois havia problemas inerentes a esse arranjo. A geometria complicada significava que um par de bielas tinha comprimentos efetivos diferentes, produzindo um curso mais longo no lado articulado; consequentemente, as camisas dos cilindros desse lado tiveram de ser alongadas para impedir que o anel raspador de óleo saísse da saia do cilindro. Bielas articuladas foram usadas no motor Rolls-Royce Goshawk, mas não foram incorporadas ao posterior Rolls-Royce Merlin, para o qual Arthur Rowledge desenhou um sistema revisto de garfo e lâmina.[9]
Motores R de produção posterior apresentavam hastes de válvulas de escape preenchidas com sódio para melhorar o resfriamento, enquanto outras modificações incluíram uma fundição redesenhada do cárter inferior e a introdução de um anel raspador de óleo abaixo do pino do pistão, uma medida posteriormente levada ao motor Merlin. Um virabrequim balanceado foi introduzido em maio de 1931, e a taxa de compressão dos motores de "sprint" preparados para aquele ano foi elevada de 6:1 para 7:1.[10]
O sistema de ignição consistia em dois magnetos montados na parte traseira e acionados pelo virabrequim, cada um alimentando uma das duas velas instaladas em cada cilindro. Essa é uma prática comum em motores aeronáuticos, pois assegura operação contínua em caso de falha de um único magneto, e tem a vantagem de uma combustão mais eficiente em comparação com uma única vela.[11]
Resfriamento
Resfriar esse grande motor, minimizando ao mesmo tempo o arrasto aerodinâmico, impôs novos desafios às equipes de projeto da Rolls-Royce e da Supermarine. Métodos tradicionais de resfriamento com radiadores em colmeia eram conhecidos por causar grande arrasto em voo; por isso, decidiu-se usar as superfícies das asas e dos flutuadores do S.6 como trocadores de calor, empregando uma estrutura de pele dupla pela qual o líquido de arrefecimento podia circular. O óleo do motor era resfriado de modo semelhante, por canais nas superfícies da fuselagem e da empenagem. O S.6 foi descrito na época como um "radiador voador", e estimou-se que esse sistema de resfriamento dissipava em voo o equivalente a 1.000 hp (746 kW) de calor. Contudo, mesmo com esse sistema em uso, observou-se superaquecimento do motor durante os voos de corrida, exigindo que os pilotos reduzissem a aceleração para manter uma temperatura de operação segura.[12]
Uma medida de resfriamento menos óbvia foi o uso deliberado de uma mistura rica de combustível, o que explica os relatos frequentes de fumaça preta saindo dos tubos de escape do motor.[13] Embora isso retirasse alguma potência do motor, aumentava a confiabilidade e reduzia a possibilidade de detonação nos cilindros.[14]
Supercompressor e combustível
As chaves para a elevada relação potência-peso do motor R eram o desenho do supercompressor, a capacidade de operar em altas rotações devido à resistência estrutural e as misturas especiais de combustível usadas. O impulsor de supercompressor de dupla face era um novo desenvolvimento para a Rolls-Royce: funcionando a uma razão de quase 8:1, podia fornecer ar de admissão a até 18 libras por polegada quadrada (psi), ou 1,24 bar, acima da pressão atmosférica, valor conhecido como "boost" e comumente abreviado como "+x lb".[15] Em comparação, o boost máximo do projeto anterior Rolls-Royce Kestrel era +6 lb (0,4 bar), valor que só foi alcançado em 1934.[16] As altas pressões de boost inicialmente provocaram falhas nas velas de ignição durante os testes; por fim, a vela Lodge tipo X170 foi escolhida, pois se mostrou extremamente confiável.[7][17]
O desenvolvimento do combustível especial foi atribuído ao trabalho de “Rod” Banks, engenheiro especializado em combustíveis e desenvolvimento de motores. Depois do uso de benzol puro nos primeiros testes em solo, experimentou-se uma mistura de 11% de gasolina de aviação e 89% de benzol, mais 5 centímetros cúbicos (cc) de chumbo tetraetila por galão imperial (4,5 L). Essa mistura de combustível foi usada para vencer a corrida do Troféu Schneider de 1929 e continuou em uso até junho de 1931.[18] Descobriu-se que a adição de 10% de metanol a essa mistura resultava em aumento de 20 hp (15 kW), com a vantagem adicional de reduzir o peso do combustível — particularmente importante para uso aeronáutico — devido à menor gravidade específica. Para a tentativa de recorde de velocidade aérea de 1931, adicionou-se acetona para evitar falhas intermitentes de ignição; a composição dessa mistura final era 30% de benzol, 60% de metanol e 10% de acetona, mais 4,2 cc de chumbo tetraetila por galão.[18]
Em um dos primeiros testes, o motor R produziu 1.400 hp (1.044 kW) e foi observado funcionando suavemente em marcha lenta a 450 rpm. Com pressões de boost aumentadas e o combustível desenvolvido por Banks, o motor R acabou desenvolvendo 2.530 hp (1.887 kW) a 3.200 rpm, mais que o dobro da potência máxima do Buzzard.[19][nota 4] O motor foi ainda testado e liberado para corridas curtas de sprint a 2.783 hp (2.075 kW) a 3.400 rpm e +21 lb (1,45 bar) de boost,[20] mas essa capacidade não foi usada devido a preocupações de que a estrutura do S.6B não resistisse à potência e devido à incapacidade da aeronave de levantar o combustível extra necessário para atender ao aumento do consumo.[4]
Testes
Testes em solo
