ライト R-3350 デュプレックスサイクロン

R-3350 デュプレックスサイクロン
タイプ星型エンジン
国籍アメリカ合衆国
メーカーライト航空
最初の実行1937年5月
主な用途
建造数29,181 [ 1 ]
開発元ライト R-1820 サイクロン
開発されてライト R-4090 サイクロン 22

ライトR-3350デュプレックスサイクロンは、アメリカ製の双列式、過給式、空冷式、星型航空機エンジンで、18気筒、排気量約3,350立方インチ（54.9リットル）です。出力はモデルによって異なり、2,200馬力から3,700馬力（1,640kWから2,760kW）でした。第二次世界大戦前に開発されたR-3350は、設計の成熟に長い時間を要し、ボーイングB-29スーパーフォートレスに搭載された際にも信頼性に問題を抱えていました。

戦後、このエンジンは多くの民間航空機、特にターボコンパウンド型に搭載できるほど成熟し、1950年代までロッキードL-1049スーパーコンステレーション旅客機に搭載された。主なライバルは、4,360 in 3（71.4リットル）、4,300馬力（3,200kW）のプラット・アンド・ホイットニーR-4360ワスプ・メジャーで、デュプレックス・サイクロンの約7年後に初飛行した。このエンジンは、リノ・エアレースにおいて、ホーカー・シーフューリーやグラマンF8Fベアキャット・アンリミテッドクラスのレーサーに広く搭載されている。

設計と開発

1927年、ライト・エアロノーティカル社は「サイクロン」エンジンを発表し、1930年代には多くの航空機に搭載されました。[ 2 ] 1929年にカーチス社と合併してカーチス・ライト社となった後、1,000馬力（750kW）クラスのエンジン開発が進められました。新型ライトR-1820サイクロン9は1935年に初飛行し、1930年代後半から1940年代初頭にかけて最も多く使用された航空機エンジンの一つとなり、ボーイングB-17フライングフォートレス重爆撃機、ゼネラルモーターズFM-2ワイルドキャット戦闘機、ダグラスSBDドーントレス急降下爆撃機など、数多くの航空機に搭載されました。

1931年までに、プラット・アンド・ホイットニー社は単列9気筒ワスプエンジンの開発を開始し、より大型ではるかに強力な14気筒、双列1830ツインワスプエンジンを開発しました。排気量は1,800立方インチ（ 30リットル）で、単列サイクロンエンジンと容易に競合するものでした。1935年、ライト社はP&W社に倣い、サイクロンエンジンをベースにしたより大型のエンジンを開発しました。その結果、2つの設計が生まれました。1つは排気量約2,600立方インチ（ 43リットル）の14気筒ショートストロークエンジンで、後にライトR-2600ツインサイクロンへと発展しました。もう1つは、はるかに大型の18気筒エンジンで、後にR-3350となりました。より大型の2列22気筒バージョンであるライトR-4090サイクロン22は、排気量4,360 in 3 (71.4 L)の4列28気筒プラット・アンド・ホイットニーR-4360ワスプ・メジャーの競合機として実験されたが、生産には至らなかった。

1937年、プラット・アンド・ホイットニー社がR-2800ダブルワスプとして、排気量2,800 in 3（46リットル）の18気筒2列星型エンジンの開発を開始したことを受け、ライト社は同年5月に排気量3,350 in 3（54.9リットル）のR-3350試作エンジンの初号機を試験飛行させた。しかし、その複雑さとR-2600の開発優先のため、開発は遅延した。R-3350は、ダグラスXB-19がアリソンV-3420直列エンジンの代わりにR-3350エンジンを搭載するように再設計された後の1941年まで飛行しなかった。

1940年、USAAC（アメリカ陸軍航空軍）が20,000ポンド（9,100kg）の爆弾を搭載し、アメリカからドイツまで飛行可能な長距離爆撃機の開発という新たな契約を締結したことで、状況は劇的に変化しました。ダグラスXB-19へと繋がるD型爆撃機の設計よりも小型でしたが、新しい設計には同等のパワーが必要でした。1940年半ばに4つの予備設計が提示され、そのうち3つはR-3350を搭載していました。突如として開発が優先事項となり、生産開始に向けた真剣な取り組みが始まりました。1942年、クライスラーはダッジ・シカゴ工場の建設を開始し、1944年初頭には完成しました。

