Rolls Royce Merlin

El Rolls-Royce Merlin es un motor aerodinámico de pistón V-12 refrigerado por líquido británico de 27 litros (1650 cu in) de capacidad. Rolls-Royce diseñó el motor y lo hizo funcionar por primera vez en 1933 como una empresa privada. Inicialmente conocido como PV-12, más tarde se llamó Merlin siguiendo la convención de la compañía de nombrar sus motores aeronáuticos de pistón de cuatro tiempos en honor a aves rapaces.

Después de varias modificaciones, las primeras variantes de producción del PV-12 se completaron en 1936. Los primeros aviones operativos que entraron en servicio con el Merlin fueron el Fairey Battle, el Hawker Hurricane y el Supermarine Spitfire. El Merlin sigue estando más asociado con el Spitfire y el Hurricane, aunque la mayor parte de la producción fue para el bombardero pesado Avro Lancaster de cuatro motores. Una serie de desarrollos aplicados rápidamente, provocados por las necesidades de la guerra, mejoraron notablemente el rendimiento y la durabilidad del motor. A partir de 1000 caballos de fuerza (750 kW) para los primeros modelos de producción, la mayoría de las versiones de finales de la guerra produjeron poco menos de 1800 caballos de fuerza (1300 kW) y la versión más reciente, tal como se usó en el de Havilland Hornet, superó los 2000 caballos de fuerza (1500 kW).

Uno de los motores de avión más exitosos de la era de la Segunda Guerra Mundial, Rolls-Royce fabricó unas 50 versiones del Merlin en Derby, Crewe y Glasgow, así como Ford de Gran Bretaña en su fábrica de Trafford Park, cerca de Manchester. Una versión reducida también fue la base del motor del tanque Rolls-Royce/Rover Meteor. Después de la guerra, el Merlin fue reemplazado en gran medida por el Rolls-Royce Griffon para uso militar, y la mayoría de las variantes de Merlin se diseñaron y construyeron para aviones de pasajeros y aviones de transporte militar.

El Packard V-1650 era una versión del Merlin construido en los Estados Unidos. La producción cesó en 1950 después de que se hubieran entregado un total de casi 150.000 motores. Los motores Merlin permanecen hoy en servicio en la Royal Air Force con el Vuelo Conmemorativo de la Batalla de Gran Bretaña y alimentan muchos aviones restaurados de propiedad privada en todo el mundo.

Diseño y desarrollo

Origen

A principios de la década de 1930, Rolls-Royce comenzó a planificar su futuro programa de desarrollo de motores aeronáuticos y se dio cuenta de que se necesitaba un motor más grande que su Kestrel de 21 litros (1296 pulgadas cúbicas), que se estaba utilizando con gran éxito en un número de aviones de la década de 1930. En consecuencia, se comenzó a trabajar en un nuevo diseño de clase de 1100 hp (820 kW) conocido como PV-12, donde PV significa Private Venture, 12-cylinder, ya que la empresa no recibió fondos del gobierno para trabajar en el proyecto. El PV-12 se puso en marcha por primera vez el 15 de octubre de 1933 y voló por primera vez en un biplano Hawker Hart (número de serie K3036) el 21 de febrero de 1935. El motor se diseñó originalmente para utilizar el sistema de refrigeración por evaporación que entonces estaba de moda.. Esto resultó poco confiable y cuando el etilenglicol de los EE. UU. estuvo disponible, el motor se adaptó para usar un sistema de refrigeración líquida convencional. Posteriormente, el Hart se entregó a Rolls-Royce donde, como banco de pruebas de Merlin, completó más de 100 horas de vuelo con los motores Merlin C y E.

En 1935, el Ministerio del Aire emitió una especificación, F10/35, para nuevos aviones de combate con una velocidad aerodinámica mínima de 310 mph (500 km/h). Afortunadamente, se habían desarrollado dos diseños: el Supermarine Spitfire y el Hawker Hurricane; este último diseñado en respuesta a otra especificación, F36/34. Ambos fueron diseñados alrededor del PV-12 en lugar del Kestrel, y fueron los únicos cazas británicos contemporáneos que se desarrollaron así. Los contratos de producción para ambos aviones se colocaron en 1936, y se le dio la máxima prioridad al desarrollo del PV-12, así como a la financiación del gobierno. Siguiendo la convención de la compañía de nombrar sus motores aeronáuticos de pistón en honor a aves rapaces, Rolls-Royce nombró al motor Merlin en honor a un pequeño halcón del hemisferio norte (Falco columbarius).

Se agregaron a la gama de la empresa otros dos motores Rolls-Royce desarrollados justo antes de la guerra. El Rolls-Royce Peregrine de 885 hp (660 kW) fue un desarrollo actualizado y sobrealimentado de su diseño V-12 Kestrel, mientras que el Rolls-Royce Vulture de 1.700 hp (1.300 kW) y 42 litros (2.560 pulgadas cúbicas) usó cuatro motores del tamaño de Kestrel. bloques de cilindros instalados en un solo cárter y accionando un cigüeñal común, formando un diseño X-24. Esto se iba a utilizar en aviones más grandes como el Avro Manchester.

Aunque el Peregrine parecía ser un diseño satisfactorio, nunca se le permitió madurar ya que la prioridad de Rolls-Royce era refinar el Merlin. Como resultado, el Peregrine vio uso en solo dos aviones: el caza Westland Whirlwind y uno de los prototipos Gloster F.9/37. El Vulture se instaló en el bombardero Avro Manchester, pero resultó poco confiable en servicio y, como resultado, el caza planeado que lo usaba, el Hawker Tornado, fue cancelado. Con el propio Merlin pronto entrando en el rango de 1.500 hp (1.100 kW), el Peregrine y el Vulture se cancelaron en 1943 y, a mediados de 1943, el Merlin se complementó en servicio con el Griffon más grande. El Grifón incorporó varias mejoras de diseño y finalmente reemplazó al Merlín.

Desarrollo

Al principio, el nuevo motor estaba plagado de problemas, como fallas en los trenes de engranajes accesorios y las camisas de refrigerante. Se probaron varios métodos de construcción diferentes antes de establecer el diseño básico del Merlin. Los primeros Merlins de producción no eran confiables: los problemas comunes eran el agrietamiento de la culata, las fugas de refrigerante y el desgaste excesivo de los árboles de levas y los cojinetes principales del cigüeñal.

Primeros motores

Los tipos de motores prototipo, de desarrollo y de producción inicial fueron:

• PV-12

El diseño inicial utilizando un sistema de refrigeración evaporativa. Dos pruebas de tipo banco construidas en julio de 1934, generando 740 caballos de fuerza (552 kW) a 12.000 pies (3.700 m) equivalentes. Primero voló el 21 de febrero de 1935.

• Merlin B

Se introdujo dos sistemas de refrigeración líquida etilenglicol construidos. Las cabezas de cilindro "Ramp" (las válvulas de entrada estaban en un ángulo de 45 grados hacia el cilindro). Tipo pasado Testing Febrero 1935, generando 950 caballos de fuerza (708 kW) a 11.000 pies (3.400 m) equivalente.

