Boeing XP-32 (Modèle 278A)

Boeing XP-32 (Modèle 278A)

Boeing XP-32 (Modèle 278A)

Le Boeing XP-32 était la désignation donnée à une version non construite du YP-29 qui aurait été propulsée par un moteur Pratt & Whitney de 700 ch.

Le YP-29 était une version améliorée du Boeing P-26 'Peashooter', développé en 1934. Le P-26 fut le premier chasseur monoplan à entrer en service à l'USAAC, mais il s'agissait d'une conception de transition, avec des ailes contreventées, un train d'atterrissage fixe et un cockpit ouvert.

Le YP-29 utilisait le fuselage et le moteur du P-26 mais avec des ailes en porte-à-faux qui éliminaient le contreventement externe et un train d'atterrissage rétractable. Trois prototypes ont été construits, deux avec des verrières de cockpit et un avec une verrière ouverte. Ils étaient propulsés par le moteur Pratt & Whitney R-1340 Wasp. Le YP-29 n'était pas vraiment une amélioration par rapport au P-26 et n'est pas entré en production.

La désignation XP-32 a été attribuée à une version de 1934 du YP-29 qui aurait été propulsée par un moteur radial à deux rangées Pratt & Whitney R-1525-1 de 700 ch. Il s'agirait d'un monoplan à ailes basses avec un cockpit fermé et des ailes effilées avec un bord d'attaque droit et un bord de fuite incurvé. L'avion n'a jamais été construit, mais le train d'atterrissage rétractable conçu pour lui a ensuite été utilisé dans le chasseur Brewster F2A-1.

Moteur : Pratt & Whitney R-1535-1 Twin Wasp Jr
Puissance : 700cv
Équipage : 1
Envergure : 31 pieds
Longueur : 27 pieds 5 pouces
Poids brut (tel que conçu) : 3 895 lb
Vitesse maximale estimée : 250 mph à 7 500 pieds


Diesel électromoteur

Locomotives Progress Rail, faire des affaires comme Diesel électromoteur (DME) est un fabricant américain de locomotives diesel-électriques, de produits de locomotives et de moteurs diesel pour l'industrie ferroviaire. La société est détenue par Caterpillar via sa filiale Progress Rail. [2] [3]

Electro-Motive Diesel tire ses racines de l'Electro-Motive Engineering Corporation, un concepteur et distributeur de wagons automoteurs essence-électriques fondé en 1922 et rebaptisé plus tard Electro-Motive Company (EMC). En 1930, General Motors a acheté Electro-Motive Company et Winton Engine Co. et en 1941, a étendu le domaine d'EMC à la fabrication de moteurs de locomotives en tant que Division Electro-Motive (EMD).

En 2005, GM a vendu EMD à Greenbriar Equity Group et Berkshire Partners, qui ont formé Diesel électromoteur pour faciliter l'achat. En 2010, Progress Rail a finalisé l'achat d'Electro-Motive Diesel à Greenbriar, Berkshire et autres.

Le siège social, les installations d'ingénierie et les opérations de fabrication de pièces d'EMD sont basés à McCook, Illinois, [note 1] tandis que sa chaîne d'assemblage finale de locomotives est située à Muncie, Indiana. EMD exploite également une installation d'entretien, de reconstruction et de révision de moteurs de traction à San Luis Potosí, au Mexique.

En 2008, EMD employait environ 3 260 personnes [4] et en 2010, elle détenait environ 30 % du marché des locomotives diesel-électriques en Amérique du Nord. [5]


Boeing XP-32

XP-32 était la désignation USAAC donnée au Boeing Model 278A, un projet de conception financé par l'entreprise de 1934. Le XP-32 était essentiellement une version développée du précédent P-29 avec un P & W R-1535 Twin Wasp de 750 ch. moteur radial. Les dessins du projet montrent une conception de monoplan en porte-à-faux à aile basse avec un train d'atterrissage entièrement rétractable et un cockpit entièrement fermé avec un auvent coulissant vers l'arrière. La conception du XP-32 ressemblait beaucoup au modèle 264 (YP-29A), mais le XP-32 différait par les moyens par lesquels le train d'atterrissage était rétracté. Alors que les roues principales du P-29 se sont rétractées vers l'arrière pour se trouver partiellement exposées sous l'aile, les roues principales du XP-32 se sont rétractées vers l'intérieur pour être rangées au ras des côtés du fuselage, un modèle qui serait suivi par le Brewster F2A- 1 Buffalo de 1938. Le poids brut était de 3895 livres.

L'USAAC n'a pas encouragé le développement du projet, et le XP-32 n'a jamais dépassé le stade de la conception. Boeing s'est complètement retiré du secteur des chasseurs peu de temps après. Boeing ne devait pas soumettre un autre modèle de chasseur à l'armée avant le chasseur-bombardier à longue portée XF8B-1 basé sur un porte-avions de la fin de 1944.

    Le combattant américain, Enzo Angellucci et Peter Bowers, Orion Books, 1987.


Boeing XP-32 (Modèle 278A) - Historique

Comme pour le Lockheed Martin X-35 concurrent, Boeing a conçu trois variantes du X-32 pour évaluation. Le X-32A à décollage et atterrissage conventionnel (CTOL) a été développé pour l'US Air Force, le X-32B à décollage et atterrissage verticaux courts (STOVL) pour l'US Marine Corps et la Royal Navy britannique, et le transporteur (CV) X -32C pour l'US Navy. Cependant, seuls deux exemplaires volants ont été construits.

