Allison V-1710

Allison V-1710
Allison V-1710
Typ:	V-Flugmotor
Entwurfsland:	Vereinigte Staaten Vereinigte Staaten
Hersteller:	Allison Engine Company
Produktionszeit:	1937-1949
Stückzahl:	ca. 70.000

Allison V-1710-2

Allison V-1710

Der Allison V-1710 war ein flüssigkeitsgekühlter V-12 Zylinder-Flugmotor der Allison Engine Company. Der einzige in den USA entwickelte Flugmotor dieser Bauart wurde aufgrund von Laderproblemen zunächst nicht verwendet. Nach zahlreichen Verbesserungen gab es in der Spätphase des Zweiten Weltkriegs eine große Nachfrage nach dem robusten und zuverlässigen Motor.

Entwicklungsgeschichte

Der Bedarf der United States Army Air Forces (USAAF) nach einem modernen, 750 kW (1000 PS) starken Flugmotor für eine neue Generation von stromlinienförmigen Bombern und Jagdflugzeugen, führte im Jahre 1929 zur Entwicklung eines glykolgekühlten Motors durch die von General Motors übernommene Allison Engine Company. Um die Produktion zu vereinfachen, konnte die Neukonstruktion mit verschiedenen Propellergetrieben und Ladern ausgerüstet werden. Dadurch war es möglich, auf nur einer Fertigungsstraße Motoren für alle Flugzeugtypen zwischen Jagdflugzeug und Bomber zu produzieren.

Die Weltwirtschaftskrise verzögerte die Entwicklung bis zum ersten Test am 14. Dezember 1936 in einer Consolidated XA-11A. Der V-1710-C6 schloss am 23. April 1937 die 150-Stunden-Typenprüfung der US Army als erster 750-kW-(1000-PS)-Flugmotor ab. Der Motor wurde verschiedenen Flugzeugherstellern angeboten, was zum Einsatz in der Curtiss YP-37 führte. Ein erneuter Flugwettbewerb für Jagdflugzeuge hatte zur Folge, dass er als Antrieb für die Lockheed P-38, Bell P-39, Curtiss P-40 und die North American P-51A genutzt wurde.

Die USAAF hatte beschlossen, zur Leistungssteigerung in großen Höhen ausschließlich auf Turbolader zu setzen. Sie glaubte, der Einbau von Turboladern würde es ihren Flugmotoren ermöglichen, die Leistung der europäischen Konkurrenten, die nur mechanische Lader (Kompressoren) verwendeten, zu übertreffen. Der hohe Bedarf an Metallen für Hochtemperaturlegierungen, vor allem Wolfram, führte während des Krieges zu Einschränkungen bei der Produktion von Turboladern.

Schließlich reservierte die USAAF die Mehrzahl der Turbolader vordringlich für ihre wenigen Bomber. Die meisten V-1710 waren mit einem unterentwickelten Einstufenlader ausgerüstet, der zwar ausreichend für niedrige Höhen war, in großen Höhen jedoch nur eine eingeschränkte Leistungsfähigkeit hatte. Als die USA in den Krieg eintraten, wurden einige amerikanische Jagdflugzeug-Konstruktionen (beispielsweise die P-51) geändert, um einen von Packard gebauten Rolls-Royce-Merlin-Motor verwenden zu können. Dessen lang erprobter und optimierter Zweistufen-Zweigang-Lader wies eine ausgezeichnete Leistungsfähigkeit in großen Höhen auf.

Die in der Spätphase des Krieges eingeführte Version des V-1710 mit Zweistufenlader verbesserte die Leistung gewaltig. Der Motor wurde später als Antrieb für die Bell P-63 und die North American P-82E/F Baureihen ausgewählt. Zusätzlich wurde er als Triebwerk für viele Experimental- und Testflugzeuge wie die Republic XP-47A (AP-10), Curtiss XP-55 Ascender, XB-38 und Douglas XB-42 Mixmaster verwendet.

Insgesamt wurden während des Kriegs über 70.000 V-1710 von Allison in Indianapolis gebaut.

Beschreibung

Die Konstruktion des Motors profitierte von der General-Motors-Philosophie der flexiblen Montage und Produktion. Ausgangsbasis der Motorenkonstruktion war der Antriebsabschnitt, an den hinten eine Sektion mit Zusatzgeräten und vorne ein maßgeschneidertes Reduktionsgetriebe für den Propellerantrieb montiert werden konnte. Durch diese Vorgehensweise waren Änderungen am Lader und am Getriebeverhältnis des Laders einfach. Damit wurden Anpassungen der Volldruckhöhen im Bereich von 2.400–7.900 Metern möglich.

Die P-39, P-63 und XB-42 nutzten Motoren der V-1710-E-Serie, bei denen das eingebaute Reduktionsgetriebe durch eine Verlängerungswelle, die den Propeller mittels eines separat liegenden Reduktionsgetriebes antrieb, ersetzt wurde. Flugzeuge wie die P-38, P-40, P-51A und P-82 verwendeten Motoren der V-1710-F-Serie mit kurzgekuppelten Propellerreduktionsgetrieben.