• Merlin C

Development of Merlin B; caja y bloques de cilindro se convirtieron en tres fundición separadas con cabezales de cilindro de perno. Primer vuelo en Hawker Horsley 21 diciembre 1935, 950 caballos de fuerza (708 kW) a 11.000 pies (3.400 m).

• Merlin E

Similar a C con cambios de diseño menores. Pasó 50 horas de prueba civil en diciembre de 1935 generando una potencia constante de 955 caballos (712 kW) y una puntuación máxima de 1.045 caballos de fuerza (779 kW). Prueba militar fallida de 100 horas en marzo de 1936. Powered the Supermarine Spitfire prototipo.

Válvula parallel cabezal de cilindro Merlín

• Merlin F ()Merlin I)

Similar a C y E. Primer vuelo en Horsley 16 julio 1936. Esto se convirtió en el primer motor de producción, y fue designado como el Merlín I. El Merlín continuó con la cabeza "ramp", pero esto no fue un éxito y sólo 172 fueron hechos. La batalla de Fairey Fui el primer avión de producción que fue impulsado por el Merlín I y voló el 10 de marzo de 1936.

• Merlin G ()Merlín II)

Los cabezales de cilindro "ramp" recambiados con cabezales de patrón paralelos (los tallos de válvula paralelas al eje del cilindro) se escalaron desde el motor Kestrel. Pruebas de resistencia de vuelo de 400 horas realizadas en la RAE de julio de 1937; prueba de aceptación 22 de septiembre de 1937. Fue entregado por primera vez como la potencia de 1.030 caballos (770 kW) Merlin II en 1938, y la producción se incrementó rápidamente para Fairey Batalla II.

• Merlín III

Merlín II con eje de hélice estándar de Havilland/Rotol SBAC, y doble accesorio-drive. 1.030 caballos de fuerza (770 kW) a 3.000 rpm a 10,250 pies (3,120 m) a +6,5 lb de potencia. Base formada para el motor del tanque de meteoro Rolls-Royce/Rover

• "Racing" Merlin

Motor de carreras para 1937/38 "Speed Spitfire" intento de récord mundial de velocidad. Merlin III con pistones fortalecidos, varillas de conexión y horquillas de gudgeon, que funcionan con mayor combustible de octava, desarrollados 2,160 caballos de fuerza (1.610 kW) a 3.200 rpm y +27 lb de potencia/peso de 0.621 lb por potencia de caballo. Completado 15 horas de resistencia a 1,800 caballos de fuerza (1,342 kW), 3.200 rpm a +22 lb de potencia.

• Merlín IV

Merlín con refrigeración por agua de presión para Armstrong Whitworth Whitley IV.

• Merlin V

Merlin para Fairey Battle V.

• Merlín VIII

Media-supercargado Merlin desarrolló para Fairey Fulmar I, valoró 1.010 caballos de fuerza (754 kW) a 2,850 rpm a 6,750 pies (2,060 m), 1.080 caballos de fuerza (805 kW) a 3.000 rpm para el despegue con combustible de 100-octane.

• Merlin X

Primer Merlín con supercargador de dos velocidades, 1.145 caballos de fuerza (853 kW) en marcha baja a 5.250 pies (1.600 m), 1.010 caballos de fuerza (754 kW) en alta marcha a 17.750 pies (5.410 m). Primero de Rolls-Royce diseños de instalación unitarios "Power Plant" para este motor en 1937 y usados en Handley Page Halifax I, Vickers Wellington II, y Armstrong Whitworth Whitley V y VII.

• Merlín XII

Merlín equipado con equipo de reducción 0.477:1 instalado en algunos Spitfire II's con hélice de velocidad constante Rotol de tres colores. Criado a 1.150 caballos de fuerza (857 kW) a 3.000 rpm a 14.000 pies (4.300 m).

• Merlín XX

Merlin X con Stanley Hooker rediseñado supercargador incorporando la entrada rediseñado y mejores furgonetas guía en el impulsor con relación de engranajes revisados; 8:15:1 para engranajes bajos, 9:49:1 para engranajes altos. Nuevo carburador más grande de SU gemela. Motor intercambiable con Merlin X. Ratado a 1.240 caballos de fuerza (924 kW) a 2,850 rpm en baja marcha a 10.000 pies (3.000 m) y +9 lb de potencia; 1.175 caballos de fuerza (876 kW) a 2,850 rpm en alta marcha a 17,500 pies (5,300 m) a +9 lb de potencia. Diseño de instalación de Rolls-Royce unificado "Power Plant". Motor utilizado en Bristol Beaufighter II, Boulton Paul Defiant II, Handley Page Halifax II y V, Hawker Hurricane II y IV, y Avro Lancaster I y III. Primer Merlín producido por Packard Motor Car Company como V-1650-1 y designado por Rolls-Royce como Merlin 28.

Motores de producción

Las series Merlin II y III fueron las primeras versiones principales de producción del motor. El Merlin III fue la primera versión en incorporar un "universal" eje de la hélice, lo que permite utilizar hélices fabricadas por De Havilland o Rotol.

La primera versión importante que incorporó cambios provocados por la experiencia en el servicio operativo fue la XX, que fue diseñada para funcionar con combustible de 100 octanos. Este combustible permitió presiones de colector más altas, que se lograron aumentando el impulso del sobrealimentador centrífugo. El Merlin XX también utilizó los supercargadores de dos velocidades diseñados por Rolls-Royce, lo que resultó en una mayor potencia en altitudes más altas que las versiones anteriores. Otra mejora, introducida con el Merlin X, fue el uso de una mezcla de refrigerante de agua y glicol al 70 %-30 % en lugar del 100 % de glicol de las versiones anteriores. Esto mejoró sustancialmente la vida útil y la confiabilidad del motor, eliminó el peligro de incendio del etilenglicol inflamable y redujo las fugas de aceite que habían sido un problema con las primeras series Merlin I, II y III.

El proceso de mejora continuó, y las versiones posteriores se ejecutaron con índices de octanaje más altos y brindaron más potencia. También se realizaron cambios fundamentales en el diseño de todos los componentes clave, aumentando nuevamente la vida útil y la confiabilidad del motor. Al final de la guerra, el "pequeño" El motor entregaba más de 1600 caballos de fuerza (1200 kW) en las versiones comunes y hasta 2030 caballos de fuerza (1540 kW) en las versiones Merlin 130/131 diseñadas específicamente para el de Havilland Hornet. En última instancia, durante las pruebas realizadas por Rolls-Royce en Derby, un RM.17.SM (la versión de gran altitud de la serie Merlin 100) alcanzó 2640 caballos de fuerza (1969 kW) con un impulso de 36 lb (103"Hg) en 150 -Combustible de octanaje con inyección de agua.

Con el final de la guerra, se detuvo el trabajo para mejorar la producción de energía de Merlin y el esfuerzo de desarrollo se concentró en los derivados civiles de Merlin. Desarrollo de lo que se convirtió en el "Transport Merlin" (TML) comenzó con el Merlin 102 (el primer Merlin en completar los nuevos requisitos de prueba de tipo civil) y tenía como objetivo mejorar la confiabilidad y los períodos de revisión del servicio para los operadores de aerolíneas que utilizan aviones comerciales y de transporte como el Avro Lancastrian, Avro York (Merlin serie 500), Avro Tudor II & IV (Merlín 621), Tudor IVB &Amp; V (Merlin 623), TCA Canadair North Star (Merlin 724) y BOAC Argonaut (Merlin 724-IC). En 1951, el tiempo entre revisiones (TBO) era típicamente de 650 a 800 horas, según el uso. Para entonces, los motores de una etapa habían acumulado 2.615.000 horas de motor en operación civil y los motores de dos etapas 1.169.000.