ライトR-3350ターボコンパウンド星型エンジン。インペラケーシング領域の外側に2つの排気回収タービン（上部（銀色）と下部（赤色のブレード））が配置され、クランクシャフトに連結されている。

1943年までに、新型ボーイングB-29スーパーフォートレスはR-3350エンジンを搭載して飛行していた。エンジンは依然として不安定で、後部シリンダーはオーバーヒートしがちだった。これはシリンダーバッフルとカウル間のクリアランス不足が一因だった。冷却性能を向上させるための数々の改良が導入され、1944年にはこの機体が太平洋戦域で急遽運用された。しかし、これは賢明な選択ではなかった。初期のB-29は、熱帯の飛行場という高温環境下で最大重量で離陸したため、オーバーヒートの問題が完全には解決されず、エンジンはバルブを飲み込む傾向もあった。クランクケース内のマグネシウム含有量が多かったため、エンジン火災はコア温度が5,600°F (3,090°C) [ 3 ]にまで達し、メインスパーを数秒で焼き尽くし、壊滅的な故障を引き起こす可能性があった。[ 4 ]

初期のR-3350はキャブレターを採用していましたが、過給機へのエルボ入口の設計が不十分だったため、燃料と空気の混合に深刻な問題が生じました。第二次世界大戦末期には、このシステムはガソリン直噴に変更され、信頼性が向上しました。戦後、このエンジンは再設計され、大型航空機、特にロッキード・コンステレーションやダグラスDC-7に搭載されるようになりました。

戦後、燃費向上のためターボコンパウンド[ 5 ]システムが開発された。このシステムでは、6気筒の各グループの排気口に3基の動力回収タービン（PRT）が挿入され、クランクシャフトと流体継手で連結されて出力を高めた。PRTは本来失われるはずだった排気エネルギー（約450馬力（340kW））の約20%を回収したが、エンジンの信頼性を低下させた。整備士らは、排気熱の増加によって排気バルブがエンジンに逆戻りすることを意味するため、これを部品回収タービンと呼んだ。PRTを装備した航空機の燃料燃焼は、より有効な出力を生み出しながら、旧型のプラット・アンド・ホイットニーR-2800とほぼ同じであった。[ 6 ] 1957年10月15日発効のDA-3/DA-4エンジンの価格は88,200ドルであった。[ 7 ]

この時点で信頼性は向上し、オーバーホール間隔は平均3,500時間、燃料消費率は0.4 lb/hp/h（243 g/kWh、燃料効率34%）程度となった。2020年代現在使用されているエンジンは、マニホールド圧力が52 inHg（180 kPa）に制限されており、100/130オクタン価燃料（または100LL）で2,880 hp（2,150 kW）を発揮する。これは、現在では入手できない高オクタン価燃料である115/145オクタン価燃料では、59.5 inHg（201 kPa）で3,400 hp（2,500 kW）を発揮できるのとは対照的である。

リノ・エアレースに出場する数機のレーサーがR-3350を使用している。その中の1機、レア・ベアに施された改造点には、低速回転プロペラ用に設計されたノーズケースが含まれる。このノーズケースはロッキード・L-1649 スターライナーに使用されていたR-3350から流用され、ダグラス・DC-7に使用されていたR-3350から流用されたパワーセクション（クランクケース、クランク、ピストン、シリンダー）に結合されている。スーパーチャージャーはロッキード・EC-121に使用されていたR-3350から流用され、エンジンには亜酸化窒素噴射装置が取り付けられている。オリジナルのストックR-3350の通常定格出力は、回転数2,600rpm、マニホールド圧力45 inHg（150 kPa）で2,800 hp（2,100 kW）であった。これらの改造により、レアベアのエンジンは3,200rpm、80 inHg（270 kPa）のマニホールド圧力で4,000馬力（3,000 kW）を発揮し、亜酸化窒素噴射により4,500馬力（3,400 kW）を発揮します。[ 8 ]