A primeira operação do motor R1 ocorreu na fábrica da Rolls-Royce em Derby em 7 de abril de 1929, com o R7 funcionando no dia seguinte.[2][6] Muitas falhas mecânicas ocorreram durante os testes de bancada, incluindo válvulas queimadas, quebras de bielas e travamentos de mancais principais,[21] além de problemas consideravelmente maiores do que o esperado nas molas de válvula; em determinado momento, duas ou três eram encontradas quebradas depois de uma operação de dez minutos,[7] mas o redesenho e o teste contínuos dos componentes reduziram todos esses problemas. Sem o conhecimento do próprio Royce, os engenheiros também haviam instalado pistões "Wellworthy"[nota 5] que resistiam melhor às 13 toneladas de "pressão"[nota 6] de cada tempo de combustão.[21]
Os testes em solo do R envolveram o uso de três motores Rolls-Royce Kestrel: um para simular vento de proa ou velocidade do ar, um para ventilar a área de testes e outro para resfriar o cárter. Os supercompressores podiam ser testados em uma bancada separada acionada por outro motor Kestrel. Oito homens eram necessários para operar uma célula de teste, sob liderança do "chefe de testes", que tinha a tarefa de registrar os números e dirigir os demais operadores. Um desses chefes de teste foi Victor Halliwell, que posteriormente perdeu a vida a bordo do barco candidato ao recorde de velocidade aquática Miss England II. As condições na célula de teste eram particularmente desagradáveis; surdez e zumbido com duração de até dois dias eram experimentados pelo pessoal de teste mesmo depois de tamparem os ouvidos com algodão.[21] O tempo de desenvolvimento era curto, e o som ensurdecedor de três Kestrel e um motor R operando em alta potência 24 horas por dia afetou a população local. O prefeito de Derby interveio e pediu que a população suportasse o ruído em nome do prestígio britânico; subsequentemente, os testes continuaram por sete meses.[21]
Durante um teste de 25 minutos, um dos primeiros motores R consumia 60 galões imperiais (270 L) de óleo de rícino pré-aquecido. A maior parte desse óleo era expelida pelas portas de escape e cobria as paredes da célula de teste; leite era dado à equipe para minimizar os efeitos desse conhecido laxante. Até 200 galões imperiais (900 L) da mistura especial de combustível precisavam ser preparados para cada teste, 80 galões (360 L) dos quais eram usados apenas para aquecer o motor até a temperatura de operação. A mesma hélice de passo grosso usada nos ensaios de voo era instalada ao longo desses testes.[21]
Testes em voo
Supervisionados por Cyril Lovesey, os testes em voo começaram em 4 de agosto de 1929 no novo Supermarine S.6 em RAF Calshot, uma estação de hidroaviões e barcos voadores em Southampton Water, em Hampshire.[22] Durante os testes de vistoria pré-corrida, partículas metálicas foram encontradas em duas das 24 velas do motor, indicando uma falha de pistão que exigiria reconstrução ou substituição do motor. As regras da competição não permitiam a troca de motor, mas, graças à previsão de Ernest Hives, vários engenheiros e mecânicos da Rolls-Royce familiarizados com o R haviam viajado até Southampton para assistir aos ensaios e, com sua ajuda, uma bancada de cilindros foi removida, o pistão danificado substituído e o cilindro recondicionado. Esse trabalho foi concluído durante a noite e permitiu que a equipe continuasse na competição.[23]
A partida do motor era obtida por uma combinação de ar comprimido e um magneto girado manualmente; contudo, problemas de partida foram encontrados durante os testes pré-corrida em Calshot devido à umidade do ar e à contaminação do combustível por água. Um procedimento de teste complicado foi criado para assegurar combustível limpo para os voos de competição, pois teor de água superior a 0,3% o tornava inutilizável.[24] Como esperado, pequenas falhas de motor continuaram ocorrendo, e, para combatê-las, motores e peças eram transportados em alta velocidade entre Derby e Calshot usando um automóvel Rolls-Royce Phantom I adaptado. Viajando principalmente depois do anoitecer, esse veículo ficou conhecido como Phantom of The Night.[25]
Relação com o Griffon e o Merlin
Segundo as memórias de Arthur Rubbra, uma versão com potência reduzida do motor R, então conhecida pelo nome Griffon, foi testada em 1933. Esse motor, R11,[26] foi usado para "desenvolvimento do Buzzard moderadamente superalimentado" (não levado adiante até muito mais tarde) e não tinha relação direta com o Griffon produzido em volume na década de 1940.
O Griffon I de pré-produção compartilhava com o motor R o diâmetro e o curso,[27] mas era, em outros aspectos, um projeto completamente novo, que funcionou pela primeira vez no Departamento Experimental em novembro de 1939.[28] Embora esse motor único nunca tenha voado, a versão de produção, o Griffon II, voou pela primeira vez em 1941 instalado no Fairey Firefly.[29] Uma diferença significativa entre o R e o Griffon de produção foi o reposicionamento dos acionamentos do comando de válvulas e do supercompressor para a parte dianteira do motor, a fim de reduzir seu comprimento total. Outra medida de redução de comprimento foi o uso de um único magneto; o R tinha dois, montados na parte traseira, e esse magneto único também foi movido para a frente.[30]
Trabalhos adicionais possíveis de desenvolvimento do motor R foram discutidos no arquivo AVIA 13/122 dos Arquivos Nacionais,[31] que contém uma proposta do Royal Aircraft Establishment, datada de outubro e novembro de 1932, para testar quatro motores até a destruição. O documento afirma que havia cinco motores disponíveis para fins de teste, sendo o quinto destinado a um teste de tipo padrão em altas rotações.