Además, se diseñó un sistema de escape para reducir los niveles de ruido por debajo de los de los escapes eyectores para el North Star/Argonaut. Este "cruce" El sistema tomó el flujo de escape del banco interior de cilindros hacia arriba y sobre el motor antes de descargar la corriente de escape en el lado exterior de la góndola UPP. Como resultado, los niveles de sonido se redujeron entre 5 y 8 decibelios. El escape modificado también otorgó un aumento en la potencia sobre el sistema no modificado de 38 hp (28 kW), lo que resultó en una mejora de 5 nudos en la velocidad real del aire. El alcance en aire quieto de la aeronave también se mejoró en alrededor de un 4 por ciento. El motor modificado se designó como "TMO" y el sistema de escape modificado se suministró como un kit que podía ser instalado en los motores existentes por el operador o por Rolls-Royce.

La potencia nominal de las series civiles Merlin 600, 620 y 621 fue de 1160 hp (870 kW) en crucero continuo a 23 500 pies (7200 m) y 1725 hp (1286 kW) para el despegue. Los Merlins 622–626 tenían una potencia nominal de 1420 hp (1060 kW) en crucero continuo a 18 700 pies (5700 m) y 1760 hp (1310 kW) para el despegue. Los motores estaban disponibles con sobrealimentación de dos velocidades y una sola etapa (serie 500), sobrealimentación de dos velocidades y dos etapas (serie 600) y con refrigeración intermedia completa, o con refrigeración intermedia intermedia/calefacción de carga, empleándose la calefacción de carga para uso en áreas frías como en Canadá. Los motores Civil Merlin en servicio de aerolínea volaron 7,818,000 millas aéreas en 1946, 17,455,000 en 1947 y 24,850,000 millas en 1948.

Descripción general de los componentes básicos (Merlin 61)

De Jane's:

Cilindros

Doce cilindros que consisten en revestimientos de acero de alto carbono instalados en dos bloques de cilindros de fundición "R.R.50" de aleación de aluminio con cabezas y faldas separadas. Ropas húmedas, es decir, refrigerante en contacto directo con la cara externa de los revestimientos. Cabezas de cilindro equipadas con guías de válvula de entrada de hierro fundido, guías de válvula de escape de bronce fosforo y asientos de válvula de aleación de acero renovables "Silchrome". Dos bujías diametralmente opuestas protruen en cada cámara de combustión.

Pistons

Máquina de forja de aleación "R.R.59". Alfileres huecos flotantes de acero al níquel-cromo endurecido. Tres compresión y un anillo de control de aceite sobre el pin de gudgeon, y un anillo de control de aceite debajo.

Barras de conexión

Forjados de níquel a máquina de sección H, cada par que consiste en una varilla plana y forked. La varilla forked lleva un bloque de cojinetes de níquel que alberga conchas de cojinete de aleación de plomo respaldadas por acero. El "pequeño extremo" de cada varilla alberga un arbusto de bronce fosforo flotante.

Crankshaft

Una pieza, mecanizada a partir de una forja de niquel cromo nitrógeno endurecida. Estatica y dinámicamente equilibrada. Siete rodamientos principales y seis tiros.

Crankcase

Dos fundición de aleación de aluminio se unieron en la línea central horizontal. La porción superior lleva la carcasa de ruedas, supercarga y accesorios; y lleva los bloques de cilindro, los rodamientos principales de crankshaft (conchas de acero suave plegado con aleación de bronce de plomo), y parte de la carcasa para el equipo de reducción de tornillo de aire. La mitad inferior forma un sumidero de aceite y lleva las bombas de aceite y los filtros.

Rueda

Montaje de aluminio ajustado a la parte trasera de la caja. Las casas conducen a los camshafts, imanos, bombas de refrigeración y aceite, supercarga, arrancadores de mano y eléctricos, y el generador eléctrico.

Equipo de válvula

Dos válvulas de poppet de entrada y dos de escape de acero "K.E.965" por cilindro. Tanto las válvulas de entrada como el escape han endurecido los extremos "soldados"; mientras que las válvulas de escape también tienen tallos refrigerados por sodio, y las cabezas protegidas con un recubrimiento "Brightray" (nickel-chromium). Cada válvula se mantiene cerrada por un par de espirales concéntricos. Un solo eje de siete brazos, situado en la parte superior de cada cabezal de cilindro, opera 24 rocallas individuales de acero; 12 pivotando de un eje de roca en el interior, toma la parte de la cabeza para actuar las válvulas de escape, las otras pivotando de un eje en el lado de escape de la cabeza para actuar las válvulas de entrada.

Mejoras técnicas

La mayoría de las mejoras técnicas del Merlin se debieron a sobrealimentadores más eficientes, diseñados por Stanley Hooker, y a la introducción de combustible de aviación con índices de octanaje aumentados. Se realizaron numerosos cambios en los detalles internos y externos del motor para soportar mayores índices de potencia e incorporar avances en las prácticas de ingeniería.

Expulsores de escape

Merlin 55 detalle de escape eyector, Spitfire LF.VB, EP120

El Merlin consumió un enorme volumen de aire a plena potencia (equivalente al volumen de un autobús de un piso por minuto), y con los gases de escape saliendo a 1300 mph (2100 km/h) se logró ese empuje útil podría obtenerse simplemente inclinando los gases hacia atrás en lugar de ventilarlos hacia los lados.

Durante las pruebas, se obtuvo un empuje de 70 libras de fuerza (310 N; 32 kgf) a 300 mph (480 km/h), o aproximadamente 70 caballos de fuerza (52 kW), lo que aumentó la velocidad máxima del nivel del Spitfire en 10 mph (16 km/h) a 360 mph (580 km/h). Las primeras versiones de los escapes eyectores presentaban salidas redondas, mientras que las versiones posteriores del sistema usaban "cola de pez" salidas de estilo que aumentaron marginalmente el empuje y redujeron el deslumbramiento del escape para vuelos nocturnos.

En septiembre de 1937, el prototipo Spitfire, K5054, fue equipado con escapes tipo eyector. Las marcas posteriores del Spitfire utilizaron una variación de este sistema de escape equipado con conductos de admisión orientados hacia adelante para distribuir el aire caliente hacia las armas montadas en las alas para evitar la congelación y las paradas a gran altura, reemplazando un sistema anterior que usaba aire caliente del motor. radiador de refrigerante Este último sistema se volvió ineficaz debido a las mejoras en el propio Merlin que permitieron altitudes de operación más altas donde las temperaturas del aire son más bajas. Los escapes eyectores también se instalaron en otros aviones con motor Merlin.