Le premier à voler, le X-32A, a été utilisé pour démontrer les caractéristiques de vol globales, les systèmes et le logiciel de contrôle. Ce modèle a également été utilisé pour évaluer les qualités de maniement à basse vitesse et d'approche du porte-avions de la variante navale X-32C. Le deuxième exemple, le X-32B, était équipé d'un système de levage direct pour les opérations STOVL et était principalement utilisé pour évaluer les caractéristiques de vol vertical et de vol stationnaire.

La stratégie de Boeing pour le vol STOVL était basée sur celle utilisée dans le British Harrier. L'unique moteur était monté au centre du véhicule et sa poussée dirigée par trois tuyères mobiles permettant un vol vertical. Boeing a préféré cette approche à la conception du ventilateur de levage de Lockheed, la citant comme moins risquée. Néanmoins, cette méthode de survol a finalement été considérée comme une limitation de la conception X-32.

Boeing a également été pénalisé pour avoir proposé plusieurs changements entre le démonstrateur X-32 et le modèle de production final. Parmi ces changements figuraient l'abandon du capot d'admission variable conçu pour le X-32C, le remplacement des queues jumelées sur le X-32 par des queues verticales et horizontales plus conventionnelles et une aile redessinée (voir la vue 3 ci-dessous). Ces facteurs ont fait perdre à Boeing le contrat JSF au cours de la downselect d'octobre 2001, et Lockheed Martin a été choisi à la place pour construire un F-35 de production.

Données ci-dessous pour X-32A
Dernière modification le 26 septembre 2009

Royaume-Uni (Royal Navy)
États-Unis (US Air Force)
États-Unis (US Marine Corps)
États-Unis (US Navy)


18 novembre 1930

18 novembre 1930 : Le prototype de Boeing XP-9, numéro de série de l'Air Corps A.C. 28-346, un monoplan de poursuite monoplace et monomoteur, effectue son premier vol à Wright Field, Ohio.

Il s'agissait du premier avion semi-monocoque de Boeing, construit à partir d'une peau dural en feuille sur des profilés métalliques. L'Army Air Corps a émis le contrat le 29 avril 1928 et l'avion a été achevé en septembre 1930, puis expédié par chemin de fer à la base d'essai de l'armée.

Le XP-9 (Boeing Model 96) était un monoplan monoplace monomoteur à aile haute avec train d'atterrissage fixe. Il mesurait 25 pieds, 1,75 pouces (7,665 mètres) de long. avec une envergure de 36 pieds, 6 pouces (11,125 mètres) et une hauteur de 7 pieds, 10,25 pouces (2,394 mètres). Le poids à vide du prototype était de 2 669 livres (1 211 kilogrammes) et sa masse maximale au décollage était de 3 623 livres (1 643 kilogrammes).

Le prototype de poursuite était propulsé par un moteur Curtiss Super Conqueror SV-1570-C à double arbre à cames en tête (DACT) 60 ° V-12 à double arbre à cames en tête (DACT) 60 ° avec 4 soupapes, refroidi par liquide sous pression et suralimenté, d'une cylindrée de 1 570,381 pouces cubes (25 734 litres). par cylindre. Ce moteur était évalué à 600 chevaux à 2 400 tr/min. Il pesait 920 livres (417 kilogrammes).

L'avion avait une vitesse maximale de 213 milles à l'heure (343 kilomètres à l'heure). Le plafond de service était de 26 800 pieds (8 169 mètres). L'armement était une combinaison de deux mitrailleuses, soit une de calibre .30 et une de calibre .50, soit deux de calibre .50, montées de chaque côté du fuselage, tirant vers l'avant.

Le placement de l'unique aile haute a sérieusement restreint la vision du pilote, rendant les atterrissages très dangereux. L'avion était très instable en vol. L'augmentation de la taille des surfaces de la queue n'a guère amélioré cela. Après seulement 15 heures de vol, le XP-9 était définitivement cloué au sol et utilisé comme cellule d'instruction.

Les performances et la maniabilité du XP-9 étaient considérées comme si médiocres qu'une option d'achat de cinq modèles de pré-production a été annulée.

La seule qualité rédemptrice du XP-9 était sa méthode de construction, qui est presque universelle depuis cette époque.


HistoryLink.org

Le 307 Stratoliner peu connu de Boeing, affectueusement surnommé "la baleine volante" pour ses lignes corpulentes, a inauguré une nouvelle ère de l'aviation lorsqu'il est entré en service dans les compagnies aériennes à la mi-1940. C'était le premier avion et avion de ligne pressurisé en service. C'est la pressurisation de la cabine (appelée suralimentation de la cabine à l'époque), ainsi que la climatisation et le chauffage qui permettent aux vols d'avions de ligne à haute altitude d'aujourd'hui au-dessus des conditions météorologiques et des turbulences, où l'air raréfié et le froid inférieur à zéro pourraient tuer les passagers en quelques minutes s'ils non protégé. Le Stratoliner à hélice construit à Seattle a franchi la première étape pratique du voyage vers un vol de passagers sécurisé à haute altitude. Bien que seulement 10 avions aient été construits, il a connu un grand succès dans le service aérien, un a été signalé transportant encore des passagers en 1986. Remarquablement, au moins deux cellules survivent aujourd'hui, le Pan American Airways NC19903 Clipper restauré Nuage volant, qui a recommencé à voler le 11 juillet 2001, et le fuselage du modèle spécial Howard Hughes, qui est maintenant un yacht. Par chance, le Nuage volant a été le premier avion et avion de ligne pressurisé en service.