Embora não diretamente relacionados ao Spitfire, os engenheiros da Supermarine ganharam experiência valiosa em voo de alta velocidade com as aeronaves S.5 e S.6, sendo seu projeto seguinte o protótipo de caça Supermarine Type 224, equipado com motor Rolls-Royce Goshawk. Avanços tecnológicos usados no motor R, como válvulas resfriadas por sódio e velas capazes de operar sob altas pressões de boost, foram incorporados ao desenho do Rolls-Royce Merlin.[32] O autor Steve Holter resume o projeto do Rolls-Royce R com as seguintes palavras:[33]
Muito simplesmente, o motor do tipo R estava muito à frente de seu tempo, uma maravilha da habilidade e da capacidade britânicas.
— Steve Holter, Leap Into Legend
Uso no Troféu Schneider
- Artigo principal: Troféu Schneider
O Troféu Schneider era uma prestigiosa competição anual para hidroaviões, realizada pela primeira vez em 1913. A corrida de 1926 foi a primeira em que todas as equipes inscreveram pilotos de suas forças armadas, com o Ministério do Ar financiando uma equipe britânica conhecida como High Speed Flight, formada a partir da Royal Air Force. Às vezes chamada simplesmente de The Flight, a equipe foi formada no Marine Aircraft Experimental Establishment, em Felixstowe, em preparação para a corrida de 1927,[34] na qual os Supermarine S.5 projetados por Mitchell e movidos por Napier Lion ficaram em primeiro e segundo lugares. A corrida de 1927 foi a última competição anual; depois disso, o evento passou a ter periodicidade bienal, para permitir mais tempo de desenvolvimento entre as corridas.
Durante a corrida de 1929 em Cowes, entre Grã-Bretanha e Itália, Richard Waghorn, voando o Supermarine S.6 com o novo motor Rolls-Royce R, reteve o Troféu Schneider para a Grã-Bretanha com velocidade média de 328,63 mph (529 km/h), e também obteve os recordes mundiais de velocidade de 50 e 100 km. Esses recordes foram posteriormente superados quando Richard Atcherley registrou velocidades mais altas ao completar suas voltas no circuito.[35][36][37][nota 7] A equipe italiana ficou em segundo e quarto lugares usando aeronaves Macchi M.52 equipadas com motores V12 Fiat AS.3. Outro hidroavião de corrida, o Fiat C.29, movido pelo motor AS.5, participou do evento, mas não competiu.[38]
Mais comparável ao motor R era o Fiat AS.6, desenvolvido para a competição de 1931; efetivamente um duplo AS.5 acoplado, que sofreu problemas técnicos. Com a assistência de Rod Banks, o AS.6 impulsionou o Macchi M.C.72 a um novo recorde de velocidade para hidroaviões de pistão em 1934, de 440,6 mph (709,1 km/h), recorde que ainda permanecia em 2009.[39]
Em 1931, o governo britânico retirou o apoio financeiro, mas uma doação privada de £100.000 de Lucy, Lady Houston permitiu que a Supermarine competisse em 13 de setembro usando o Supermarine S.6B movido pelo R. Para essa corrida, a potência nominal do motor foi aumentada em 400 hp, até 2.300 hp.[40] Os participantes italianos e franceses, porém, não conseguiram preparar suas aeronaves e tripulações a tempo para a competição,[41] e a equipe britânica restante estabeleceu um novo recorde mundial de velocidade de 379 mph (610 km/h) e, sem oposição, venceu o troféu definitivamente com uma terceira vitória consecutiva.[36] A Flight foi encerrada semanas depois da vitória de 1931, pois não haveria mais competições do Troféu Schneider.[42] O troféu original está em exposição no Museu de Ciências de Londres, juntamente com o S.6B que o conquistou e com o motor R que impulsionou essa aeronave no voo subsequente de recorde de velocidade aérea.[43]
Uso em recordes mundiais de velocidade
- Artigos principais: recorde de velocidade aérea, recorde de velocidade terrestre e recorde de velocidade aquática
Novos recordes de velocidade aérea foram estabelecidos depois das competições do Troféu Schneider de 1929 e 1931, ambos com o motor R. Nas duas décadas anteriores à Segunda Guerra Mundial, a busca pelo recorde de velocidade terrestre foi intensamente disputada, especialmente no início da década de 1930. Motores aeronáuticos eram frequentemente usados para impulsionar veículos com rodas a velocidades cada vez maiores, escolhidos por suas altas relações potência-peso: o Liberty L-12, o Napier Lion e o Sunbeam Matabele estavam entre os tipos de motores usados na década de 1920. O Rolls-Royce R era então o desenvolvimento mais recente em motores aeronáuticos de alta potência, e foi escolhido por vários fabricantes de carros candidatos ao recorde de velocidade terrestre; o motor também foi escolhido para lanchas de corrida que tentavam o recorde de velocidade aquática. Um carro e dois barcos usaram com sucesso a potência combinada de dois motores R.[44]
Recorde de velocidade aérea
- Supermarine S.6
Imediatamente após a competição do Troféu Schneider de 1929, o squadron leader Augustus Orlebar, comandante da High Speed Flight, estabeleceu um novo recorde de velocidade aérea de 355,8 mph (572,6 km/h) usando o Supermarine S.6, N247.[45]
- Supermarine S.6B
Em 29 de setembro de 1931, apenas duas semanas depois que a equipe britânica conquistou definitivamente o Troféu Schneider, o flight lieutenant George Stainforth quebrou o recorde mundial de velocidade aérea em um Supermarine S.6B movido por Rolls-Royce R, número de série S1595, alcançando velocidade média de 407,5 mph (655,8 km/h). Pretendia-se também usar a aeronave-irmã idêntica, S1596, na tentativa, mas Stainforth havia capotado a aeronave em 16 de setembro durante o teste de uma hélice.[14][46][47]
Recorde de velocidade terrestre
- Artigos principais: Campbell-Railton Blue Bird e Thunderbolt