Supercargador

Central para el éxito del Merlin fue el sobrealimentador. AC Lovesey, un ingeniero que fue una figura clave en el diseño del Merlin, pronunció una conferencia sobre el desarrollo del Merlin en 1946; en este extracto explicó la importancia del sobrealimentador:

La impresión sigue prevaleciendo que la capacidad estática conocida como el volumen de barrido es la base de la posible salida de potencia para diferentes tipos de motores, pero no es así porque la salida del motor depende exclusivamente de la masa de aire que se puede hacer para consumir eficientemente, y en este sentido el supercargador juega el papel más importante... el motor tiene que ser capaz de lidiar con los mayores flujos de masa con respecto a la carga de refrigeración, la libertad de de detonación y de Durante el curso de investigación y desarrollo sobre los sobrecargadores se hizo evidente que cualquier aumento adicional en el rendimiento de altura del motor Merlín necesitó el empleo de un supercargador de dos etapas.

A medida que el Merlin evolucionó, también lo hizo el sobrealimentador; estos últimos encajan en tres amplias categorías:

1. Caja de cambios de una sola etapa: Merlín I a III, XII, 30, 40 y 50 series (1937-1942).
2. Caja de cambios de dos velocidades: Merlín X experimental (1938), producción Merlín XX (1940-1945).
3. Dos etapas, caja de cambios de dos velocidades con intercooler: principalmente Merlin 60, 70 y 80 series (1942-1946).

El sobrealimentador Merlin se diseñó originalmente para permitir que el motor generara la máxima potencia a una altitud de unos 4900 m (16 000 pies). En 1938, Stanley Hooker, un graduado de Oxford en matemáticas aplicadas, explicó "... Pronto me familiaricé mucho con la construcción del sobrealimentador y el carburador Merlin... Dado que el sobrealimentador estaba en la parte trasera del motor, había venido en un tratamiento de diseño bastante severo, y el conducto de entrada de aire al impulsor parecía muy aplastado..." Las pruebas realizadas por Hooker mostraron que el diseño de admisión original era ineficiente, lo que limitaba el rendimiento del sobrealimentador. Posteriormente, Hooker diseñó un nuevo conducto de entrada de aire con características de flujo mejoradas que aumentaron la potencia máxima a una altitud mayor de más de 5800 m (19 000 pies); y también mejoró el diseño tanto del impulsor como del difusor que controlaba el flujo de aire hacia él. Estas modificaciones llevaron al desarrollo de las series Merlin XX y 45 de una sola etapa.

Un avance significativo en el diseño de supercargadores fue la incorporación en 1938 de una transmisión de dos velocidades (diseñada por la empresa francesa Farman) al impulsor del Merlin X. El posterior Merlin XX incorporó la transmisión de dos velocidades, así como varias mejoras que permitieron aumentar la tasa de producción de Merlins. El engranaje de relación baja, que operaba desde el despegue hasta una altitud de 3000 m (10 000 pies), impulsaba el impulsor a 21 597 rpm y desarrollaba 1240 caballos de fuerza (925 kW) a esa altura; mientras que la clasificación de potencia de la marcha alta (25 148 rpm) fue de 1175 caballos de fuerza (876 kW) a 18 000 pies (5500 m). Estas cifras se lograron a una velocidad del motor de 2850 rpm con un impulso de +9 libras por pulgada cuadrada (1,66 atm) (48").

En 1940, después de recibir una solicitud en marzo de ese año del Ministerio de Producción Aeronáutica de un Merlin de alta calificación (40 000 pies (12 000 m)) para usarlo como motor alternativo al Hércules VIII turbocargado que se usó en el prototipo bombardero de gran altitud Vickers Wellington V, Rolls-Royce comenzó a experimentar en el diseño de un sobrealimentador de dos etapas y un motor equipado con este fue probado en banco en abril de 1941, convirtiéndose finalmente en el Merlin 60. El diseño básico utilizó un sobrealimentador Vulture modificado para la primera etapa, mientras que para la segunda se utilizó un sobrealimentador Merlin 46. Se usó un intercooler refrigerado por líquido en la parte superior de la carcasa del sobrealimentador para evitar que la mezcla de aire comprimido/combustible se calentara demasiado. También se consideró un turbocompresor accionado por escape pero, aunque un menor consumo de combustible era una ventaja, el peso adicional y la necesidad de agregar conductos adicionales para el flujo de escape y las compuertas de desechos significaron que esta opción fue rechazada a favor de la de dos etapas. sobrealimentador. Equipado con el sobrealimentador de dos etapas y dos velocidades, la serie Merlin 60 ganó 300 caballos de fuerza (224 kW) a 30 000 pies (9100 m) sobre la serie Merlin 45, a cuya altitud un Spitfire IX estaba a casi 70 mph (110 km/h)) más rápido que un Spitfire V.

La familia Merlin de dos etapas se amplió en 1943 con el Merlin 66, que tenía su supercargador diseñado para aumentar la potencia nominal en altitudes bajas, y la serie Merlin 70, que se diseñó para brindar mayor potencia en altitudes elevadas.

Aunque el diseño del sobrealimentador de dos etapas siguió adelante, Rolls-Royce también siguió desarrollando el sobrealimentador de una etapa, lo que resultó en 1942 en el desarrollo de un sobrealimentador más pequeño "recortado" impulsor para Merlin 45M y 55M; ambos motores desarrollaron mayor potencia a bajas altitudes. En el servicio de escuadrón, la variante LF.V del Spitfire equipada con estos motores se conoció como el "clipped, aplaudido y cropped Spitty" para indicar la envergadura acortada, el estado menos que perfecto de los fuselajes usados y el impulsor del sobrealimentador recortado.

Desarrollos de carburadores

Preservado Merlin 63 mostrando radiador intercooler, supercargador y carburador

El uso de carburadores se calculó para dar una mayor potencia específica, debido a la temperatura más baja, y por lo tanto a una mayor densidad, de la mezcla de combustible y aire en comparación con los sistemas de inyección. Sin embargo, el carburador controlado por flotador del Merlin significaba que si los Spitfires o los Hurricanes caían en picado, la fuerza G negativa (g) producía una falta temporal de combustible que hacía que el motor se apagara. -fuera momentáneamente. En comparación, el Bf 109E contemporáneo, que tenía inyección directa de combustible, podía "tocar" directamente a una inmersión de alta potencia para escapar del ataque. Los pilotos de combate de la RAF pronto aprendieron a evitar esto con un 'medio giro'. de su avión antes de lanzarse en su persecución. Un restrictor en la línea de suministro de combustible junto con un diafragma instalado en la cámara del flotador, apodado jocosamente 'orificio de Miss Shilling', en honor a su inventor, ayudó a curar la falta de combustible en una inmersión al contener combustible bajo G negativa; sin embargo, a una potencia inferior a la máxima, todavía resultó una mezcla rica en combustible. Se realizó otra mejora al mover la salida de combustible desde la parte inferior de la S.U. carburador exactamente a la mitad del costado, lo que permitió que el combustible fluya igualmente bien bajo g negativa o positiva.

Se introdujeron más mejoras en toda la gama Merlin: 1943 vio la introducción de un carburador a presión Bendix-Stromberg que inyectaba combustible a 5 libras por pulgada cuadrada (34 kPa; 0,34 bar) a través de una boquilla directamente en el sobrealimentador, y se instaló a las variantes Merlin 66, 70, 76, 77 y 85. El desarrollo final, que se instaló en los Merlins de la serie 100, fue un S.U. carburador de inyección que inyecta combustible en el sobrealimentador utilizando una bomba de combustible impulsada en función de la velocidad del cigüeñal y las presiones del motor.