Le Stratoliner était sans doute l'avion opérationnel le plus avancé au début des années 1940, car il utilisait également des surfaces de contrôle à puissance augmentée et des compresseurs de suralimentation à deux vitesses, ne manquant que du train d'atterrissage tricycle utilisé par l'avion de ligne Douglas DC-5 qui est entré en service avec la compagnie aérienne néerlandaise. KLM un mois plus tôt. S'appuyant sur cette avance, pendant la Seconde Guerre mondiale, les États-Unis ont été le seul pays à aligner :

  • un bombardier stratégique pressurisé
  • chasseurs à turboréacteurs pressurisés
  • un transport/avion de ligne pressurisé
  • aéronefs utilisant des gouvernes à commande assistée.

L'Allemagne et le Royaume-Uni ont déployé opérationnellement des bombardiers et des chasseurs à hélice pressurisés, qui étaient des modifications d'avions antérieurs. Les avions civils et militaires à turbine haute performance d'aujourd'hui sont pressurisés et utilisent des commandes de vol motorisées.

Vol à haute altitude des années 1930

Dans les années 1930, les chercheurs en aviation se sont rendu compte que voler à haute altitude au-dessus de la météo rapporterait des dividendes en termes de confort des passagers, de vitesse plus élevée et de portée plus longue. Des progrès avaient été accomplis pour voler en toute sécurité à haute altitude : des masques à oxygène fiables, des combinaisons de vol chauffées électriquement, une combinaison de pression pratique et un avion pressurisé expérimental réussi qui a volé en mai 1937. Au cours de cette période, les compagnies aériennes, les militaires et les individus ont mené de hautes essais en vol en altitude, ce qui a conduit plusieurs compagnies aériennes américaines et britanniques à demander des propositions pour des avions de ligne pressurisés.

Boeing, Curtiss et Douglas ont répondu avec des conceptions, qui ont toutes atteint le stade du matériel volant en 1940. Le britannique Fairey a construit une maquette avant que le projet ne soit annulé en 1939 en raison de la Seconde Guerre mondiale. Le premier dans l'air, cependant, était l'entreprise privée américaine Abrams Explorateur avion de photomapping à deux équipages piloté en novembre 1937. Le Explorateur, le seul construit, a volé avec succès pendant de nombreuses années et se trouve maintenant dans la collection du National Air & Space Museum à Washington D.C.

Stratoliner dérivé du bombardier B-17

Wellwood Beall, célèbre concepteur d'hydravions 314 Clipper, a dirigé une équipe talentueuse qui, en décembre 1935, a commencé le développement du 307 en tant que dérivé d'avion de ligne du modèle 299/XB-17 Forteresse volante. Douglas, en 1936, avait cinq compagnies aériennes parrainant le développement de son avion de ligne terrestre long-courrier à quatre moteurs pressurisé DC-4E. Pan American Airways (PAA) et Trans Continental et Western Airlines (TWA) ont décidé avant son vol qu'elles voulaient partir, en raison des coûts élevés et des pertes de performances prévues. En 1937, ils commandèrent à la place le 307, quatre pour PAA, cinq pour TWA. Le millionnaire Howard Hughes en a commandé un autre plus tard. Il s'agissait du total des commandes d'avions, dont la livraison a coûté environ 250 000 $. Breda d'Italie avait demandé une licence de production en 1939, voulant le 307 pour le service transatlantique et pour sa technologie. politique et Pas inventé ici considérations ont évidemment tué le projet.

Premier vol en 1938

Avant que le Stratoliner ne prenne son envol, un Boeing confiant a conçu un énorme hydravion pressurisé à deux ponts en réponse à une exigence du PAA de 1937 pour un paquebot volant capable de traverser l'Atlantique sans escale. Le modèle 326 de Boeing a fait la une des journaux le 22 juin 1938, son annonce intervenant seulement 15 jours après le vol du 314 Clipper. Cependant, Boeing n'a construit aucun des modèles 326. Aucun des quatre modèles concurrents n'a jamais été construit.

Le prototype S-307 NX19901 (pour PAA) vola pour la première fois le 31 décembre 1938, piloté par Eddie Allen, de Boeing Field, Seattle, pour un total de 42 minutes. Le premier vol pressurisé, accompli avec succès par PAA NC19902 Clipper arc-en-ciel, survenu le 20 juin 1939.

Relations de conception et grandes queues verticales

Initialement, la conception de la 307 était basée sur le modèle 299/XB-17 - ailes (plus de trois pieds plus larges), queue et train d'atterrissage joints à un nouveau fuselage pressurisé à section circulaire avec de nouveaux moteurs de type B-17B sans turbocompresseurs. Les avions de production avaient des fentes d'aile, une nageoire dorsale et une grande nageoire verticale - ces deux derniers éléments ont ensuite été développés pour les modèles B-17E à G. De grandes queues verticales ont depuis caractérisé les avions Boeing jusqu'à l'actuel avion de ligne 777. Le développement du système de pressurisation B-29 Superfortress découle du 307, et ce bombardier à succès fut le premier avion pressurisé produit en série.