Ein weiteres Merkmal der V-1710-Konstruktion war die Möglichkeit, die Propellerdrehrichtung mittels einer umgekehrt eingebauten Kurbelwelle zu ändern. Zusätzlich war ein Laufrad im Antriebsstrang zum Lader und zu den Zusatzgeräten zu installieren. Ein Anlasser mit der richtigen Drehrichtung vervollständigte die Montage. Die Verkabelung der Zündung und die Zündreihenfolge der Zylinder waren der Drehrichtung anzupassen.

Der V-1710 wurde oft dafür kritisiert, keinen Höhenlader zu besitzen. Der Vergleich bezieht sich in der Regel auf die späten Rolls-Royce-Merlin-V-12-Motoren mit Zweistufenlader, die von Packard als V-1650 gebaut wurden und in der P-51B/C/D Mustang verwendet wurden. In der Spezifikation der US Army war allerdings nur ein Motor mit einem Einstufenlader gefordert. Für Höhenflugzeuge sollte der von der US Army neu entwickelte Turbolader, mit dem die P-37, P-38 und XP-39 ausgestattet waren, verwendet werden. Gesondert davon entwickelte Allison einen mechanischen Zweistufenlader, der ein wesentliches Bauteil der P-63 und P-82 war.

Die ersten vom V-1710 angetriebenen P-39, P-40 und P-51A waren lediglich für eine Einsatzhöhe bis zu 5.000 Metern geeignet. Da der V-1710 in relativ großer Stückzahl verfügbar war, wurde er zum Eckpfeiler für einen Teil der alliierten Luftwaffen auf den außereuropäischen Kriegsschauplätzen. Insgesamt wurden über 60 Prozent der amerikanischen Jagdflugzeuge während des Zweiten Weltkrieges von V-1710 angetrieben.

Der Motor wurde von Allison während des Krieges kontinuierlich weiterentwickelt. Die anfängliche Leistung von 750 kW (1.000 PS) wurde in Stufen bis auf die 1.600 kW (2.200 PS) des V-1710-143/145(G6R/L) erhöht. Allerdings war der größte Anteil der leistungssteigernden Verbesserungen auf die Verfügbarkeit hochoktaniger Kraftstoffe zurückzuführen. Zu Beginn des Krieges wurden von Allison Motoren mit 860 kW (1.150 PS) Startleistung für eine Notleistung von bis zu 1.200 kW (1.600 PS) im Kampfeinsatz freigegeben. Danach musste der Motor demontiert und auf Weiterverwendung geprüft werden.

Durch effizienzsteigernde Verbesserungen im Produktionsprozess des Motors wurden die Herstellungskosten von 25.000 auf 8.500 US-Dollar reduziert sowie die Lebensdauer des Motors von 300 auf 1.000 Stunden für die weniger beanspruchten Triebwerke erhöht. Die Gewichtszunahmen durch diese Optimierungen waren nur gering, mit dem Ergebnis, dass alle Motoren mehr als 1,6 kW/kg (2,2 PS/kg) Startleistung produzierten.

Die 250 von North American nach dem Krieg gebauten P-82E/F wurden in vielen Funktionen der Luftverteidigung bis Anfang der 1950er-Jahre eingesetzt. Das war die letzte militärische Verwendung des V-1710, nicht aber das Ende seiner Nutzungsdauer, da nun Tausende von überzähligen Motoren in den Handel kamen. In den 1950er-Jahren interessierten sich Konstrukteure von Dragstern aufgrund seiner großen Zuverlässigkeit für den V-1710. In dieser Zeit wurden in den USA auch Hydroplane-Rennen zu einer populären Sportart, dazu wurde die Leistung des V-1710 auf bis zu 3.000 kW (4.000 PS) gesteigert. Dies war ein Leistungsniveau, das Allison bei der Konstruktion des Motors nie vorgesehen hatte. Bis heute hält der Allison V1710 mit Turboaufladung den Geschwindigkeitsrekord für von Kolbenmotoren angetriebene Boote und erweist sich in Hydroplane-Rennen gegenüber Turbinentriebwerken immer noch als konkurrenzfähig.

Seitdem speziell angefertigte V8 für Dragsterrennen verfügbar sind und die Hydroplanes teilweise auf Turbinenkraft umgestellt wurden, verwenden Tractor Puller in aller Welt den Motor bis heute. Auch dies ging wieder mit ungeahnter Leistungsentwicklung einher. Schließlich begann die Warbird-Bewegung die klassischen Jagdflugzeuge des Krieges zu restaurieren und wieder in die Luft zu bringen; viele der von V-1710 angetriebenen Flugzeuge fliegen heute wieder mit frisch überholten Motoren. Die Zuverlässigkeit, Wartbarkeit und Verfügbarkeit des Triebwerks veranlassten Andere, es als Antrieb für solche Flugzeuge zu verwenden, für die keine flugtauglichen Exemplare der Originalmotoren mehr vorhanden sind. Beispiele dafür sind eine Serie neu gebauter russischer Jak-3 und Jak-9 und ehrgeizige Projekte wie Nachbauten der Douglas World Cruiser oder auch der Focke-Wulf Fw 190D „Langnase“ durch die deutsche Flug Werk GmbH.