Combustibles mejorados

Page from Pilot's Notes Merlin II, III and V (A.P.1590B), explaining the use of +12lbs boost and 100 Octane fuel.

Al comienzo de la guerra, los Merlin I, II y III funcionaban con el espíritu de aviación estándar de 87 octanos y podían generar poco más de 1000 caballos de fuerza (750 kW) con su cilindrada de 27 litros (1650 pulgadas cúbicas).: la presión de sobrealimentación máxima a la que podía funcionar el motor con combustible de 87 octanos era de +6 libras por pulgada cuadrada (141 kPa; 1,44 atm). Sin embargo, ya en 1938, en el 16º Salón Aeronáutico de París, Rolls-Royce exhibió dos versiones del Merlin clasificadas para usar combustible de 100 octanos. El Merlin RM2M era capaz de generar 1265 caballos de fuerza (943 kW) a 7870 pies (2400 m), 1285 caballos de fuerza (958 kW) a 9180 pies (2800 m) y 1320 caballos de fuerza (984 kW) en el despegue; mientras que un Merlin X con un sobrealimentador de dos velocidades en marcha alta generaba 1150 caballos de fuerza (857 kW) a 15 400 pies (4700 m) y 1160 caballos de fuerza (865 kW) a 16 730 pies (5100 m).

Desde finales de 1939, el combustible de 100 octanos estuvo disponible en los EE. UU., las Indias Occidentales, Persia y, en cantidades más pequeñas, a nivel nacional, en consecuencia, "... en la primera mitad de 1940, la RAF transfirió todos los y escuadrones Spitfire a combustible de 100 octanos." Se realizaron pequeñas modificaciones a los motores de las series Merlin II y III, lo que permitió una mayor presión de sobrealimentación (de emergencia) de +12 libras por pulgada cuadrada (183 kPa; 1,85 atm). Con este ajuste de potencia, estos motores podían producir 1310 caballos de fuerza (977 kW) a 9000 pies (2700 m) mientras funcionaban a 3000 revoluciones por minuto. El impulso aumentado se podía usar indefinidamente ya que no había un mecanismo de límite de tiempo mecánico, pero se aconsejó a los pilotos que no usaran el impulso aumentado durante más de un máximo de cinco minutos, y se consideró una "condición de sobrecarga definitiva en el motor".;; si el piloto recurría al impulso de emergencia, tenía que informarlo al aterrizar, cuando se anotaba en el libro de registro del motor, mientras que el oficial de ingeniería debía examinar el motor y restablecer la puerta del acelerador. Las versiones posteriores del Merlin funcionaban solo con combustible de 100 octanos, y el límite de combate de cinco minutos se elevó a +18 libras por pulgada cuadrada (224 kPa; 2,3 atm).

A fines de 1943, se realizaron pruebas de un nuevo "100/150" combustible de grado (150 octanos), reconocido por su color verde brillante y su "olor horrible". Las pruebas iniciales se realizaron usando 6,5 centímetros cúbicos (0,23 imp fl oz) de tetraetilo de plomo (T.E.L.) por cada galón imperial de combustible de 100 octanos (o 1,43 cc/L o 0,18 U.S. fl oz/U.S. gal), pero esta mezcla resultó en una acumulación de plomo en las cámaras de combustión, provocando un ensuciamiento excesivo de las bujías. Se lograron mejores resultados al agregar 2,5 % de monometilanilina (M.M.A.) al combustible de 100 octanos. El nuevo combustible permitió aumentar la potencia nominal de cinco minutos del Merlin 66 a +25 libras por pulgada cuadrada (272 kPa; 2,7 atm). Con esta calificación de impulso, el Merlin 66 generó 2000 hp (1491 kW) al nivel del mar y 1860 hp (1387 kW) a 10 500 pies (3200 m).

A partir de marzo de 1944, los Spitfire IX con motor Merlin 66 de dos escuadrones de Defensa Aérea de Gran Bretaña (ADGB) recibieron autorización para usar el nuevo combustible para pruebas operativas, y se le dio un buen uso en el verano de 1944 cuando permitió Spitfire LF Mk. IX para interceptar bombas voladoras V-1 que llegan a bajas altitudes. Los cazas nocturnos Mosquito de la ADGB también utilizaron combustible de grado 100/150 para interceptar los V-1. A principios de febrero de 1945, los Spitfires de la Segunda Fuerza Aérea Táctica (2TAF) también comenzaron a usar combustible de grado 100/150. Este combustible también se ofreció a la USAAF, donde se designó como "PPF 44-1" e informalmente conocido como "Pep".

Producción

La producción del Rolls-Royce Merlin estuvo impulsada por la previsión y determinación de Ernest Hives, quien a veces se enfurecía por la aparente complacencia y la falta de urgencia encontradas en su frecuente correspondencia con el Ministerio del Aire, el Ministerio de Producción de Aeronaves y funcionarios de la autoridad local. Hives era un defensor de las fábricas en la sombra y, al sentir el inminente estallido de la guerra, siguió adelante con los planes para producir Merlin en cantidades suficientes para la Royal Air Force en rápida expansión. A pesar de la importancia de la producción ininterrumpida, varias fábricas se vieron afectadas por la huelga. Al final de su ciclo de producción en 1950, se habían construido 168.176 motores Merlin; más de 112 000 en Gran Bretaña y más de 55 000 bajo licencia en EE. UU.

Derby

Rolls-Royce factory, Nightingale Road, Derby (photo 2005)

Las instalaciones existentes de Rolls-Royce en Osmaston, Derby, no eran adecuadas para la producción de motores en masa, aunque el espacio de piso se había incrementado en un 25 % entre 1935 y 1939; Hives planeaba construir los primeros doscientos o trescientos motores allí hasta que se resolvieran los problemas iniciales de ingeniería. Para financiar esta expansión, el Ministerio del Aire había proporcionado un total de £ 1,927,000 en diciembre de 1939. Con una fuerza laboral que consistía principalmente en ingenieros de diseño y hombres altamente calificados, la fábrica de Derby llevó a cabo la mayoría del trabajo de desarrollo del Merlin, con pruebas de vuelo. llevado a cabo en la cercana RAF Hucknall. Todos los aviones con motor Merlín que participaron en la Batalla de Gran Bretaña tenían sus motores ensamblados en la fábrica de Derby. La producción total de Merlin en Derby fue de 32.377. La fábrica original cerró en marzo de 2008, pero la empresa mantiene su presencia en Derby.

Tripulación

Para satisfacer la creciente demanda de motores Merlin, Rolls-Royce comenzó a construir una nueva fábrica en Crewe en mayo de 1938, y los motores abandonaron la fábrica en 1939. La fábrica de Crewe tenía conexiones convenientes por carretera y ferrocarril con sus instalaciones existentes en Derby. La producción en Crewe se planeó originalmente para usar mano de obra no calificada y subcontratistas con los que Hives pensó que no habría ninguna dificultad particular, pero la cantidad de piezas subcontratadas requeridas, como cigüeñales, árboles de levas y camisas de cilindros, finalmente se quedó corta y la fábrica se amplió. para fabricar estas piezas "en casa".