Nom du stratoline

Le Stratoliner a été le premier de plusieurs avions Boeing à utiliser le préfixe strato dans son nom. Strato est dérivé de la seconde couche à partir de la surface des couches atmosphériques de la Terre, la stratosphère, qui commence à environ 30 000 pieds d'altitude. Les modèles de haut vol SA-307B de TWA étaient timides d'environ 4 000 pieds pour pouvoir atteindre cette hauteur. Certains des premiers modèles d'avions de ligne à turboréacteurs 707 ont été pendant un certain temps également appelés Stratoliner - ils naviguaient confortablement dans la stratosphère.

Stratoliner est entré en service en 1940

AAP Nuage volant a effectué le premier service pressurisé opérationnel de Miami, en Floride, vers l'Amérique latine à partir du 4 juillet 1940. Le Stratoliner offrait des avantages inégalés en termes de confort, de vitesse et d'autonomie par rapport à ses concurrents bimoteurs Douglas DC-3 et Lockheed Electra. Un avion de ligne à fuselage large, son fuselage était plus large de plus de trois pieds que le DC-3, et comportait une luxueuse cabine de 33 passagers - des compartiments passagers pressurisés, climatisés et chauffés, des couchettes avec des fenêtres, des sièges-couchettes individuels inclinables de grande taille, un grand siège fenêtres (environ 12 x 16 pouces) toilettes pour hommes et femmes avec puits de lumière et cuisine avec puits de lumière.

Un mois plus tard, un avion photo allemand à deux équipages Junkers Ju 86P a survolé le Royaume-Uni à 41 000 pieds, devenant ainsi le premier avion militaire pressurisé opérationnel.

Boeing était le leader technologique des années 40

En 1940, Boeing était le roi de la technologie de pointe avec son écurie d'avions opérationnels, tandis que Douglas et Lockheed étaient en tête des ventes. Avec six mois d'avance sur le 307, le 314 Clipper vola le 7 juin 1938. En service avec la PAA, c'était à la fois l'avion de ligne le plus gros, le plus lourd, le plus long, la capacité la plus élevée, utilisant les moteurs les plus puissants. Dans le 307, Boeing avait le seul avion pressurisé opérationnel et l'avion de ligne terrestre le plus long-courrier. Bien qu'il ait le plus long rayon d'action 314 en service, PAA a brièvement envisagé de piloter le 307 à travers l'Atlantique Nord, mais ne l'a jamais fait.

Au cours de la Seconde Guerre mondiale, l'Army Air Force (AAF) a parcouru la route avec ses TWA 307 impressionnés à partir de 1942. Le B-17C de Boeing était le bombardier lourd le plus rapide, le plus haut vol et le plus long rayon d'action dans les airs. En plus de cette prime, le XB-29 était alors en cours de développement, parmi les avions opérationnels les plus avancés de la Seconde Guerre mondiale, avec des hélices à pas réversible, un train d'atterrissage tricycle, des tourelles électriques commandées par ordinateur et des systèmes radar de navigation/bombardement/d'avertissement de queue.

Un modèle spécial pour Howard Hughes

Un modèle spécial SB-307B pour Howard Hughes a été construit avec des moteurs plus puissants et des réservoirs de carburant supplémentaires pour un vol autour du monde qui a été annulé en raison du début de la Seconde Guerre mondiale. Le vol n'a jamais été effectué. C'était le premier Stratoliner livré à un client. Son vol initial (avec licence expérimentale NX19904) eut lieu le 13 juillet 1939. Après la guerre, il fut équipé d'un intérieur luxueux, comprenant une chambre, et nommé Le Penthouse Volant.

Un ouragan de 1964 l'a gravement endommagé et l'a rendu impossible à piloter. En 1969, il a été acheté à la ferraille pour 61,99 $ - le fuselage a été récupéré (la cloison étanche arrondie à l'arrière formait la cabine après l'extrémité), puis monté sur une coque de bateau et converti en un yacht de luxe nommé Le Londonaire. Il a été reconstruit à partir de 1994 et est un yacht d'exploitation basé en Floride nommé Muffin Cosmique, avec N19904 peint sur ses côtés.

Service de la Seconde Guerre mondiale et après

Pendant la Seconde Guerre mondiale, les 307 de TWA ont été mis en service par l'AAF en tant que C-75 camouflé. Les avions de la PAA ont été retenus par la compagnie aérienne, avec leurs équipages et leurs couleurs volant sous charte pour le commandement du transport aérien de l'AAF. Les huit avions ont survécu à leur service en temps de guerre.

Le service de la compagnie aérienne Stratoliner d'après-guerre a commencé à la fin de 1945 lorsque TWA a repris ses vols d'un océan à l'autre avec ses avions SA-307B-1 améliorés, et PAA a assuré la liaison New York-Bermudes. Le service PAA Stratoliner a pris fin en 1948, lorsque ses trois avions ont été vendus. TWA a utilisé ses cinq SA-307B-1 jusqu'en 1951, après quoi ils ont été vendus. Trois avions étaient en service en Indochine dans les années 1970, un avion volait encore au Laos jusqu'en 1986.

Restauré Nuage volant Aéroporté

Resplendissant dans sa finition Art Déco en aluminium très poli, le Nuage volant a volé de Boeing Field exactement 61 ans et une semaine après, il est entré dans les livres d'histoire. Le vol du 11 juillet 2001 était en fait son troisième premier vol. Il vola pour la première fois en 1939 depuis Boeing Field. Au cours de ses années actives, le Nuage volant servi non seulement PAA, mais aussi le président d'Haïti et plusieurs autres propriétaires dans sa vie productive. Il a effectué un deuxième premier vol le 4 juin 1994 à destination de Boeing Field après avoir langui en plein air dans le désert de l'Arizona pendant plus de 22 ans. Sur une période de sept ans, une équipe d'employés et de bénévoles de Boeing l'a rénové dans son lieu de naissance Plant II. Propriété du National Air & Space Museum, le Nuage volant sera exposé en permanence dans les locaux du musée à Washington D.C.

