Rolls-Royce Merlin je britský kapalinou chlazený dvanáctiválcový pístový letecký motor o zdvihovém objemu 27 litrů (1 650 cu in). Byl vyvinut jako soukromý projekt společnosti Rolls-Royce a poprvé se rozběhl v roce 1933. Motor se stal jedním z nejúspěšnějších leteckých motorů druhé světové války; nejčastěji je spojován s letouny Hawker Hurricane a Supermarine Spitfire, ačkoli většina vyrobených kusů byla určena pro čtyřmotorový těžký bombardér Avro Lancaster.

Původně byl znám pod označením PV-12 (Private Venture) a jméno Merlin (Dřemlík tundrový) získal podle firemní tradice pojmenovávat čtyřtaktní pístové letecké motory po dravých ptácích (mj. Falcon, Hawk, Condor, Kestrel, Goshawk, Vulture, Griffon, Eagle), nikoliv podle Merlina, kouzelníka z legendy o králi Artušovi. Motor těžil ze závodních zkušeností s předchůdci z 30. let. Po řadě úprav byly první sériové varianty PV-12 dokončeny v roce 1936. Prvními operačními letouny zavedenými do služby s motorem Merlin byly Fairey Battle, Hurricane a Spitfire. Zkušenosti z provozu vedly k sérii rychle zaváděných úprav, které výrazně zlepšily výkon i životnost motoru. Z počátečního výkonu 1 000 hp (750 kW) u prvních sériových verzí dosahovala většina pozdně válečných variant výkonu těsně pod 1 800 hp (1 300 kW). Poslední verze, použitá u letounu de Havilland Hornet, měla výkon přes 2 000 hp (1 500 kW).

Společnost Rolls-Royce vyrobila přibližně 50 verzí motoru Merlin ve svých závodech v Derby, Crewe a Glasgow, stejně jako společnost Ford of Britain ve svém závodě Trafford Park u Manchesteru. Americkou verzí Merlina byl Packard V-1650, vyráběný ve Spojených státech. Odlehčená (sníženě dimenzovaná) verze se stala základem tankového motoru Rolls-Royce/Rover Meteor. Po válce byl Merlin ve vojenském použití z velké části nahrazen motorem Rolls-Royce Griffon, ačkoli byly nadále navrhovány a vyráběny nové varianty pro dopravní letouny a vojenské transportní letouny. Výroba byla ukončena v roce 1950 poté, co bylo dodáno téměř 150 000 motorů.

Motory Merlin zůstávají dodnes ve službě u Royal Air Force v rámci jednotky Battle of Britain Memorial Flight a pohánějí také mnoho restaurovaných historických letadel v soukromém vlastnictví po celém světě.

Konstrukce a vývoj Původ Na počátku 30. let 20. století začala společnost Rolls-Royce plánovat budoucí program vývoje leteckých motorů a dospěla k závěru, že je zapotřebí motor větší než jejich 21litrový (1 296 cu in) Kestrel, který byl s velkým úspěchem používán u řady letadel 30. let.Rubbra 1990, s. 64. V důsledku toho byly zahájeny práce na novém projektu třídy 1 100 hp (820 kW), známém jako PV-12; zkratka PV znamenala Private Venture, 12-cylinder (soukromý projekt, dvanáctiválec), neboť společnost na práce na tomto projektu neobdržela žádné vládní financování. Motor PV-12 se poprvé rozběhl 15. října 1933 a poprvé vzlétl v dvouplošníku Hawker Hart (sériové číslo K3036) 21. února 1935.Lumsden 2003, s. 203. Motor byl původně navržen pro použití tehdy rozšířeného systému odpařovacího chlazení. Ten se však ukázal jako nespolehlivý, a když se ze Spojených států stal dostupným ethylenglykol, byl motor upraven pro použití konvenčního kapalinového chladicího systému. Letoun Hart, sloužící jako zkušební platforma motoru Merlin, absolvoval s motory Merlin C a E více než 100 letových hodin.Mason 1991, s. 168.

V roce 1935 vydalo Air Ministry specifikaci F10/35 na nový stíhací letoun s minimální rychlostí 310 mph (500 km/h). Shodou okolností již byly vyvinuty dva návrhy: Supermarine Spitfire a Hawker Hurricane; druhý jmenovaný vznikl v reakci na jinou specifikaci, F36/34.McKinstry 2007, s. 53. Oba letouny byly navrženy kolem motoru PV-12 namísto Kestrelu a byly jedinými soudobými britskými stíhačkami, které takto vznikly. Výrobní kontrakty na oba letouny byly uzavřeny v roce 1936 a vývoj PV-12 dostal nejvyšší prioritu i vládní financování. V souladu s firemní tradicí pojmenovávání pístových leteckých motorů po dravých ptácích pojmenovala společnost Rolls-Royce motor Merlin podle malého sokola severní polokoule (Falco columbarius).Gunston 1989, s. 137.