Inicialmente, la autoridad local prometió construir 1000 casas nuevas para albergar a la mano de obra a fines de 1938, pero en febrero de 1939 solo había adjudicado un contrato por 100. Hives se indignó por esta complacencia y amenazó con trasladar toda la operación. pero la oportuna intervención del Ministerio del Aire mejoró la situación. En 1940 tuvo lugar una huelga cuando las mujeres reemplazaron a los hombres en los tornos de cabrestante, los trabajadores' el sindicato insiste en que se trata de un trabajo de mano de obra calificada; sin embargo, los hombres regresaron al trabajo después de 10 días.

La producción total de Merlín en Crewe fue de 26 065.

La fábrica se utilizó en la posguerra para la producción de automóviles Rolls-Royce y Bentley y centrales eléctricas para vehículos militares de combate. En 1998, Volkswagen AG compró la marca Bentley y la fábrica. Hoy se conoce como Bentley Crewe.

Glasgow

Los trabajadores montan cabezas de cilindro en la línea de producción Hillington Merlin en 1942

Hives recomendó además que se construyera una fábrica cerca de Glasgow para aprovechar la abundante mano de obra local y el suministro de acero y piezas forjadas de los fabricantes escoceses. En septiembre de 1939, el Ministerio del Aire asignó 4.500.000 libras esterlinas para una nueva fábrica de Shadow. Esta fábrica financiada y operada por el gobierno se construyó en Hillington a partir de junio de 1939 y los trabajadores se mudaron a las instalaciones en octubre, un mes después del estallido de la guerra. La fábrica estaba completamente ocupada en septiembre de 1940. También se produjo una crisis de vivienda en Glasgow, donde Hives volvió a pedir al Ministerio del Aire que interviniera.

Con 16 000 empleados, la fábrica de Glasgow era una de las operaciones industriales más grandes de Escocia. A diferencia de las plantas de Derby y Crewe, que dependían en gran medida de subcontratistas externos, producía casi todos los componentes del Merlin por sí misma. Hillingdon requirió "mucha atención de Hives" de cuando estaba produciendo su primer motor completo; tenía la proporción más alta de trabajadores no calificados en cualquier fábrica administrada por Rolls-Royce”. Los motores comenzaron a salir de la línea de producción en noviembre de 1940 y, en junio de 1941, la producción mensual había alcanzado los 200, aumentando a más de 400 por mes en marzo de 1942. En total, se produjeron 23.675 motores. El ausentismo de los trabajadores se convirtió en un problema después de algunos meses debido a los efectos físicos y mentales de las condiciones de guerra, como la ocupación frecuente de los refugios antiaéreos. Se acordó reducir ligeramente las horas de trabajo punitivas a 82 horas a la semana, con un medio domingo por mes otorgado como feriado. Se informa que la producción récord fue de 100 motores en un día.

Inmediatamente después de la guerra, el sitio reparó y reacondicionó los motores Merlin y Griffon, y continuó fabricando piezas de repuesto. Finalmente, tras la producción del turborreactor Rolls-Royce Avon y otros, la fábrica cerró en 2005.

Mánchester

Se le pidió a Ford Motor Company que produjera Merlins en Trafford Park, Stretford, cerca de Manchester, y en mayo de 1940 se inició la construcción de una nueva fábrica en un terreno de 118 acres (48 ha). Construido con dos secciones distintas para minimizar el daño potencial de las bombas, se completó en mayo de 1941 y fue bombardeado en el mismo mes. Al principio, la fábrica tuvo dificultades para atraer mano de obra adecuada y hubo que contratar a un gran número de mujeres, jóvenes y hombres sin formación. A pesar de esto, el primer motor Merlin salió de la línea de producción un mes después y estaba construyendo el motor a un ritmo de 200 por semana en 1943, momento en el que las fábricas conjuntas producían 18.000 Merlin por año. En su autobiografía No mucho de ingeniero, Sir Stanley Hooker afirma: "... una vez que la gran fábrica de Ford en Manchester comenzó la producción, los Merlins salieron como guisantes...".

Unas 17 316 personas trabajaron en la planta de Trafford Park, incluidas 7260 mujeres y dos médicos y enfermeras residentes. La producción de Merlin comenzó a agotarse en agosto de 1945 y finalmente cesó el 23 de marzo de 1946.

La producción total de Merlín en Trafford Park fue de 30 428.

Packard V-1650

Como se consideró que Merlin era tan importante para el esfuerzo bélico, se iniciaron negociaciones para establecer una línea de producción alternativa fuera del Reino Unido. El personal de Rolls-Royce visitó a los fabricantes de automóviles de América del Norte para seleccionar uno para construir el Merlin en los EE. UU. o Canadá. Henry Ford rescindió una oferta inicial para construir el motor en los EE. UU. en julio de 1940, y se seleccionó a Packard Motor Car Company para asumir el pedido Merlin de $ 130,000,000 (equivalente a $ 2,51 mil millones en dólares de 2021). Se llegó a un acuerdo en septiembre de 1940, y el primer motor fabricado por Packard, un Merlin XX denominado V-1650-1, funcionó en agosto de 1941. La producción total de Merlin por parte de Packard fue de 55 523.

Continental Motors, Inc. también fabricó seis motores de desarrollo.

Variantes

Esta es una lista de variantes representativas de Merlin, que describen algunos de los cambios mecánicos realizados durante el desarrollo de Merlin. Por lo general, a los motores con la misma potencia de salida se les asignaban diferentes números de modelo según las relaciones de transmisión del sobrealimentador o la hélice, las diferencias en el sistema de enfriamiento o los carburadores, la construcción del bloque del motor o la disposición de los controles del motor. Las clasificaciones de potencia indicadas suelen ser máximas "militar" poder. Todos los motores, excepto los Merlin 131 y 134, eran de "tractor derecho", es decir, la hélice giraba en el sentido de las agujas del reloj visto desde atrás. Además de los números de marca, el Ministerio de Abastecimiento (MoS) asignó números experimentales a los motores Merlin, por ejemplo: RM 8SM para el Merlin 61 y algunas variantes, mientras estaban en desarrollo; estos números se anotan cuando es posible. Los motores Merlin utilizados en los Spitfire, además del Merlin 61, utilizaban una relación de reducción de hélice de 0,477:1. Los Merlins utilizados en bombarderos y otros cazas utilizaron una proporción de 0,42:1.

Datos de Bridgman (Jane's) a menos que se indique lo contrario:

• Merlín II (RM 1S)

1,030 hp (775 kW) a 3.000 rpm a 5,500 pies (1,676 m) utilizando + 6 psi impulso (41 kPa calibre; o una presión absoluta de 144 kPa o 1,41 atm); utilizado 100% refrigerante de glicol. Primera producción Merlín II entregó el 10 de agosto de 1937. Merlin II utilizado en el Boulton Paul Defiant, Hawker Hurricane Mk.I, Supermarine Spitfire Mk.I luchadores, y Fairey Battle bomber.

