有史以来最伟大之一，“灰背隼”发动机传奇之无限保修

源济

有史以来最伟大之一，“灰背隼”发动机传奇之无限保修

Original Armstrong 空军之翼  2019-10-10

“野马拯救者”

　　“灰背隼”不仅改变了“喷火”的高空性能，对北美“野马”也是如此。

　　1942年4月下旬，达克斯福德空战发展中心的头头邀请罗罗首席试飞员罗尼·哈克（Ronnie Harker）对“野马”进行试飞。P-51的操控性给哈克留下了深刻印象，尤其是该机安装的还是高空性能明显不如“灰背隼”的艾利逊（Allison）V-1710发动机。这表明“野马”在空气动力学方面比“喷火”战斗机更为优秀。哈克回去后罗罗性能专家来评估“野马”换装两级增压“灰背隼”后的性能，他们的分析表明：“灰背隼野马”在7620米高度时的速度能再增加64公里/小时。

英国空军的“野马”I战斗机，安装艾利逊发动机，以低空机动见长

　　哈克撰写了一份备忘录，建议公司尝试进行“灰背隼野马”的改装，管理层向空军部提出了建议。尽管有人对该项目的前景担忧，因为“喷火”战斗机已经吃光了所有两级增压“灰背隼”的产能，但情况正在好转，因为帕卡德公司已经开始生产两级增压的V-1650-3。改装得到批准，几架“野马”被送到哈克纳尔，该机在改装后的首飞发生在1942年10月，即使安装的是临时“灰背隼”发动机，其增加的长度和冷却使安装下颚散热器的“野马”略显笨拙，但该机的性能也得到显著改善，轻易飞到644公里/小时。

罗罗改装的“野马”X，安装了“灰背隼”65发动机

　　安装“灰背隼”发动机的P-51B/C很快投产，于1943年夏天开始进行美国陆航服役，并于当年年底装备英国空军。所有“灰背隼野马”安装的都是帕卡德“灰背隼”。

P-51D的帕卡德“灰背隼”

最强军用型

　　随着“灰背隼”功率的提高，罗罗工程师不断改进发动机，无论是通过草拟外场改装方案，还是将改进纳入下一个主要生产型，他们都在功率增加的同时保持了发动机可靠性。为此，“灰背隼”的大多数主要部件在持续改进中都得到了重新设计和改进，包括活塞、曲轴箱、曲轴、缸体、气缸盖和减速器。

　　但发动机的一个设计始终没有改变，那就是两套永磁打火装置都由凸轮轴驱动，从曲轴的后部一直延伸到气缸盖顶部。不幸的是凸轮轴传回的扭转振动有时会导致偏斜齿轮失效，这会导致发动机完全失去动力。最后虽然斜齿轮的设计没有改变，但是对驱动齿轮齿隙的调整使问题得到控制。

　　早期型“英俊战士”和“兰开斯特”上安装的“动力蛋”也被发展为通用动力装置（UPP），配套后期型“灰背隼”发动机。配备有环形散热器的UPP简化了生产，被安装在圆标准SBAC（英国飞机制造商协会）142.24厘米直径的圆形舱壁上，舱壁曲面外形也大幅简化。UPP被安装在“兰开斯特”VI、“林肯”和其他战后轰炸机上，互相之间可以完全互换，并且可以被安装在任何机翼位置，而不必像“动力蛋”那样仅能安装在特定位置。UPP甚至能混合使用不同规格乃至不同型号的“灰背隼”发动机。

“灰背隼”UPP

　　“灰背隼”的最终生产型是100系列，于1944年问世，具有经过改进的主机轴承润滑系统、较大的增压器，以及由发动机驱动燃油泵向增压器进行燃油直喷。该发动机主要装备了“蚊”和“大黄蜂”战斗机后期型，而等同的帕卡德“灰背隼”则被安装在“野马”后期型上。

“灰背隼”100

　　一台实验性的“灰背隼”100系列发动机——RM17 SM通过了2200马力型号测试，获得了+30psi增压和2340马力功率下的飞行许可，这台发动机甚至能在喷水加力中以+36psi增压持续运行15分钟，爆发出令人难以置信的2640马力功率。但是当这些试验在1944年末/1945年初进行时，很明显军用发动机的未来已经取决于涡喷发动机了。于是“灰背隼”研发团队将注意力转向了提高可靠性，并着眼于商业市场。

无限保修

　　按照战时标准，“灰背隼”是一台可靠的发动机。用“喷火”首席试飞行员杰弗里·奎尔（Jeffrey Quill）的话来说，“我学会了在任何时候都要一丝不苟地正确操作发动机，尽管我会毫不犹豫地将‘灰背隼’推到其性能绝对极限，但我总是小心翼翼地注意不要超过那些极限，除非不可避免。作为回报，这台发动机几乎从来不会让我失望，而我经历过的彻底失去动力以及多年来不可避免地很多故障，往往都是由于无关紧要的原因造成的，与发动机基本设计无关。‘灰背隼’确实是飞行员的好朋友。”