Krátce před válkou byly do nabídky společnosti přidány ještě dva motory Rolls-Royce. Motor Rolls-Royce Peregrine o výkonu 885 hp (660 kW) byl modernizovaným, přeplňovaným vývojem dvanáctiválcového Kestrelu, zatímco Rolls-Royce Vulture o výkonu 1 700 hp (1 300 kW) a objemu 42 litrů (2 560 cu in) využíval čtyři bloky válců o velikosti Kestrelu upevněné na společné klikové skříni a pohánějící společný klikový hřídel, čímž vytvářel uspořádání X-24.Rubbra 1990, s. 139. Tento motor měl být použit u větších letadel, jako byl Avro Manchester.Lumsden 2003, s. 198–200.

Ačkoli se Peregrine jevil jako uspokojivá konstrukce, nebylo mu umožněno plně dozrát, protože prioritou společnosti Rolls-Royce bylo zdokonalování motoru Merlin. V důsledku toho byl Peregrine použit pouze u dvou letounů: stíhačky Westland Whirlwind a jednoho z prototypů Gloster F.9/37. Motor Vulture byl instalován do bombardéru Avro Manchester, avšak v provozu se ukázal jako nespolehlivý, a plánovaný stíhací letoun, který jej měl používat – Hawker Tornado – byl v důsledku toho zrušen.Lumsden 2003, s. 200. V době, kdy se samotný Merlin brzy dostal do výkonové oblasti 1 500 hp (1 100 kW), byly jak Peregrine, tak Vulture v roce 1943 zrušeny a v polovině roku 1943 byl Merlin v provozu doplněn větším motorem Griffon.Rubbra 1990, s. 118. Griffon zahrnoval několik konstrukčních zlepšení a nakonec Merlin nahradil.

Vývoj Zpočátku byl nový motor sužován problémy, jako byly poruchy převodových soukolí příslušenství a chladicích plášťů. Než byla stanovena základní konstrukce Merlina, bylo vyzkoušeno několik různých konstrukčních postupů.Rubbra 1990, pp. 64–117. Rané sériové Merliny byly nespolehlivé: mezi běžné problémy patřilo praskání hlav válců, úniky chladicí kapaliny a nadměrné opotřebení vačkových hřídelů a klikového hřídele hlavních ložisek.Rubbra 1990, pp. 82–92.

Rané motory Prototypové, vývojové a rané sériové typy motorů byly:

PV-12 Původní návrh využívající odpařovací chladicí systém. Postaveny dva kusy, v červenci 1934 úspěšně absolvovaly silové typové zkoušky, při nichž dosáhly výkonu 740 hp (552 kW) při ekvivalentní výšce 12 000 ft (3 660 m). První let 21. února 1935.

Merlin B Postaveny dva kusy, zaveden kapalinový chladicí systém s etylenglykolem. „Rampové“ hlavy válců (sací ventily byly vůči válci skloněny pod úhlem 45 stupňů). Typové zkoušky absolvovány v únoru 1935, dosažen výkon 950 hp (708 kW) při ekvivalentní výšce 11 000 ft (3 350 m).

Merlin C Vývoj Merlina B; kliková skříň a bloky válců se staly třemi samostatnými odlitky se šroubovanými hlavami válců. První let v letounu Hawker Horsley 21. prosince 1935, výkon 950 hp (708 kW) při ekvivalentní výšce 11 000 ft (3 350 m).Morgan and Shacklady 2000, p. 607.

Merlin E Podobný typu C s drobnými konstrukčními změnami. V prosinci 1935 absolvoval 50hodinovou civilní zkoušku s trvalým výkonem 955 hp (712 kW) a maximálním výkonem 1 045 hp (779 kW). V březnu 1936 neuspěl ve vojenské 100hodinové zkoušce. Poháněl prototyp letounu Supermarine Spitfire.Lumsden 2003, p. 204.

Merlin F (Merlin I) Podobný typům C a E. První let v Horsley 16. července 1936.Morgan and Shacklady 2000, p. 610. Stal se prvním sériově vyráběným motorem a byl označen Merlin I. Merlin si ponechal „rampovou“ hlavu, ta se však neosvědčila a bylo vyrobeno pouze 172 kusů. Fairey Battle I byl prvním sériovým letounem poháněným Merlinem I a poprvé vzlétl 10. března 1936.

Merlin G (Merlin II) Nahrazení „rampových“ hlav válců hlavami s paralelním uspořádáním (dříky ventilů rovnoběžné s osou válce), zvětšenými z motoru Kestrel. V červenci 1937 byly u RAE provedeny 400hodinové letové vytrvalostní zkoušky; přejímací zkouška 22. září 1937. První rozsáhlejší dodávky v roce 1938 jako Merlin II o výkonu 1 030 hp (770 kW) a výroba byla rychle navýšena pro Fairey Battle II.