[Remarque : Le 28 mars 2002, le Stratoliner restauré a eu des problèmes de moteur lors d'un vol d'essai et a amerri dans la baie Elliott. Personne n'a été blessé et l'avion endommagé a été récupéré. Les Nuage volant de toute évidence manqué de carburant, l'amenant à descendre dans l'eau. En juin 2002, Boeing a déterminé que les réparations nécessaires pour restaurer le Nuage volant à l'état pilotable sont rentables. Une équipe de Boeing et de bénévoles le reconstruira, avec l'intention de s'envoler vers l'est à l'été 2003 jusqu'au Smithsonian Air and Space Museum.]

Faits Stratoliner

  • Premier avion opérationnel avec des surfaces de contrôle à amplification hydraulique - ascenseurs et gouvernail de direction
  • Service aérien régulier longue distance le plus rapide - croisière jusqu'à 220 mph, piloté par le modèle TWA SA-307B à partir de 1940
  • Premier avion de ligne (SA-307B) équipé de compresseurs de suralimentation à deux vitesses capables de naviguer à haute altitude avec des passagers en tout confort à partir de 1940
  • Premier avion de ligne terrestre quadrimoteur en service long-courrier régulier aux États-Unis
  • Fuselage à fuselage large - plus large à 138 pouces/11,5 pieds au total que son homonyme propulsé par turboréacteur, le prototype de pétrolier/avion de ligne 367-80 Dash Eighty 707 à 132 pouces/11,0 pieds.

Tondeuse Boeing 307 Stratoliner restaurée Nuage volant atterrissant à Boeing Field après son troisième premier vol, le 11 juillet 2001

Le prototype du Boeing 307 Stratoliner effectua son premier vol le 31 décembre 1938


En ce jour de l'histoire de l'aviation – Boeing XP-9

1930 Le chasseur monoplan Boeing XP-9 effectue son premier vol à Dayton, Ohio.

Le Boeing XP-9 (modèle d'entreprise 96) a été le premier avion de chasse monoplan produit par la société de fabrication d'avions américaine Boeing. Il incorporait des raffinements structurels sophistiqués qui ont influencé les conceptions ultérieures de Boeing.

Conçu en 1928 pour répondre aux exigences d'une demande de l'armée américaine pour un chasseur monoplan. Sa principale contribution à la conception des avions était sa construction semi-monocoque, qui deviendrait une norme pour les futurs avions. Boeing a utilisé les caractéristiques structurelles du XP-9 dans son chasseur biplan P-12 contemporain lorsque la variante P-12E incorporait une structure de fuselage métallique semi-monocoque similaire à celle du XP-9. La disposition du train d'atterrissage du P-12C avait également été d'abord essayée sur le XP-9, puis transférée dans le modèle de production. Un seul prototype a été produit, le programme étant annulé en raison d'une mauvaise visibilité du pilote.


Conception diesel vintage

La chronique de cette semaine est de Jay Boggess. La semaine prochaine, nous reviendrons à la centrale électrique municipale de Delta pour la partie II.

Assez rapidement, dès le début – lorsqu'il s'agit de moteurs diesel, vous entendez le mot « Roots Blower ». Mais qui EST Roots ? Aujourd'hui à l'ère de Wikipédia, c'est une question facile à répondre, mais pas quand j'étais enfant.

J'avais d'abord entendu parler du « GMC Roots Blower » associé aux dragsters suralimentés et aux hot rods. Plus tard, en lisant le manuel de 1944 de mon père "Internal Combustion Engines - Analysis & Practice", j'ai découvert une section en coupe du moteur General Motors à 2 temps CI (allumage par compression ou diesel), ci-dessous :

Plus tard, j'ai appris que les moteurs diesel Cleveland Diesel, Fairbanks-Morse et Electro Motive Division avaient tous des Roots Blower, mais personne n'a jamais expliqué pourquoi on l'appelait Roots Blower.

En 2003, une visite au hasard au History Colorado Museum de Denver est tombée sur cet artefact :

Un ventilateur de ventilation de mine pour ventiler les mines souterraines de roches dures, construit par le P.H. & F.M. Compagnie Racines, Connersville, Indiana. La pancarte indiquait une date, mais les photos numériques basse résolution de l'époque ne me permettent pas de zoomer - d'autres sources indiquent le milieu des années 1880 environ.

Un autre point de données est venu d'une autre visite aléatoire, cette fois dans les hauts fourneaux presque préservés de Bethlehem Steel à Bethlehem, PA (merci à mon ancien collègue d'EMD Mark Duve, qui a insisté pour que nous nous arrêtions).

Le bâtiment au premier plan de la photo était déverrouillé, nous nous sommes aventurés à l'intérieur et avons découvert ceux-ci :

Des rotors Roots Blower à deux lobes très distinctifs - regardez attentivement et vous verrez des excentriques de moteur à vapeur à contrepoids à l'extrémité des rotors. A l'intérieur du même bâtiment se trouvaient les cylindres de machines à vapeur horizontaux correspondants pour entraîner ces rotors (j'ai pris des photos mais le passage de 16 ans les a perdues). J'ai appris plus tard que l'approvisionnement des hauts fourneaux était l'une des premières utilisations des Roots Blowers.