• Merlín III (RM 1S)

Merlin III equipado con el eje de hélice "universal" capaz de montar ya sea de Havilland o hélices Rotol. Desde finales de 1939, utilizando combustible 100-octane y +12 impulso psi (83 kPa calibre; o una presión absoluta de 184 kPa o 1,82 atm), el Merlin III desarrolló 1,310 hp (977 kW) a 3.000 rpm a 9.000 pies (2,700 m); utilizando 87-octane combustible las calificaciones de potencia fueron las mismas que el Merlin II. Usado en el Defiant, el Huracán Mk.I, los cazas Spitfire Mk.I y el bombardero de batalla ligero. Primera producción Merlin III entregó 1 de julio de 1938.

• Merlin X (RM 1SM)

1.130 hp (840 kW) a 3.000 rpm a 5,250 pies (1,600 m); presión máxima +10 psi; esta fue la primera producción Merlin para utilizar un supercargador de dos velocidades; Se utiliza en Halifax Mk.I, Wellington Mk.II y Whitley Mk.V bombarderos. Primera producción Merlin X, 5 de diciembre de 1938.

• Merlín XII (RM 3S)

1.150 hp (860 kW); equipado con arranque de motor Coffman; primera versión para utilizar el refrigerante de agua/glicol 70/30% en lugar de 100% glycol. Construcción reforzada, capaz de utilizar la presión de impulso constante de hasta +12 psi utilizando combustible 100-octane; Se utiliza en Spitfire Mk. II. Primera producción Merlín XII, 2 de septiembre de 1939.

Preservado Merlin XX en el Royal Air Force Museum London

• Merlín XX (RM 3SM)

1,480 hp (1,105 kW) a 3.000 rpm a 6.000 pies (1,829 m); supercargador de dos velocidades; presión de aumento de hasta +14 psi; Se utiliza en el Huracán Mk.II, Beaufighter Mk.II, Halifax Mk.II y Bombers Lancaster Mk.I, y en los prototipos Spitfire Mk.III (N3297 & W32). Primera producción Merlín XX, 4 de julio de 1940.

• Merlín 32 (RM 5M)

1,645 hp (1,230 kW) a 3.000 rpm a 2.500 pies (762 m); una versión "abajo altura" de Merlín con impulsores supercargados para mayor potencia a bajas altitudes y una presión máxima de aumento de +18 psi; equipado con arranque de motor Coffman; utilizado principalmente en aviones Fleet Air Arm, principalmente el bombardero de torpedos Fairey Barracuda Mk.II. También el huracán Mk.V y Spitfire P.R Mk.XIII. Primera producción Merlín 32, 17 de junio de 1942.

• Merlin 45 (RM 5S)

1,515 hp (1.130 kW) a 3.000 rpm a 11.000 pies (3.353 m); utilizado en Spitfire Mk.V, PR.Mk.IV y PR.Mk. VII, Seafire Ib y IIc. Presión máxima de aumento de +16 psi. Primera producción Merlin 45, 13 de enero de 1941.

• Merlin 47 (RM 6S)

1,415 hp (1,055 kW) a 3.000 rpm a 14,000 ft (4,267 m); versión de alta altitud utilizada en Spitfire H.F.Mk. VI. Adaptado con un compresor Marshall (a menudo llamado "blower") para presionar la cabina. Primera producción Merlin 47, 2 de diciembre de 1941.

• Merlin 50.M (RM 5S)

1,585 hp (1,182 kW) a 3.000 rpm a 3,800 pies (1,158 m); versión de baja altitud con impulsor supercargador "cropped" a 9,5 en (241 mm) de diámetro. El impulso permitido fue +18 psi (125 kPa gauge; o una presión absoluta de 225 kPa o 2.2 atm) en lugar de +16 psi (110 kPa calibre; o una presión absoluta de 210 kPa o 2.08 atm) en un motor Merlin 50 normal. La serie Merlin 50 fue la primera en utilizar el carburador Bendix-Stromberg "negative-g".

• Merlin 61 (RM 8SM)

1,565 hp (1,170 kW) a 3.000 rpm a 12,250 pies (3,734 m), 1.390 hp (1,035 kW) a 3.000 rpm a 23,500 pies (7,163 m); equipado con un nuevo supercargador de dos etapas de dos velocidades que proporciona mayor potencia a medias a altas altitudes; +15 psi impulso; utilizado en Spitfire F Mk.IX, y P. XI. Primera variante de producción británica para incorporar bloques de cilindros de dos piezas diseñados por Rolls-Royce para el Packard Merlin. ratio de reducción de engranajes.42:1, con engranajes para bomba de presión. Primera producción Merlin 61, 2 de marzo de 1942.

• Merlin 63 " 63A

1,710 hp (1,275 kW) a 3.000 rpm a 8,500 ft (2,591 m), 1.505 hp (1,122 kW) a 3.000 rpm a 211,000 ft (6,401 m); fortalecimiento de dos velocidades de desarrollo de dos etapas de Merlin 61; +18 psi de impulso; reducción de la relación de marcha.477:1; Merlin 63A no tenía engranajes adicionales para la superación e incorpora un eje reforzado Se utiliza en Spitfire F Mk.VIII y F. Mk. IX.

• Merlin 66 (RM 10SM)

1,720 hp (1,283 kW) a 5,790 ft (1,765 m) utilizando +18 psi boost (124 kPa gauge; o una presión absoluta de 225 kPa o 2.2 atm); versión de baja altitud de Merlin 63A. Fitted with a Bendix-Stromberg anti-g carburettor; intercooler usó un tanque de cabecera separado. Se utiliza en Spitfire L.F Mk.VIII y L.F Mk.IX.

• Merlin 76/77 (RM 16SM)

1.233 hp (920 kW) a 35.000 pies (10.668 m); Fitted with a two-speed, two-stage supercharger and a Bendix-Stromberg carburettor. Dedicada versión "alta altitud" utilizada en el combate de alta altitud de Westland Welkin y algunas variantes de Spitfire y de Havilland Mosquito. La marca de números impares condujo un soplador para la presión de la cabina.

• Merlin 130/131

2.060 hp (1,536 kW); versiones rediseñados "slimline" para el de Havilland Hornet. El diseño del motor se modificó para disminuir la superficie frontal a un mínimo y fue la primera serie de Merlín para utilizar sistemas de inducción de baja tensión. La bomba de refrigerante se trasladó desde el fondo del motor hasta el lado a estribor. Carburador de inyección de dos velocidades y dos etapas. Corliss throttle. El impulso máximo fue de 25 psi (170 kPa calibre; o una presión absoluta de 270 kPa o 2.7 atm). En la Hornet el Merlin 130 fue instalado en la góndola portuaria: el Merlin 131, instalado en la góndola de estribor, se convirtió en un motor de tractor "reverso" o izquierdo utilizando un equipo adicional de idler en el envoltorio de reducción.

• Merlín 133/134

2.030 hp (1.514 kW); derated for use at low altitude 130/131 variations used in Sea Hornet F. Mk. 20, N.F. Mk. 21 and P.R. Mk. 22. El impulso máximo se redujo a +18 calibre psi (230 kPa o 2.2 atm absoluto).

• Merlin 266 (RM 10SM)

El prefijo "2" indica motores construidos por Packard, de lo contrario como Merlin 66, optimizado para operación de baja altitud. Fitted to the Spitfire Mk.XVI.