　　“灰背隼”这类水冷发动机与风冷星形发动机相比，优势在冷却液提供了一定的热质量用于吸收发动机热量。结果与风冷发动机相比，水冷发动机可以维持更高的紧急增压水平以及更长紧急功率时间。不利的一面是一旦散热器系统出现泄漏（例如被击中）将导致冷却液蒸汽流失，发动机就会在很短时间里出现汽缸温度升高和活塞卡死。

P-51战斗机的水冷系统

　　操作“灰背隼”发动机的关键是要注意三个紧密相关的发动机设置：增压，螺旋桨桨距和转速。增压压力由油门杆控制，自动增压控制能将压力其保持在飞行员选择的水平。油门上通常有一个“闸门”，飞行员可将油门杆推过闸门进入紧急增压。这虽然只能维持五分钟，但是在战斗中额外的功率可能会成为生存下来的关键，因此这个时间限制通常会被飞行员忽略。在某些飞机上，这个“闸门”上贴有封条，如果飞行员在空战中使用了紧急功率，地勤人员就能从破损的封条上看到这一点，知道要更仔细地检查发动机了。

　　螺旋桨的桨距类似于汽车档位，小桨距相当于低速档，在低速时可提供较大拉力，而大桨距则适合于高速，相当于高速挡。发动机转速由节气门设置和桨距设置确定。到1940年时大多数战斗机都装有恒速螺旋桨，这种螺旋桨可根据油门自动控制转速。在起飞和经济巡航中飞行员需要手动控制桨距和增压，因为发动机的摩擦损耗与转速的平方成正比，所以发动机最经济的运转模式是高增压和低转速，这与汽车以超速档在高速公路上巡航差不多。正如英国空军的口号所说：“减少转速并提高增压，你将有足够的汽油回家。”

　　由于相对较高的增压，“灰背隼”发动机运转起来不如艾利逊V-1710（排量更大）那么平滑。即使这样，这种发动机仍赢得了几乎所有操作过它的飞行员们的感情，保持了罗尔斯·罗伊斯公司卓越的声誉。1963年，居住在瑞士的美国飞行员比尔·利尔（Bill Lear）发现自己P-51私人飞机的起动离合器坏了，虽然这是一台帕卡德“灰背隼”，但他还是联系了罗罗公司，被告知将部件拆下送去检查。收到修理好的部件后，他打电话索要发票，结果被告知：“亲爱的利尔先生，罗罗公司设计的产品不会失效，可能会偶尔需要调整，但这是我们无限保修所涵盖的。因此不收取任何费用，先生。”

在无限保修政策下，目前全球很有许多能正常运转的“”灰背隼

功成名就

　　随着战争的结束，继续增加“灰背隼”功率输出的工作被终止，研发工作被集中在“灰背隼”的民用衍型上。后来被称为“运输机灰背隼”（TML）的研发始于“灰背隼”102，成为第一台完全按照新的民用型号测试要求研制的“灰背隼”发动机，旨在改善英国客机和运输机的可靠性和缩短服务检修，如阿芙罗“兰开斯特人”、阿芙罗“约克”、阿芙罗“都铎”系列、TCA“北极星”和BOAC“亚尔古”。到1951年，民用型“灰背隼”两次大修间隔时间（TBO）一般为650-800小时，具体取决于用途。此时单级增压“灰背隼”在民航领域已累积了2615000发动机小时，两级发动机则达到了1169000小时。

安装“运输机灰背隼”的阿芙罗“约克”

　　民用“灰背隼”600、620和621系列在7200米高度巡航时的额定功率为1160马力（870 kW），起飞功率1725马力。“灰背隼”622–626在5700米高度巡航时的额定功率为1420马力，起飞功率1760马力。发动机有单级两速增压（500系列），两级两速增压（600系），全中冷或半中冷/增压加热，其中采用增压加热的发动机在加拿大等寒冷地区使用。航空公司的民用“灰背隼”发动机在1946年飞行了12600000公里，在1947年飞行了28100000公里，在1948年飞行了40000000公里。

“灰背隼”620系列发动机结构图

　　罗罗公司在德比、克鲁和格拉斯哥工厂，以及英国福特公司在曼彻斯特附近的特拉福德公园工厂制造了大约50个规格的“灰背隼”，该发动机最终成为第二次世界大战中产量最大的航空发动机，这并不奇怪。在英国，该发动机的产量超过了112000台，加上美国制造的超过55000台帕卡德“灰背隼”，该发动机到1950年停产时，总产量为168176台，成就航空发动机史上的一段传奇。