Alors qui étaient P.H. & F.M. Racines? Wikipedia pointe vers un livre de 1931, « Indiana One Hundred And Fifty Years of American Development », qui fournit la plupart des réponses. Philander Higley et Francis Marion Roots étaient frères. Francis était le plus jeune frère, né en 1824, partit à la recherche d'or en Californie en 1849, rentra chez lui en 1850 et commença à travailler avec son frère Philander dans la fabrication. Ils ont breveté le « Roots Positive Blast Blower » en 1866. Francis est décédé en 1889, Philander est décédé en 1879. Leur entreprise a été achetée par Dresser Industries en 1931 et rebaptisée Roots-Connersville Blower Company. Au cours de la Seconde Guerre mondiale, ils ont produit des soufflantes à basse pression pour souffler les ballasts des sous-marins américains, ainsi que des soufflantes centrifuges pour diverses utilisations à basse pression/grand volume, finalement immergées dans la vaste gamme de produits Dresser.

Applications du souffleur de racines :

Ventilateur de réservoir de ballast sous-marin :

Ceci est répertorié sur le dessin comme un ventilateur de 1600 CFM, conçu et construit par Roots-Connersville Blower Corporation, Connersville, Indiana. Le moteur d'entraînement est un moteur CC à service intermittent de 1750 tr/min, 90 chevaux.

Pour faire une large digression - les sous-marins de la Seconde Guerre mondiale avaient deux systèmes pour souffler leurs ballasts - 3000-PSI stocké d'air comprimé réduit à 600 PSI pour démarrer le processus de surfaçage et 10-PSI d'air basse pression fourni par des ventilateurs pour terminer le travail une fois un sous-marin fait surface. C'est ce travail à basse pression que les soufflantes Roots ou les soufflantes centrifuges ont été utilisées. Une autre utilisation intéressante était que lorsqu'un sous-marin est immergé, divers réservoirs sont ventilés à l'intérieur du sous-marin, augmentant la pression interne du bateau de plusieurs PSI au-dessus de la pression atmosphérique. Si l'écoutille s'ouvrait aussitôt, le courant d'air était connu pour lancer les marins par-dessus bord. Au lieu de cela, l'écoutille entre la tourelle et la salle de contrôle serait fermée, le bateau a fait surface et l'écoutille du pont s'est ouverte. Pendant que le capitaine vérifiait si la côte était dégagée, la soufflante à basse pression se met en marche pour terminer le soufflage des ballasts et réduire la surpression d'air à l'intérieur du reste du bateau.

Moteur 38D à pistons opposés Fairbanks-Morse :

Le manuel du FM 38D de l'époque de la Seconde Guerre mondiale n'utilise pas le mot « roots Blower » mais l'appelle plutôt « Scavenging Air Blower ». Le ventilateur FM 38D tourne à 1450 tr/min et fournit 6000 CFM à environ 2 à 4 PSI. La version à inversion directe de ce moteur utilisait un ensemble de tringlerie et de vannes d'air sur le ventilateur afin de diriger l'air dans la bonne direction lorsque le moteur tourne à l'arrière, ainsi le ventilateur tourne à l'envers.

General Motors Cleveland Diesel Engine Division (CDED) 278A Marine Diesel :

Diagrammes de la division des moteurs diesel de Cleveland – Cliquez pour agrandir

Cleveland Diesel a monté son seul ventilateur Roots à l'avant de son moteur, raccourcissant ou allongeant essentiellement le ventilateur pour s'adapter au débit d'air des modèles 6, 8, 12 ou 16 cylindres du 278A, comme l'illustrent les photos et le tableau suivant.

16-278A – 1700 HP Destroyer Escort Engine : 1650 RPM, 6,5" Hg, 5630 CFM
12-278A – Moteur de remorqueur militaire 875 BHP : 1650 tr/min, 5,5" Hg, 4380 CFM
8-278A (NM) – Moteur de dragueur de mines non magnétique de 800 HP : 1833 tr/min, 6,5" Hg, 2950 CFM
6-278A – Moteur de remorqueur de 480 ch à 720 tr/min : 1358 tr/min, 4,5" Hg, 2180 CFM

Photo de la division des moteurs diesel de Cleveland - Collection de Scott D. Zelinka Photo de la division des moteurs diesel de Cleveland - Collection de Scott D. Zelinka

Merci à Scott Zelinka pour les photos de Cleveland ci-dessus montrant une paire de rotors en spirale utilisés par CDED. Les jeux entre les rotors sont fixés à .024″ (sur les 12 et 16 Cyl) et .018″ sur les plus petits moteurs. Je trouve carrément incroyable que quelque chose avec cette forme complexe et néanmoins imbriquée puisse être usiné de manière si précise à la main et produit en série, bien avant les ordinateurs et la CNC.

Avec le nouveau moteur Cleveland Diesel 498, un petit ventilateur Roots a été utilisé en conjonction avec le turbocompresseur entraîné par échappement pour permettre un balayage à plus faible régime. EMD résoudrait ce problème avec son propre turbocompresseur sur le 567. Un embrayage centrifuge entraîne le ventilateur hors des pignons de distribution qui se désengagerait à un certain régime et permettrait au turbocompresseur de tourner en roue libre.

