Il Fairey P.24 Monarch era un motore aeronautico a 24 cilindri disposti ad H raffreddati a liquido, sviluppato all'inizio degli anni quaranta dall'azienda britannica Fairey Aviation Company, rimasto allo stadio di prototipo...
Storia L'ufficio tecnico della Fairey Aviation Company, diretto dall'ingegnere A. Graham Forsyth, dopo aver costruito il suo primo motore originale, il P.12 Prince, studiò un motore a 16 cilindri, denominato P.16, con una cilindrata di 34,1 L)... La configurazione a V-16 del P.16 fu sostituita da un H-16 con quattro bancate, ognuna di quattro cilindri. Tuttavia, Passando poi a una configurazione H-24 con quattro bancate di sei cilindri, si poté sviluppare un più potente motore che aveva la stessa area frontale dell'H-16. Il lavoro di progettazione del nuovo motore H-24 iniziò nell'ottobre del 1935, e venne inizialmente denominato P.24 "Queen", ma in seguito il nome fu cambiato in "Monarch".
Descrizione tecnica Il Fairey P.24 Monarch era un motore con disposizione dei cilindri ad H verticale in cui le sezioni sinistra e destra del motore a 12 cilindri potevano essere azionate indipendentemente l'una dall'altra. Il basamento in alluminio era costituito da una metà superiore e una inferiore, ed ogni bancata di sei cilindri era montata sul basamento. Una testata in alluminio era fissata alla bancata. Il P.24 aveva alesaggiodi 133,5 mm, corsa di 152,4 mm e rapporto di compressione di 6 a 1. Ogni cilindro aveva due valvole di aspirazione e una di scarico, tutte azionate da un singolo albero a camme in testa azionato a sua volta dalla parte posteriore del motore. Le valvole di aspirazione da 46 mm di diametro erano azionate da una punteria a T, mentre la valvola di scarico da 57 mm di diametro era azionata direttamente dall'albero a camme.
Su ciascun lato del motore era montato un compressore monostadio a due velocità con due carburatori montati sul suo ingresso. I compressori erano azionati dalla parte posteriore del motore a 8,3475 volte la velocità dell'albero motore attraverso tre rapporti di trasmissione. Tramite un breve collettore, ciascun compressore immetteva aria in condotti ricavati integralmente dal carter, dalla bancata cilindri e dalla testata. Un singolo condotto immetteva l'aria in due cilindri. La miscela aria/carburante veniva accesa da due candele, una per lato del cilindro. Le candele erano attivate da quattro magneti montati nella parte posteriore del motore. I due magneti superiori accendevano le candele situate sul lato interno dei cilindri, mentre i due magneti inferiori accendevano le candele situate sul lato esterno dei cilindri. I lati sinistro e destro del P.24 avevano lo stesso ordine di accensione: 1U, 5L, 4U, 1L, 2U, 4L, 6U, 2L, 3U, 6L, 5U e 3L. Il primo e l'ultimo cilindro avevano un proprio tubo di scarico, ma i quattro cilindri centrali erano accoppiati con un tubo di scarico condiviso. Questa disposizione dava al P.24 sedici tubi di scarico.
Nella parte anteriore del propulsore, ciascun albero motore era collegato a un albero elica separato con una riduzione di 0,5435. I due alberi elica formavano un'unità coassiale controrotante. Gli alberi motore e gli accessori di ciascuna sezione del motore ruotavano in direzioni opposte. Partendo da dietro, l'albero motore sinistro ruotava in senso orario e azionava l'elica anteriore, mentre l'albero motore destro ruotava in senso antiorario e azionava l'elica posteriore. Il motore aveva una cilindrata di 51,1 L e una potenza stimata in origine di 2 000 CV (1 491 kW) a 2 600 giri/min. Il consumo di carburante era di 0,63 lb/hp/h (383 g/kW/h) al 0 m, 0,55 lb/hp/h (335 g/kW/h) a piena potenza e 0,45 lb/hp/h (274 g/kW/h) al 60% di manetta. Il motore era lungo 2,19 m, largo 1,09 m e alto 1,33 m, pesava circa 1 057 kg, sebbene molte fonti indichino 989 kg.
L'elica controrotante completamente regolabile del P.24 fu sviluppata dalla Fairey. Ogni albero motore aveva sei lanci ed era supportato da otto cuscinetti di banco. I pistoni erano collegati all'albero motore tramite bielle a forcella e pale, con la biella a forcella che serviva i cilindri inferiori e la biella a pale che serviva i cilindri superiori. Poiché ruotavano in direzioni opposte, gli alberi motore e gli accessori del motore non erano intercambiabili. Quando il lato sinistro o destro del motore veniva spento, l'altro lato continuava a funzionare e ad alimentare l'elica. Questo garantiva a qualsiasi aereo dotato di motore P.24 l'affidabilità di due motori, senza l'inconveniente della spinta asimmetrica in caso di motore fuori uso, e questa configurazione consentiva inoltre di spegnere metà del motore per estendere l'autonomia o il tempo di volo in volo dell'aereo. Sebbene i sistemi di raffreddamento e di lubrificazione delle sezioni motore fossero separati, durante i test utilizzavano serbatoi e radiatori comuni. Si osservò che in un aereo potevano essere installati radiatori e serbatoi completamente separati, rendendo le sezioni motore completamente indipendenti l'una dall'altra.