Merlin III Merlin II se standardizovaným hřídelem vrtule de Havilland/Rotol podle SBAC a dvojitým pohonem příslušenství. Výkon 1 030 hp (770 kW) při 3 000 ot/min ve výšce 10 250 ft (3 120 m) při přetlaku +6,5 lb. Tvořil základ pro tankový motor Rolls-Royce/Rover Meteor.

„Závodní“ Merlin Závodní (racing) motor pro pokus o světový rychlostní rekord letounu „Speed Spitfire“ v letech 1937/38. Merlin III se zesílenými písty, ojnicemi a pístními čepy, provozovaný na palivo s vyšším oktanovým číslem, dosahoval výkonu 2 160 hp (1 611 kW) při 3 200 ot/min a přetlaku +27 lb, s poměrem výkon/hmotnost 0,621 lb na koňskou sílu. Absolvoval 15hodinový vytrvalostní běh s výkonem 1 800 hp (1 342 kW) při 3 200 ot/min a přetlaku +22 lb.

Merlin IV Merlin s tlakovým vodním chlazením pro Armstrong Whitworth Whitley IV.

Merlin V Merlin pro Fairey Battle V.

Merlin VIII Středně přeplňovaný Merlin vyvinutý pro Fairey Fulmar I, s výkonem 1 010 hp (753 kW) při 2 850 ot/min ve výšce 6 750 ft (2 060 m) a 1 080 hp (805 kW) při 3 000 ot/min při vzletu při použití 100oktanového paliva.

Merlin X První Merlin s dvourychlostním kompresorem, výkon 1 145 hp (854 kW) v nízkém stupni ve výšce 5 250 ft (1 600 m) a 1 010 hp (753 kW) ve vysokém stupni ve výšce 17 750 ft (5 410 m). První z jednotných instalací motoru typu „Power Plant“ společnosti Rolls-Royce z roku 1937; použit u Handley Page Halifax I, Vickers Wellington II a Armstrong Whitworth Whitley V a VII.

Merlin XII Merlin vybavený redukční převodovkou 0,477:1, instalovaný u některých Spitfirů Mk.II s třílistou vrtulí Rotol s konstantními otáčkami. Hodnocen výkonem 1 150 hp (858 kW) při 3 000 ot/min ve výšce 14 000 ft (4 270 m).

Merlin XX Merlin X s kompresorem přepracovaným Stanleym Hookerem"World Encyclopedia of Aero Engines – 5th edition" by Bill Gunston, Sutton Publishing, 2006, p. 190, zahrnujícím nový vstup a vylepšené vodicí lopatky oběžného kola s upravenými převodovými poměry kompresoru; 8:15:1 pro nízký stupeň a 9:49:1 pro vysoký stupeň. Nový větší dvojitý sací karburátor SU s horním sáním. Motor byl zaměnitelný s Merlinem X. Výkon 1 240 hp (925 kW) při 2 850 ot/min v nízkém stupni ve výšce 10 000 ft (3 050 m) a při přetlaku +9 lb; 1 175 hp (876 kW) při 2 850 ot/min ve vysokém stupni ve výšce 17 500 ft (5 330 m) při přetlaku +9 lb. Upravená jednotná instalace motoru typu „Power Plant“ společnosti Rolls-Royce. Motor použit u Bristol Beaufighter II, Boulton Paul Defiant II, Handley Page Halifax II a V, Hawker Hurricane II a IV a Avro Lancaster I a III. První Merlin vyráběný firmou Packard Motor Car Company jako V-1650-1 a označený společností Rolls-Royce jako Merlin 28.

Varianty

Toto je seznam reprezentativních variant motoru Merlin, popisující některé mechanické změny provedené během jeho vývoje. Motory se stejným výkonem byly zpravidla označeny různými typovými čísly v závislosti na převodech kompresoru nebo vrtule, rozdílech v chladicím systému či karburátorech, konstrukci bloku motoru nebo uspořádání ovládacích prvků.Bridgman 1998, s. 283. Uváděné výkonové hodnoty obvykle představují maximální „vojenský“ výkon. Všechny motory kromě Merlinů 131 a 135 byly provedení „pravotočivé“, tj. vrtule se při pohledu zezadu otáčela ve směru hodinových ručiček. Kromě označení verzí byly motory Merlin během vývoje přidělovány také experimentálními čísly Ministry of Supply (MoS) – např. RM 8SM pro Merlin 61 a některé jeho varianty; tato čísla jsou uvedena tam, kde je to možné.Morgan and Shacklady 2000, s. 608. Motory Merlin používané v Spitfirech, s výjimkou Merlina 61, měly převod vrtule .477:1. Merliny používané v bombardérech a dalších stíhacích letounech měly převod .42:1.Harvey-Bailey 1995, s. 62.

Údaje podle Bridgmana (Jane’s)Bridgman 1998, s. 281–283., není-li uvedeno jinak:

Merlin II (RM 1S)