Diagramme de Cleveland 498

Moteurs EMD 567/645 Roots Blown

Electro-Motive a répondu à la question de Roots Blower d'une manière totalement différente de celle de sa division sœur GM CDED. EMD avait également quatre moteurs différents à prendre en charge : 6 – 8 – 12 – 16 cylindres. EMD a choisi une conception de ventilateur, puis a utilisé ce ventilateur pour les modèles à 6 et 8 cylindres et une paire de ventilateurs pour les cylindres 12 et 16, modifiant le rapport de transmission du ventilateur (et le régime du ventilateur) entre 6 et 8, et 12 et 16 moteurs, gagnant des économies d'échelle et moins de pièces de rechange à prendre en charge.

Ci-dessous le modèle 8 cylindres 567 :

Cliquez pour agrandir la photo du manuel du moteur diesel Cleveland - Remorqueur ST de la Seconde Guerre mondiale - collection de Jay Boggess

Et voici le modèle 16-567C du milieu des années 1950. Notez la prise d'air directionnelle, signe que ce moteur a probablement été conçu pour la production d'électricité stationnaire.

Cliquez pour agrandir – Cleveland Diesel Engine Division Photo – Jay Boggess Collection

La photo 16-567C illustre une autre caractéristique de conception intelligente intégrée par EMD. En plaçant les soufflantes Roots bien au-dessus du vilebrequin (entraînées par les entraînements de l'arbre à cames du moteur), les concepteurs d'EMD ont fourni une niche pour un générateur sous les soufflantes, économisant ainsi la longueur totale du moteur/générateur et donc la longueur totale de la locomotive.

Ce ne sont là que quelques brèves utilisations du ventilateur Roots - plusieurs autres fabricants les ont utilisés, et dans l'une des prochaines parties de la centrale électrique municipale de Delta, nous verrons un ventilateur centrifuge géant Roots-Connersville utilisé pour alimenter le gros moteur 31A18. Les ventilateurs Roots sont communs à de nombreuses utilisations industrielles différentes en dehors des moteurs.

Alors que plusieurs milliers de Roots Blowers ont été construits, je crois que leur journée au soleil est révolue. Depuis mes jours à l'Alaska Railroad, les réglementations sur les émissions de l'EPA commençaient à se rapprocher du moteur Roots Blown. Je ne connais pas les détails, mais le GP38-2s AkRR possédé a dû être désaccordé pour de meilleures émissions, ce qui a permis de réduire la consommation de carburant. Et même alors, l'EPA n'en était pas très satisfait (c'est-à-dire que les réglementations EPA Tier 0/1/2/3 n'autorisaient le désaccord que pour les moteurs existants et ne seraient pas applicables à un nouveau moteur EMD soufflé par Roots) .

Ainsi, lorsque vous entendez passer un ancien EMD, que ce soit un GP7, un GP9 ou un 38, pensez à Philander Higley et Francis Marion Roots et à ce qu'ils ont inventé il y a 150 ans.

Barre latérale – Roots Blower ou Roots Supercharger?

Le blogmaster Paul Strubeck a découvert des discussions quelque peu houleuses entre les termes « Roots Blower » et « Roots Supercharger ». Les deux termes peuvent être corrects - je vais essayer de clarifier, mais je ferai précéder mes commentaires que je suis un ingénieur électricien de formation / expérience et seulement un gars de moteur "fauteuil" (de traîner mon père et les nombreux, nombreux réducteurs chez Electro-Motive depuis 22 ans).

La suralimentation est définie comme le blocage de plus d'air que la pression atmosphérique dans chaque cylindre avant que la compression par le piston ne commence. Mes notes de manuel sur la combustion interne de 1944 en fournissant une certaine forme de pompe à air, vous pouvez obtenir plus de puissance pour le même poids de moteur ou une compensation d'air mince pour un moteur d'avion à haute altitude.

Dans les moteurs diesel à deux temps (FM, Detroit Diesel, CDED, EMD), le Roots Blower agit principalement pour éliminer les gaz d'échappement du cylindre après chaque course de puissance. Si les soupapes d'échappement se ferment avant les orifices d'admission (dans le cas d'un diesel GM à 2 temps), une suralimentation se produira. Mais l'objectif principal est d'évacuer les gaz d'échappement.

Si la pompe à air est entraînée par une turbine fixée au collecteur d'échappement, l'agencement est alors appelé turbocompresseur. Le moteur turbo EMD 645E3 fournit 3000 THP dans le GP40/SD40, tandis que le moteur Roots-blown 645E du GP38 ne fournit que 2000 THP. Le moteur radial Wright du Boeing B-17 de la Seconde Guerre mondiale utilisait un turbocompresseur pour pouvoir voler à 25 000 pieds au-dessus de l'Allemagne, chaque moteur produisant 750 CV en altitude.

Barney Navarro a été le premier hot rodder à installer un Roots Blower avec l'histoire de Detroit Diesel sur un moteur de voiture dans les années 1950 & 8217. The blower, from a Detroit Diesel 3-71 was belt driven off of the crankshaft and made 16PSI of boost in the engine. After that the doors opened and the Roots style blower became a choice power added for race cars (typically drag cars). Today, they are still referred to an x-71 style (in different sizes, including a 14-71, an engine never made), however they are specific made for the application, and not WWII surplus! Supercharging on gasoline/car engines is a much larger topic that literally has had books written on it.

A 14-71 Roots blower on a Pro-Mod car. These blowers are overdriven (the blower turns faster then the crankshaft) to force as much air in as possible.