- Ver também: Campbell-Napier-Railton Blue Bird
- Campbell-Railton Blue Bird
Sir Malcolm Campbell, e depois seu filho Donald Campbell, usaram motores R de 1931 a 1951. Na cerimônia de cavaleiro de Sir Malcolm em fevereiro de 1931, o rei George V demonstrou grande interesse pelo R e fez muitas perguntas sobre seu consumo de combustível e seu desempenho.[48]
Em 1932, Campbell afirmou que tinha "... tido a sorte de obter um motor especial R.R. Schneider Trophy" para seu carro de recorde de velocidade terrestre, substituindo seu Napier Lion. Emprestado a ele pela Rolls-Royce, esse motor era R25 ou R31. Em fevereiro de 1933, o carro, chamado Blue Bird, havia sido reconstruído para acomodar o motor maior e estava em operação em Daytona.[49]
No fim de 1933, Campbell comprou o motor R37 da Rolls-Royce; também recebeu emprestados R17 e R19 de Lord Wakefield, e R39 da Rolls-Royce. Em seguida, emprestou R17 a George Eyston.[50] Depois de alcançar o recorde de 300 mph (483 km/h) em 3 de setembro de 1935 no Bonneville Speedway, Campbell se aposentou de novas tentativas de velocidade terrestre.[51]
Lord Wakefield providenciou a exposição de uma réplica do Rolls-Royce R no Motor Show de 1933, realizado em Olympia, London. Um relato de imprensa do evento[52] oferece uma percepção da imagem pública do motor:
Com tamanho apenas de uma mesa de escritório ... este motor de corrida superalimentado de 12 cilindros é mais potente que uma locomotiva expressa. Diz-se que seu projeto é tão valioso que ainda está na lista secreta do governo.
— relato de imprensa, The Fast Set
O Blue Bird está hoje em exposição no Daytona International Speedway.[53][54]
- Thunderbolt
Durante meados da década de 1930, George Eyston estabeleceu muitos recordes de velocidade com seu carro Speed of the Wind, equipado com um Rolls-Royce Kestrel sem superalimentação. Em 1937, construiu um enorme carro novo, Thunderbolt, equipado com dois motores R, para tentar o recorde absoluto de velocidade terrestre.[55] Inicialmente, Eyston sofreu falha de embreagem devido à potência combinada dos motores. Mesmo assim, obteve o recorde em novembro de 1937, alcançando 312 mph (502 km/h), e novamente em 1938, quando o Thunderbolt atingiu 357,5 mph (575,3 km/h).[56] Quando foi construído pela primeira vez na Bean Industries, em Tipton, o motor do lado próximo instalado no Thunderbolt era o R27, que havia impulsionado o S1595 quando este estabeleceu o recorde de velocidade aérea em 1931. O outro era o R25, usado pela mesma aeronave para vencer o Troféu Schneider duas semanas antes. Eyston também havia tomado emprestado o R17 de Sir Malcolm Campbell e, com o apoio contínuo que a Rolls-Royce prestava a Campbell e Eyston, também tinha a opção de usar o R39.[50]
Recorde de velocidade aquática
- Artigos principais: Miss England II, Miss England III, Blue Bird K3 e Blue Bird K4
- Miss England II e III
Dois motores R, R17 e R19, foram construídos para a lancha de recorde de velocidade aquática de dois motores de Sir Henry Segrave, Miss England II, pronta para testes em Windermere em junho de 1930. Na sexta-feira 13 de junho, Segrave ficou fatalmente ferido e Victor Halliwell, assessor técnico da Rolls-Royce, morreu quando Miss England II capotou em alta velocidade, possivelmente após atingir um tronco. Pouco antes de morrer, Segrave soube que havia estabelecido um novo recorde de velocidade aquática de pouco menos de 100 mph (161 km/h).[57][58] Em 18 de julho de 1932, Kaye Don estabeleceu um novo recorde mundial de velocidade aquática de 119,81 mph (192,82 km/h) em Loch Lomond, em uma nova lancha, Miss England III, que também usava os motores R17 e R19.[59]
- Blue Bird K3
No fim de 1935, Sir Malcolm Campbell decidiu desafiar o recorde de velocidade aquática. Naquele momento, tinha à disposição dois Napier Lion e um motor Rolls-Royce R, R37, decidindo-se instalar o R no Blue Bird K3.[60] Durante testes no Loch Lomond em junho de 1937, o motor foi "ligeiramente danificado ... por causa de problemas no sistema de circulação de água". Em agosto de 1937, o Blue Bird K3 foi levado ao Lago Maior, na Itália, onde "o sistema [de circulação] modificado funcionou perfeitamente com um segundo motor", o R39.[61]
- Blue Bird K4 e o trabalho de Leo Villa
O R39 foi novamente usado em 1939 no Blue Bird K4. Em 1947, Campbell converteu sem sucesso o K4 para propulsão a jato usando um motor de Havilland Goblin.[62] Após a morte de Campbell por causas naturais em 1948,[63] Donald Campbell comprou o K4 por uma quantia nominal, bem como o carro de recorde de 1935, quando os bens de seu pai foram leiloados. Ele também recomprou o R37 de um negociante de automóveis e o reinstalou no K4. Tentativas de recorde foram feitas em 1949 e novamente em 1951, quando o R37 foi "danificado além de qualquer reparo imediato" por superaquecimento. Outra tentativa foi feita mais tarde naquele ano usando o R39, mas o K4 sofreu uma falha estrutural e afundou em Coniston Water. Foi recuperado e desmontado na margem.[64]
O cuidado e a manutenção dos motores R dos Campbell foram confiados a Leo Villa, um Cockney filho de pai suíço, descrito como "o homem por trás dos Campbell" e figura central que "encaixou a primeira porca no primeiro parafuso". Villa aprendeu seu ofício de "mecânico de aeronaves" no Royal Flying Corps; seu primeiro trabalho foi instalar motores Beardmore 160 hp em estruturas de aeronaves.[65] Depois da Primeira Guerra Mundial, trabalhou para uma empresa de automobilismo e participou como copiloto e mecânico em várias corridas.