Impiego operativo Il P.24 fu utilizzato per la prima volta nel 1938, e dato che il banco prova della Fairey non era dimensionata per la piena potenza del motore, ne fu testata solo metà alla volta. Entro il 6 ottobre 1938, il motore completò con successo due ore di collaudo senza problemi. Furono presi accordi per installare il P.24 Monarch su un bombardiere leggero Fairey Battle e si valutò il suo utilizzo sul caccia Hawker Tornado.. Il P.24 iniziò i suoi collaudi di tipo civile di 50 ore il 13 maggio 1939 e completò il ciclo con successo il 14 giugno 1939. Per il collaudi, le prestazioni del propulsore erano di 1.200 CV (895 kW) a 3.200 m (10.500 piedi) e 2.400 giri/min, e di 1 450 CV (1 081 kW) a 3 200 m (10 500 piedi) e 2 750 giri/min. Secondo le fonti per il collaudo di 50 ore venne utilizzato un compressore volumetrico a velocità singola con una pressione di sovralimentazione di soli 0,5 psi (0,04 bar).
Il Fairey Battle (K9370) dotato di propulsore P.24 andò in volo per la prima volta il 30 giugno 1939, ai comandi del collaudatore Christopher S. Staniland. Poco dopo, un motore di prova P.24 raggiunse la potenza di 1 540 CV (1 148 kW) a 2 600 giri al minuto con una pressione di sovralimentazione di 3 psi (0,21 bar) per il decollo. Con l'avanzare dei collaudi sul P.24, la Fairey cercò di applicare il motore ai suoi nuovi progetti di aerei. Il 19 ottobre 1939 la ditta propose di utilizzare il motore P.24 su aerei progettati secondo le specifiche N8/39 e N9/39.
Nel 1940, furono effettuati diversi brevi collaudi fino alla potenza di 1.750 CV (1.305 kW), ma senza raggiungere lunghi periodi di funzionamento a queste potenze. Si ebbero problemi con i compressori e i cuscinetti di banco. La potenza massima raggiunta fu di 2.200 CV (1.641 kW), senza che entrambe le metà del motore fossero in funzione contemporaneamente. Ogni singola metà del propulsore raggiunse una potenza di 1.100 CV (820 kW), per un totale di 2.200 CV (1.641 kW). In effetti, ogni metà del motore effettuò due giri a 1 100 CV (820 kW), ma i giri durarono solo due minuti ciascuno.
Nell'ottobre del 1940 l'Air Ministry comunicò che non sarebbero stati effettuati ordini di produzione per il motore P.24, preferendo invece altri motori già sviluppati e progettati da costruttori dotati di maggiori strutture produttive. Nell'aprile del 1941 la Fleet Air Arm (FAA) espresse un certo interesse per il P.24, dato che poteva funzionare con solo una della bancate e azionava eliche controrotanti che eliminavano la coppia di reazione, considerato ottimale per le operazioni sulle portaerei. Tuttavia l'Air Ministry comunicò di nuovo nuovamente che non vi sarebbe stata alcuna produzione del motore. La FAA decise di continuare a promuovere la produzione del motore P.24, arrivando a proporre, a metà del 1942, la rimotorizzazione del caccia imbarcato Fairey Fulmar. L'Air Ministry pose definitivamente fine alla richiesta. Il Fairey Battle con motore P.24, fu consegnato al Royal Aircraft Establishment di Farnborough il 12 luglio 1941, e a quella data, i motori P.24 sottoposti a collaudi avevano funzionato per 20 ore a 2 000-2 100 CV (1 491-1 566 kW) e per cinque ore a 2 100-2 300 CV (1 566-1 715 kW).
La Fairey aveva discusso del motore P.24 con i funzionari dell'USAAF nel giugno del 1941, e il mese successivo Forsyth andò in visita negli Stati Uniti d'America per fornire maggiori dettagli sul nuovo propulsore. La Fairey e Forsyth ritenevano che l'Air Ministry avesse commesso un errore nel finanziare esclusivamente il Napier Sabre e non avesse fornito alcun supporto per il P.24. Volevano che lo sviluppo e la produzione del P.24 continuassero negli Stati Uniti; la produzione negli USA da parte di un locale produttore di motori aeronautici sarebbe stata più semplice rispetto all'assunzione di tale incarico da parte della stessa Fairey. A quel punto, al motore P.24 fu assegnato il nome "Monarch". Nell'agosto del 1941, l'USAAF dichiarò di non essere interessata allo sviluppo o alla produzione del motore P.24, ma di essere interessata alle eliche controrotanti sviluppate per tale propulsore. La Fairey, tuttavia, dichiarò in una lettera del novembre 1941 che la Wright Field di Dayton, Ohio, aveva preparato disegni a tre viste del P.24 installato sul caccia Republic P-47 Thunderbolt e sul bombardiere in picchiata Curtiss A-25 Shrike. La Fairey affermò inoltre che la Ford Motor Company era impegnata in trattative per la produzione su licenza del motore.
Il fairey Battle con motore P.24 fu spedito negli Stati Uniti il 5 dicembre 1941, e un altro motore P.24 fu consegnato a Farnborough per ulteriori test, e un terzo motore P.24 fu preparato per la spedizione negli Stati Uniti.. Con l'attacco giapponese a Pearl Harbor, il secondo motore P.24 non fu mai spedito negli USA. Alcune fonti affermano che il motore P.24 fosse considerato in sostituzione del Pratt & Whitney R-2800 del P-47, e una richiesta della Fairey del gennaio 1943 richiedeva un nuovo set di eliche per un motore P.24 installato su un P-47.