• Merlin 620

1.175 hp (876 kW) crucero continuo utilizando 2.650 rpm en +9 psi boost (62 kPauge; o una presión absoluta de 165 kPa o 1.6 atm); capaz de clasificación de emergencia de 1,795 hp (1,338 kW) a 3.000 rpm utilizando +20 psi boost (138 kPa calibre; o una presión absoluta de 241 kPa o 2.4 atm); motor civil desarrollado a partir de Merlín 102 "Universal Power Plant" (UPP) estandarizó el desarrollo de la instalación de radiadores anulares de los utilizados en Lancaster VI y Avro Lincoln. La serie Merlin 620-621 fue diseñada para operar en las severas condiciones climáticas encontradas en las rutas aéreas canadienses y del Atlántico Norte de largo alcance. Se utiliza en Avro Tudor, Avro York, y en el Canadair North Star.

Aplicaciones

En orden cronológico, los primeros aviones operativos propulsados por Merlin que entraron en servicio fueron el Fairey Battle, el Hawker Hurricane y el Supermarine Spitfire. Aunque el motor está más estrechamente asociado con el Spitfire, el Avro Lancaster cuatrimotor fue la aplicación más numerosa, seguido por el bimotor de Havilland Mosquito.

Lista de Lumsden 2003

• 

  Avro Lancaster B I powered by four Merlin XXs

• 

  La serie "slimline" Merlin 130/131 fue diseñada para el Hornet de Havilland

• 

  El Merlin 76-powered Vickers F.7/41

Posguerra

Al final de la Segunda Guerra Mundial, se diseñaron y produjeron nuevas versiones del Merlin (las series 600 y 700) para su uso en aviones comerciales como el Avro Tudor, aviones de transporte militar como el Avro York y el Canadair North Star que actuó en ambos roles. Estos motores eran básicamente de especificación militar con algunos cambios menores para adaptarse a los diferentes entornos operativos.

Una versión española del Messerschmitt Bf 109 G-2, el Hispano Aviación HA-1112-M1L Buchon de 1954, se construyó en la fábrica de Hispano en Sevilla con el motor Rolls-Royce Merlin 500/45 de 1.600 caballos de fuerza (1.200 kW): un motor adecuado para la última versión producida del famoso caza Messerschmitt, ya que el avión prototipo Bf 109 V1 había sido propulsado por el motor Rolls-Royce Kestrel V-12 en 1935.

El CASA 2.111 era otra versión española de un avión alemán, el Heinkel He 111, que se adaptó para usar el Merlin después de que se agotara el suministro de motores Junkers Jumo 211F-2 al final de la guerra. Existía una situación similar con el Fiat G.59 cuando se agotaron las existencias disponibles de la versión italiana fabricada con licencia del motor Daimler-Benz DB 605.

El Avro Lincoln construido en Australia a partir del A73-51 utilizó aviones Merlin 102 de Commonwealth Aircraft Corporation fabricados en Australia. Cuando terminó la producción, se construyeron un total de 108 CAC Merlins.

Aplicaciones alternativas

Se produjo una versión no sobrealimentada del Merlin con una mayor proporción de componentes de acero y hierro para uso en tanques. Este motor, el Rolls-Royce Meteor, a su vez condujo al Rolls-Royce Meteorite más pequeño. En 1943, se entregó a Rover el desarrollo adicional de Meteor, a cambio de los intereses de la turbina de gas de Rover.

En 1938, Rolls-Royce comenzó a trabajar en la modificación de algunos Merlins que luego se utilizarían en MTB, MGB y lanchas de rescate aéreo y marítimo de la RAF británicas. Para estos, los supercargadores se modificaron como unidades de una sola etapa y el motor se rediseñó para su uso en un entorno marino. Se convirtieron unos 70 motores antes de que se diera prioridad a la producción de motores aeronáuticos.

El ejército irlandés llevó a cabo experimentos que incluían la sustitución del motor Bedford de un tanque Churchill por un motor Rolls-Royce Merlin rescatado de un avión Seafire del Irish Air Corps. El experimento no fue un éxito, aunque no se registran las razones.

Motores sobrevivientes

Uno de los motores de avión más exitosos de la era de la Segunda Guerra Mundial, el Merlin continúa usándose en muchos aviones antiguos restaurados de la Segunda Guerra Mundial en todo el mundo. El Royal Air Force Battle of Britain Memorial Flight es un notable operador actual del Merlin. En Inglaterra, la colección Shuttleworth posee y opera un Hawker Sea Hurricane IB con motor Merlin y un Supermarine Spitfire VC; ambos se pueden ver volando en exhibiciones caseras durante los meses de verano.

Motores en exhibición

Ejemplos conservados del Rolls-Royce Merlin se exhiben en los siguientes museos:

• Atlantic Canada Aviation Museum
• Aviation Heritage Museum (Western Australia)
• Montrose Air Station Heritage Centre
• Polish Aviation Museum, Kraków (Cracow), Poland
• Rolls-Royce Heritage Centre, Derby – varias versiones, incluyendo supercargas mostradas, equipos de reducción y otros componentes
• Royal Air Force Museum, Cosford & London
• Museo de la Ciencia (Londres)
• Shuttleworth Collection
• Smithsonian Air and Space Museum, Washington, DC
• Wings Museum, West Sussex, Inglaterra

Especificaciones (Merlín 61)

Rolls-Royce Merlín con componentes etiquetados

Datos de Jane's.

Características generales

• Tipo: 12 cilindros, supercargados, refrigerados por líquido, 60° "Vee", SOHC, motor de pistón.
• Bore: 5.4 en (137 mm)
• Stroke: 6.0 en (152 mm)
• Desplazamiento: 1,649 cu en (27 L)
• Duración: 88,7 en (225 cm)
• Width: 30,8 en (78 cm)
• Altura: 40 en (102 cm)
• Peso seco: 1,640 libras (744 kg)

Componentes

• Valvetrain: Camisa de sobremesa, dos válvulas de admisión y dos válvulas de escape por cilindro, tallos de válvula de escape refrigerados por sodio.
• Supercharger: Dos velocidades, dos etapas. Presión de arranque automáticamente ligada al acelerador, refrigerante-aerodesl entre la segunda etapa y el motor.
• Sistema de combustible: Carburador de rodillos-Royce/S.U. con control automático de mezcla. Bombas dobles de combustible independiente.
• Tipo de combustible: 100/130 Gasolina Octane.
• Sistema de aceite: Sumidero seco con una bomba de presión y dos bombas de escavenge.
• Sistema de refrigeración: 70% agua y 30% de etileno mezcla de refrigerante de glicol, presurizado. Supercharger intercooler system entirely separate from main cooling system.
• Equipo de reducción: 0.42:1

Rendimiento

• Producción de energía: * 1.290 hp (962 kW) a 3.000 rpm al despegue.
• 1,565 hp (1.167 kW) a 3.000 rpm a las 12.250 pies (3.740 m, equipo MS)
• 1,580 hp (1.178 kW) a 3.000 rpm a 23.500 pies (7.200 m, equipo de FS)
• Potencia específica: 0.96 hp/cu in (43.6 kW/L)
• Tasa de compresión: 6:1
• Consumo de combustible: Mínimo 30 Imp gal/h (136 L/h), máximo 130 Imp gal/h (591 L/h)
• ratio de potencia a peso: 0.96 hp/lb (1.58 kW/kg) a potencia máxima.