Villa foi contratado pela primeira vez por Malcolm Campbell em 1922 e continuou a serviço de Donald Campbell até 1967, quando Campbell morreu durante uma tentativa de recorde em Coniston Water. Foi o principal responsável pelos motores R dos Campbell até a última tentativa de recorde com motor R, em 1951; depois disso, suas responsabilidades se concentraram nos motores a jato de Campbell. Entre as muitas responsabilidades de Villa estavam instalar e remover os motores, repará-los e ajustá-los, e operar o ar comprimido e o magneto para a partida. Durante os anos da Segunda Guerra Mundial, ele foi responsável pela manutenção do Blue Bird K4 e dos motores R sobressalentes, mas, sem seu conhecimento, eles haviam sido vendidos juntamente com o K3. Villa acabou levando os três motores R para a Thomson & Taylor, em Brooklands, para armazenamento de longo prazo.[66][67]
Sua relação com Malcolm Campbell era por vezes tensa: Campbell, sem formação em engenharia, questionava frequentemente o conhecimento íntimo que Villa tinha do motor R; suas relações com Donald Campbell, porém, eram muito melhores, pois tinham idades semelhantes. No Lago de Garda, em 1951, Villa observou a disposição de "Don" para ajudar nas tarefas de engenharia e as dificuldades de trabalhar no motor R:[68]
Eu estava na oficina costurando o velho R37 de volta e tinha o longo trabalho de assentar todas as 48 válvulas. Era um trabalho terrível, porque o motor era composto por dois monoblocos, o que significava que não se podia simplesmente levantar os cabeçotes: era preciso levantar o equivalente a dois motores separados e, mesmo assim, colocar as válvulas no lugar não era tarefa fácil. Mas o velho Don simplesmente arregaçou as mangas e entrou no trabalho.
— Leo Villa, Leap Into Legend
Resumo dos recordes mundiais de velocidade
Nota:[nota 8]
- Recorde de velocidade aérea
- Supermarine S.6: 8 de setembro de 1929 – 355,8 mph (572,6 km/h)[45]
- Supermarine S.6B: 29 de setembro de 1931 – 407,5 mph (655,8 km/h)[4]
- Recorde de velocidade terrestre
- Blue Bird: 3 de setembro de 1935 – 301 mph (484 km/h)[69]
- Thunderbolt: 16 de setembro de 1938 – 357,5 mph (575,3 km/h)[56]
- Recorde de velocidade aquática
- Miss England II: 9 de julho de 1931 – 110,28 mph (177,48 km/h)[70]
- Miss England III: 18 de julho de 1932 – 119,81 mph (192,82 km/h)[59]
- Blue Bird K3: 17 de agosto de 1938 – 130,91 mph (210,68 km/h)[59]
- Blue Bird K4: 19 de agosto de 1939 – 141,74 mph (228,11 km/h)[59]
Produção e histórico individual dos motores
Resumo da produção
Dezenove motores R foram produzidos em Derby entre 1929 e 1931, todos recebendo números de série ímpares. Essa era uma convenção da Rolls-Royce quando a hélice girava no sentido anti-horário vista pela frente, mas uma exceção foi feita para o R17, o único motor R de rotação horária. Há alguma confusão quanto a terem sido produzidos 19 ou 20 motores R. Em suas notas, Leo Villa se refere a um motor R18, mas, segundo Holter, este pode ter sido o R17 convertido para rotação horária a pedido de Malcolm Campbell, e não um exemplar adicional.[71] Não houve R13, pois a Rolls-Royce nunca usou o número 13 em suas designações. Uma lista resumida de produção é apresentada abaixo:
- Motores de desenvolvimento de 1929
- R1, R3 e R5
- Motores do Troféu Schneider de 1929
- R7, R9 e R15
- Motor de desenvolvimento de 1930
- R11
- Encomenda Wakefield de 1930 para Miss England II
- R17 e R19
- Motores do Troféu Schneider de 1931
- R21, R23, R25, R27, R29 e R31
- Motores de desenvolvimento/reserva de fábrica de 1931
- R33, R35, R37 e R39
Tabela de histórico individual
| Motor | Data | Notas | Local de exposição |
|---|---|---|---|
| R1 | 7 de abril de 1929 | Motor de desenvolvimento. Primeiro teste usando combustível benzol puro. Nenhum dado de potência foi obtido.[6] | |
| 1 de maio de 1929 | 1.400 hp observados após 13 horas de operação.[6] | ||
| 7 de maio de 1929 | 1.500 hp a 2.750 rpm, com operação breve a 1.686 hp a 3.000 rpm. Motor desmontado; bielas bifurcadas foram encontradas rachadas. Bielas redesenhadas foram instaladas e o cárter foi usinado. As modificações no cárter reduziram o excesso de lubrificação em 75%; um novo anel raspador foi sugerido para sanar o restante. Problema de distribuição combustível/ar devido ao novo desenho do coletor: sugeriu-se retorno ao coletor original do Buzzard.[6] | ||
| R3 | 15 de maio de 1929 | Motor de desenvolvimento. Concluiu teste de aceitação de 15 minutos. 1.500 hp a 2.750 rpm.[6] | |