変種

ロッキード・スーパーコンステレーションの右翼4番位置に搭載されたライトR-3350ターボコンパウンド星型エンジン
R-3350-13
2,200 馬力（1,640kW）
R-3350-14
ダグラスSB2D駆逐艦プロジェクト向けに2隻建造[ 9 ]
R-3350-23
2,200馬力（1,640kW）
R-3350-24W
2,500馬力（1,860kW）
R-3350-26W
2,800馬力（2,090kW）
R-3350-30W
R-3350-30WA
R-3350-32W
3,700馬力（2,760kW）
R-3350-34
3,400馬力（2,540kW）
R-3350-35A
2,200馬力（1,640kW）
R-3350-41
燃料噴射式シルバープレートバリアント[ 10 ]
R-3350-42WA
3,800馬力（2,830kW）
R-3350-53
2,700馬力（2,010kW）
R-3350-57
2,200馬力（1,640kW）
R-3350-85
2,500馬力（1,860kW）
R-3350-89A
3,500馬力（2,610kW）
R-3350-93W
3,500馬力（2,610kW）
972TC18DA1
水噴射なしの-30Wと同等の商用品
956C18CA1
商用、-26Wに類似
975C18CB1
商用、956C18CA1に類似

アプリケーション

展示されているエンジン

仕様（R-3350-C18-BA）

ライトR-3350星型エンジン。右から左に、プロペラシャフト、減速ギアケース、配線付きマグネトー（銀色）、2つのシリンダー（後部にはコネクティングロッド付き）、インペラケース（および吸気管出口）、およびインジェクションキャブレター（黒色）が見える。左端に独立したアクセサリギアボックスがある。

ジェーンズのデータ​​。[ 11 ]

一般的な特徴

コンポーネント

パフォーマンス

参照

関連開発

同等のエンジン

関連リスト

参考文献

注記

  1. ^ 「1920年から1930年までのライトエンジン出荷概要」(PDF) 。 2021年10月10日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2023年9月18日閲覧。
  2. ^ 「ピストンエンジン – プレーリー」prairieaviationmuseum.org . 2025年12月9日閲覧。
  3. ^ Dreizin, Edward L.; Berman, Charles H. & Vicenzi, Edward P. (2000). 「空気中におけるマグネシウム粒子燃焼における凝縮相変化」. Scripta Materialia . 122 ( 1–2 ): 30– 42. Bibcode : 2000CoFl..122...30D . CiteSeerX 10.1.1.488.2456 . doi : 10.1016/S0010-2180(00)00101-2 . 
  4. ^「B-29」fighter-planes.com. 2011年9月15日閲覧。
  5. ^ガンストン2006、247ページ。
  6. ^「ライトR-3350ターボ複合エンジン」Sport Aviation：2012年4月20日。
  7. ^アメリカン・アビエーション1957年11月4日 p57
  8. ^ 「The Bear is Back」 . Smithsonian Air & Space Magazine . 2022年4月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2022年8月29日閲覧。
  9. ^ 「ライト・サイクロンR-3350-14、ラジアル18エンジン | 国立航空宇宙博物館」 airandspace.si.edu . 2025年10月24日閲覧。
  10. ^ドイル p 71
  11. ^ジェーンズ 1998、318ページ
  12. ^カイザー、サーシャ、ドナーハック、ステファン、ルンドブラッド、アーネ・ザイツ（2015年7月27～29日）.ヘクト圧力比を備えた複合サイクルエンジンのコンセプト. AIAA/SAE/ASEE共同推進会議（第51版）. doi : 10.2514/6.2015-4028 .

参考文献

  • ガンストン、ビル著『世界航空エンジン百科事典：先駆者から現代まで』第5版、ストラウド、英国：サットン、2006年。ISBN 0-7509-4479-X
  • ホワイト、グラハム著『第二次世界大戦における連合軍航空機ピストンエンジン：第二次世界大戦中にイギリスとアメリカ合衆国が製造した最前線航空機ピストンエンジンの歴史と開発』ペンシルベニア州ウォーレンデール：SAEインターナショナル、1995年。ISBN 1-56091-655-9
  • ジェーンの第二次世界大戦の戦闘機. ロンドン. Studio Editions, 1998. ISBN 0-517-67964-7。
  • ドイル、デイヴィッド著『B-29 スーパーフォートレス 第1巻』シファー出版、2020年ISBN 978-0-7643-5937-8
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