Technische Daten

V-1710-85:
Kenngröße	Daten
Typ	flüssigkeitsgekühlter 12-Zylinder-V-Motor mit Turbolader, einige Versionen mit mechanischem Lader
Bohrung	140 mm
Hub	152 mm
Hubraum	28 Liter
Trockengewicht	655 kg
Ventiltrieb	vier Ventile pro Zylinder, Auslassventile natriumgekühlt, je eine zahnradgetriebene obenliegende Nockenwelle pro Zylinderbank
Lader	einstufiger Zentrifugallader mit 260 mm Durchmesser und 15 Schaufeln
Vergaser	Bendix Stromberg mit automatischer Mischungsverhältniskontrolle
Schmierung	Trockensumpfschmierung mit einer Druck- und zwei Rückförderpumpen
Kühlsystem	flüssigkeitsgekühlt mit 70 % Wasser und 30 % Ethylenglycol, Überdruck
Leistung	988 kW (1.343 PS) bei 3.300/min
Literleistung	35,3 kW/l
Verdichtung	6,65:1
Masse-Leistungsverhältnis	1,51 kW/kg

Varianten

• V-1710-A 2 Exemplare
  • V-1710-A1 Prototyp für die Navy, 795 kW (1080 PS) bei 2.480/min auf Meereshöhe, Verdichtungsverhältnis 5,88:1, für 87-Oktan-Kraftstoff
  • V-1710-A2 Prototyp für das Fliegerkorps, 787 kW (1.070 PS) bei 2.800/min auf Meereshöhe, Verdichtungsverhältnis 5,75:1, für 92-Oktan-Kraftstoff
• V-1710-B 3 Exemplare
• V-1710-B2R - V-1710-B4R für Luftschiffe, 690 kW (940 PS) bei 2.400/min auf Meereshöhe, nach Verlust der USS Akron und USS Macon eingestellt, Propellerdrehrichtung umkehrbar (R)
• V-1710-C 2.582 Exemplare
  • V-1710-11 Curtiss XP-37
  • V-1710-19 Curtiss XP-40
  • V-1710-21 Curtiss YP-37
  • V-1710-C15 - V-1710-C35 Curtiss P-40, 765 kW (1.040 PS) bei 3.000/min auf Meereshöhe, 1.870 Stück für Großbritannien, Bendix-Vergaser
• V-1710-D 44 Exemplare
  • V-1710-D2 - V-1710-D4 Bell YFM-1 Airacuda
• V-1710-E 18.998 Exemplare
  • V-1710-E2 oder V-1710-17 Bell XP-39
  • V-1710-E? oder V-1710-31 Bell YP-39
  • V-1710-E4 oder V-1710-35 Bell P-39C/D/F/G, 846 kW (1.150 PS) bei 3.000/min auf Meereshöhe
  • V-1710-E? oder V-1710-39 XP-39B
  • V-1710-E? oder V-1710-49 XP-39E
  • V-1710-E? oder V-1710-59 Bell P-39J
  • V-1710-E? oder V-1710-63 Bell P-39L–Bell P-39F2
  • V-1710-E? oder V-1710-83 Bell P-39M
  • V-1710-E? oder V-1710-85 Bell P-39N
  • V-1710-E11 oder V-1710-93 P-63A
  • V-1710-E22
  • V-1710-E27 oder V-1710-93 Bell XP-63H
• V-1710-F 47.660 Exemplare
  • V-1710-F2R/L Lockheed P-38, 864 kW (1.150 PS) bei 3.000/min) auf Meereshöhe
  • V-1710-F3R/L oder V-1710-39, für die NA-73X, NA-73, NA-83 und die NA-91
  • V-1710-F5R/L oder V-1710-49/53 P-38F
  • V-1710-F10R/L oder V-1710-51/55 P-38G
  • V-1710-73 P-40K
  • V-1710-F15R/L oder V-1710-75/77 P-38K, 1.048 kW (1.425 PS) bei 3.000/min auf Meereshöhe
  • V-1710-F17R/L oder V-1710-89/91 P-38H/J, 1.692 kW (2.300 PS) bei 3.000/min auf Meereshöhe
  • V-1710-F20R oder V-1710-81 NA-99 und P-40E
  • V-1710-F21R oder V-1710-87 North American NA-97 Mustang/Invader
  • V-1710-F26R oder V-1710-99 P-40N
  • V-1710-F30R/L oder V-1710-111/113 P-38L
  • V-1710-F31R oder V-1710-115 P-40N
  • V-1710-F32R/L oder V-1710-119/?
• V-1710-G 763 Exemplare
  • V-1710-G6R/L oder V-1710-143/145 North American P-82E/F, 1.618 kW (2.200 PS) bei 3.200/min auf Meereshöhe

Siehe auch

• Liste von Flugzeugtriebwerken

Weblinks

 Commons: Allison V-1710 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Allison V-1710 Engine (Link nicht mehr abrufbar)