| 26 de fevereiro de 1931 | De volta à casa de testes de desenvolvimento. Foi registrada uma leitura pontual de 2.300 hp a 3.200 rpm.[10] | ||
| 21 de abril de 1931 | Primeiro teste com bielas articuladas.[10] | ||
| 23 de abril de 1931 | 1.900 hp a 3.200 rpm por 17 minutos — maior tempo nessa potência com as novas bielas.[10] | ||
| 24 de abril de 1931 | Falhou após 17 minutos, quando os mancais principais colapsaram.[72] | ||
| 25 de abril de 1931 | 2.210 hp a 3.200 rpm. Tentou-se um teste de aceitação de 1 hora do Ministério do Ar, mas a pressão do óleo foi perdida após 22 minutos.[10] | ||
| 1 de maio de 1931 | Falhou após 2,5 minutos, quando o mancal principal e as bielas falharam.[72] | ||
| 14 de maio de 1931 | Falhou após 17,33 minutos, quando as buchas deslizantes do supercompressor travaram.[72] | ||
| 15 de maio de 1931 | Duas operações, de 29,5 minutos e 18,5 minutos, ambas encerradas por válvulas de escape quebradas.[72] | ||
| 29 de maio de 1931 | Operou por 25 minutos equipado com válvulas preenchidas com sódio. Os cabeçotes falharam.[72] | ||
| 14 de julho de 1931 | Em operação com válvulas preenchidas com sódio.[10] | ||
| 28 de julho de 1931 | Nova tentativa de teste de 1 hora; falha do virabrequim após 34 minutos. Reconstruído, mas sofreu uma segunda falha do virabrequim após 58 minutos; potência de 2.360 hp a 3.200 rpm registrada pouco antes da falha.[10] | ||
| R5 | 18 de junho de 1929 | Motor de desenvolvimento. Concluiu teste de aceitação de 15 minutos. 1.500 hp a 2.750 rpm.[73] | |
| 7 de agosto de 1929 | Concluiu o primeiro teste de 1 hora com aceleração total. 1.568 hp a 3.000 rpm.[73] | ||
| 25 de fevereiro de 1931 | De volta ao desenvolvimento para a corrida de 1931. Provavelmente este foi o motor que explodiu a 2.000 hp após falha no acoplamento do dinamômetro.[10] | ||
| R7 | 6 de julho de 1929 | Passou no teste de aceitação de 15 minutos. 1.552 hp. Enviado a Calshot para testes de voo com uso mínimo de potência plena.[73] | |
| meados de setembro de 1929 | Depois da corrida, instalado no S.6, N248, para tentativa de recorde de velocidade.[26] | ||
| R9 | 4 de agosto de 1929 | Instalado no S.6, N247, para testes marítimos e tentativa de primeiro voo; a aeronave recusou-se a decolar devido a problemas de manuseio. Todas as modificações feitas até então foram incorporadas neste motor.[22] | |
| 10 de agosto de 1929 | Primeiro voo, no S.6, N247.[22] | ||
| 22 de agosto de 1929 | Retornou a Derby depois de operar 4 h 33 min em solo e 2 h 52 min em voo. Revisado e reinstalado no N247 para a corrida.[26] | ||
| junho de 1931 | Reconstruído segundo a especificação de 1931. 2.165 hp a 3.200 rpm. Liberado em Calshot para uso limitado com aceleração total.[10] | ||
| 12 de agosto de 1931 | De volta a Derby com virabrequim de novo desenho. 2.350 hp a 3.200 rpm durante uma hora completa.[18] | ||
| R11 | 25 de agosto de 1929 | Voou no S.6 N248.[74] Motor de desenvolvimento em 1930.[26] | |
| 1930 | Redesignado "R-MS-11" para desenvolvimento do Buzzard MS (moderadamente superalimentado).[26] | ||
| R15 | 7 de setembro de 1929 | Provavelmente no S.6, N248, para a corrida.[26][74] | |
| 26 de junho de 1931 | Voou no S.6A N248.[74] | ||
| 22 de agosto de 1931 | Voou no S.6B S1595.[74] | ||
| R17 | abril de 1930 | Motor de acionamento direto para a lancha de recorde de velocidade aquática Miss England II, de Sir Henry Segrave, patrocinada por Lord Wakefield. 2.053 hp a 3.000 rpm. Coletores de escape resfriados a água. Foi o único motor R originalmente fabricado como unidade anti-horária; por isso, tinha virabrequim, comando de válvulas e acessórios diferentes. Contrariamente à convenção da Rolls-Royce, recebeu número ímpar.[75] | |
| 1935 | Emprestado por Lord Wakefield a Sir Malcolm Campbell como reserva para uma tentativa de recorde de velocidade terrestre.[50] | ||
| Emprestado por Sir Malcolm Campbell a George Eyston como reserva para uma tentativa de recorde de velocidade terrestre.[50] | |||
| R19 | abril de 1930 | Motor de acionamento direto para a lancha de recorde de velocidade aquática Miss England II, de Sir Henry Segrave, patrocinada por Lord Wakefield. 2.053 hp a 3.000 rpm.[75] | |
| 1935 | Emprestado por Lord Wakefield a Sir Malcolm Campbell como reserva para uma tentativa de recorde de velocidade terrestre.[50] | ||
| 30 de junho de 1937 | Cronometrado a 85 mph (137 km/h) no Blue Bird K3 com Sir Malcolm Campbell.[50] | ||
| R21 | 6 de julho de 1931 | Primeiro motor novo de 1931, aprovado na inspeção final. 2.292 hp.[10] Instalado no S.6B, S1595, para o primeiro voo em 29 de julho.[74] | |
| R23 | 30 de julho de 1931 | Entregue à Supermarine. Instalado no S.6B S1596 para o primeiro voo em 12 de agosto.[74] | |
| R25 | 9 de setembro de 1931 | Instalado no S.6B S1596.[74] | Royal Air Force Museum London.[76] |
| 13 de setembro de 1931 | Instalado no S.6B, S1596, para as primeiras corridas de recorde de velocidade aérea voadas pelo Flt Lt George Stainforth.[74] | ||
| Para George Eyston, no carro de recorde de velocidade terrestre Thunderbolt.[50] Posteriormente enviado a RAF Cranwell. | |||
| R27 | 8 de setembro de 1931 | Voou no S.6B S1596.[74] | London Science Museum.[43] |
| 29 de setembro de 1931 | Instalado no S.6B S1595 (a aeronave vencedora do Troféu) e obteve o recorde de velocidade aérea a 407,5 mph (655,8 km/h).[14][74] | ||
| Para George Eyston, no carro de recorde de velocidade terrestre Thunderbolt.[50] | |||
| R29 | 3 de setembro de 1931 | Terceiro motor de corrida de 1931 entregue.[18] | |
| 13 de setembro de 1931 | Instalado no S.6B, S1595, para a competição do Troféu Schneider. A aeronave pilotada pelo Flt Lt John Boothman venceu o Troféu.[74] | ||
| R31 | 13 de setembro de 1931 | Último lote de seis motores produzido para a competição de 1931.[77] Instalado no S.6A N248 como aeronave reserva para a competição do Troféu Schneider.[74] | |
| R33 | 1933 | Motor de desenvolvimento para os dois últimos motores de recorde de velocidade terrestre (LSR). Instalado no Campbell-Railton Blue Bird durante a construção em Brooklands.[78] | |
| R35 | Motor de desenvolvimento para os dois últimos motores LSR. Acredita-se que tenha sido usado como modelo de montagem apenas para exposição. | ||
| R37 | fim de 1933 | Comprado da Rolls-Royce por £5.800 por Sir Malcolm Campbell para uso no carro Campbell-Railton Blue Bird.[79] | Filching Manor Motor Museum |
| julho/agosto de 1937 | Instalado no Blue Bird K3 pela Saunders-Roe na construção inicial; posteriormente superaqueceu e foi danificado por problemas nas tomadas de resfriamento.[80][81] | ||
| 17 de agosto de 1949 | No Blue Bird K4 com Donald Campbell. Substituiu o motor a jato Goblin instalado sem sucesso por Sir Malcolm Campbell.[82] | ||
| R39 | 1935 | "Reserva de fábrica" emprestada pela Rolls-Royce a Sir Malcolm Campbell como motor de apoio (ele já possuía o R37) para a tentativa de recorde de velocidade terrestre de 1935.[50] | |
| Opção dada a George Eyston para usar este motor como reserva no carro Thunderbolt.[50] | |||
| julho/agosto de 1937 | Substituiu o R37 no Blue Bird K3 de Sir Malcolm Campbell.[81] | ||
| 1 de setembro de 1937 | Obteve o recorde de velocidade aquática no K3 a 126,32 mph (203,29 km/h).[59] | ||
| 17 de agosto de 1938 | No Blue Bird K4, elevou novamente o recorde de velocidade aquática para 130,91 mph (210,68 km/h) com Sir Malcolm Campbell.[59] | ||
| 19 de agosto de 1939 | No Blue Bird K4, novo recorde de 141,74 mph (228,11 km/h) por Sir Malcolm Campbell em Coniston Water.[59] | ||
| 10 de junho de 1951 | No Blue Bird K4 com Donald Campbell, depois que o R37 foi danificado por superaquecimento.[83] | ||
| 10 de setembro de 1951 | Afundou em Coniston Water no Blue Bird K4 durante tentativa de recorde de velocidade aquática por Donald Campbell; foi recuperado, o casco foi desmontado e queimado na margem. Suspeita-se de falha estrutural nos suportes do motor do barco após quebra do eixo de transmissão a 170 mph (274 km/h).[64] |
Aplicações
- Aeronaves
- Carros
- Barcos
Motores em exposição
- R25
O Royal Air Force Museum London, em Hendon, tem um Rolls-Royce R em exposição (número de museu 65E1139), recebido pelo museu em novembro de 1965 vindo da RAF Cranwell. Segundo os registros do museu, antes disso ele estava com George Eyston como um dos motores de recorde do Thunderbolt. Sua placa de dados afirma que é o R25, sob o contrato número A106961 do Ministério do Ar, o que o torna o segundo motor de corrida de 1931 entregue a RAF Calshot.[76]
- R27
O London Science Museum tem em exposição um motor R catalogado como item independente, número de inventário 1948-310. Trata-se do R27, o segundo motor de sprint preparado para a bem-sucedida tentativa de recorde de velocidade aérea,[14] e posteriormente usado no Thunderbolt. O Science Museum também tem em exposição o S.6B S1595 (vencedor da corrida de 1931 e aeronave do recorde final de velocidade aérea).[43]
- R37
O Filching Manor Motor Museum possui o R37, destinado a ser instalado na restauração da lancha de recorde de velocidade aquática Blue Bird K3.
Esses três motores são os únicos listados pelo British Aircraft Preservation Council/Rolls-Royce Heritage Trust. O Solent Sky, cujo S.6A N248 competiu na corrida de 1929 como S.6 e serviu como reserva na corrida de 1931, modificado como S.6A, não contém motor R.[84]
Especificações (R – 1931)
Dados de Lumsden e Holter.[4][15]
| Tipo | Motor aeronáutico de pistões, V12 a 60°, de 12 cilindros, superalimentado e resfriado a líquido |
|---|---|
| Diâmetro | 6 pol. (152,4 mm) |
| Curso | 6,6 pol. (167,6 mm) |
| Cilindrada | 2.239 pol³ (36,7 L) |
| Comprimento | 100 pol. (2.540 mm) |
| Largura | 32 pol. (813 mm) |
| Altura | 42 pol. (1.067 mm) |
| Peso | 1.640 lb (744 kg) |
| Trem de válvulas | Duas válvulas de admissão e duas de escape por cilindro, com hastes de válvula de escape resfriadas por sódio, acionadas por um único comando de válvulas no cabeçote em cada bancada |
|---|---|
| Supercompressor | Supercompressor centrífugo de velocidade única, razão 7,47:1, boost máximo de +18 lb a 24.000 rpm do impulsor |
| Sistema de combustível | Quatro carburadores duplex ascendentes Rolls-Royce/Claudel-Hobson |
| Tipo de combustível | 30% benzol, 60% metanol, 10% acetona, mais 4,2 cc de chumbo tetraetila por galão |
| Sistema de óleo | Cárter seco com uma bomba de pressão e duas bombas de recuperação, usando óleo de rícino puro |
| Sistema de resfriamento | Mistura de arrefecimento pressurizada de 70% água e 30% etilenoglicol |
| Redução | 0,605:1, hélice tratora de rotação à direita |
| Potência | 2.530 hp (1.887 kW) a 3.200 rpm |
|---|---|
| Potência específica | 1,13 hp/pol³ (51,41 kW/L) |
| Taxa de compressão | 6:1 |
| Consumo de combustível | 3,5 galões imperiais/min (16 L/min) |
| Consumo específico de combustível | 0,85 pt/hp/h |
| Consumo de óleo | 14 galões imperiais/h (64 L/h) |
| Relação potência-peso | 1,54 hp/lb (2,54 kW/kg) |
Ver também
Notas
- ↑ O Buzzard era ele próprio uma versão ampliada, em escala 6:5, do Rolls-Royce Kestrel.
- ↑ Custo: £5.800, preço pago por Malcolm Campbell à Rolls-Royce pelo R37 em 1933; Holter 2002, p. 42.
- ↑ "Camisas úmidas" são formadas separadamente da fundição principal do bloco de cilindros, permitindo que o líquido de arrefecimento circule livremente ao redor de suas faces externas. Como resultado, cilindros com camisas úmidas têm melhor resfriamento e distribuição mais uniforme de temperatura.
- ↑ A potência máxima do Rolls-Royce Buzzard era de 920 hp (686 kW) a 2.300 rpm.
- ↑ Wellworthy era o nome comercial de um fabricante britânico de pistões e anéis de pistão.
- ↑ A fonte não é clara quanto ao significado exato dessa afirmação: ela pode se referir à força total exercida sobre o pistão ou à força por unidade de área.
- ↑ Os participantes americanos e franceses de 1929 retiraram-se antes do início da competição por uma combinação de problemas técnicos e falta de treinamento.
- ↑ Apenas o maior recorde para cada tipo de aeronave, carro ou barco é listado.
Referências
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- 1 2 3 [Autor não indicado] 2 de outubro de 1931. "The Rolls-Royce Racing Engines" Flight, p. 990. www.flightglobal.com. Acesso em 14 de novembro de 2009.
- ↑ [Autor não indicado] 2 de outubro de 1931. "The Rolls-Royce Racing Engines" Flight, p. 989. www.flightglobal.com. Acesso em 14 de novembro de 2009.
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- ↑ Holter 2002, p. 40.
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Bibliografia
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- Holter, Steve. Leap into Legend. Wilmslow, Cheshire, Reino Unido: Sigma Press, 2002. ISBN 1-85058-804-X.
- Jennings, Charles. The Fast Set. Londres, Reino Unido: Abacus, Little, Brown Book Group, 2004. ISBN 978-0-349-11596-2.
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- Rubbra, A. A. Rolls-Royce Piston Aero Engines – a designer remembers. Historical Series (16), Rolls-Royce Heritage Trust, 1990. ISBN 1-872922-00-7.
Ligações externas
- Categoria Rolls-Royce R no Wikimedia Commons.
- Troféu Schneider de 1929, imagens originais e trilha sonora. Nota: requer Flash Video para visualização.
- Campbell-Railton Blue Bird, The Motor, 10 de janeiro de 1933 – detalhes do projeto.
- Rolls-Royce.com, palestra C. S. Rolls de 2002 – detalhes e imagem do Rolls-Royce R (páginas 12–13).
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