A little more on a Top Fuel engine – 11,000HP for 3.7 seconds at a time. https://www.hotrod.com/articles/ccrp-1009-8000hp-top-fuel-engine/

Thanks to Jay for writing this weeks post (with some added commentary from me, namely on the Roots Blowers on race cars).


DO-178C and DO-178B Software Certification

The level of effort to comply with the objectives of DO-178 will vary based on software criticality (depending on how software can contribute to a failure condition). The level of effort is also proportional to the size of the software under consideration. DO-178 defines five software levels, each related directly to the failure condition that can result from anomalous behavior of the software. The software level definitions given in DO-178 and the number of objectives required to satisfy the requirements of each level are shown below.

DO-178C software levels

Failure Condition Software Level Number of Objectives
Catastrophic Level A 71
Hazardous / Severe – Major Level B 69
Majeur Level C 62
Mineur Level D 26
No Effect Level E 0

DO-178 deliverables

The software life cycle data required by DO-178 includes the following:

Plan for Software Aspects of Certification

Provides the Certification Authorities an overview of the means of compliance and insight into the planning aspects for delivery of the product.

Software Quality Assurance Plan

Defines the SQA process and activities.

Software Configuration Management Plan

Defines the CM system and change control process.

Software Development Plan, Software Requirements Standard, Software Design Standard, Software Coding Standard

Defines the processes used for requirements analysis, development, and test for the software product. Includes the standards for requirements, design, and code.

Software Verification Plan

Defines the test philosophy, test methods and approach to be used to verify the software product.

Software Test Plan

Documents the project-specific approach to verifying the software product.

Software Requirements Specification

Defines the high-level requirements applicable to the certifiable software, including the derived requirements.

Tool Requirements Document

Defines the required functional behavior of a verification tool under normal operating conditions.

Software Design Document

Describes the design of the certifiable software.

Software Configuration Index

Identifies the components of the certifiable software with version information necessary to support regeneration of the product.

Software Life Cycle Environment Configuration Index

Identifies the tools end environment used to build and test certifiable software.

Tool Qualification Document

Documents the qualification evidence for any DO-178 verification tools against the requirements established in the PSAC and Tool Requirements Document.

Software Development Folder

Note that this is provided as a set of files on electronic media image using Verocel’s VeroTrace tool. They may not necessarily be maintained as a hard-copy folder. However, traceability between all artifacts still needs to exist and be proven.

Software Development Folder includes as a minimum:

(a) Reference to the applicable requirements

(b) Reference to the implementation (Design & Code)

(c) Evidence of reviews for the Requirements, Design, Code, and Test procedures and test results

(d) Software Test Procedures

(f) Analysis documents for verification, coverage analysis, and any special case analysis.

(g) Change History (CM System)

(h) Applicable Problem Reports

Traceability Matrix

Provides traceability from the requirements to the built software to tests for the delivered software product.

Software Accomplishment Summary

Documents the actual versus planned (per PSAC) activities and results for the project. Provides a summary of the means of compliance used for the software. Justifies any deviations from the plans.

Sources

Provides the Source files for:

1. Certifiable software
2. Test Procedures
3. Build and Test Scripts

Results

Documents the results of the functional and structural coverage testing. This includes the actual results and any applicable analyses performed including coverage analysis.

Bibliothèques

Linkable versions of the “as tested” software.

Addressing the planning, requirements and verification processes

The planning process begins with the Plan for Aspects of Software Certification (PSAC). The PSAC describes the scope system and software that will be considered for certification. The PSAC also describes the overall software life cycle, the software development plan, the software verification plan, the standards that will be used along with the Software Configuration Management Plan and Software Quality Assurance Plan. These core plans and standards define the framework of how the software will be developed and verified along with the transition criteria for each life cycle phase. The PSAC should also call out any tools that will be used to support development and verification processes and identify whether those tools need to be qualified because they automate a process of the software life cycle.

For Level A, B and C software both high-level and low-level requirements need to be developed and verified for the software. For Level D software, only high-level requirements are developed and verified. The verification activities (for levels A-C) should include reviews of requirements, design, code, test cases, test results and coverage analysis. Verocel’s tools such as VeroTrace can manage and control all life cycle data (including reviews and test procedures and results). Verocel’s VerOCode and VeroSource tools are qualified to DO-330, TQL-5 and help with object code and source code coverage respectively.

Previously developed software and DO-178

It is common for applicants to take an existing set of functional software through the DO-178 certification process rather than develop software in a waterfall model while producing the certification artifacts. DO-178 is written as if a waterfall model of development is used, but any software development model could apply. The same objectives apply to software that is engineered to meet DO-178 as software that is developed to meet DO-178 from the start. As shown above, there are many planning documents produced under DO-178. Planning involves not only a strategy for certification, but also a detailed implementation of how the certification will take place including software quality, configuration management, requirements, design and coding standards, and a detailed plan of how the software will be verified. This planning activity involves the entire engineering and quality team and may likely take a number of months to complete.

Software prototypes

One way to carry out a process is to use a software prototype (assuming the prototype under consideration is functional and operational) and to capture a set of complete requirements that can be used for test and verification purposes. Normally, these requirements would include both high-level and low-level requirements that map to specific functions in the source code. These requirements would need to be reviewed (independently for Level A) and then used as a basis to construct the test cases for the software. However, before the testing process can begin, the detailed design should be either extracted from the existing source code or developed after the high-level requirements are approved.

The design can be extracted from comments in the source code and put into a descriptive textual document (that shows compatibility with high-level requirements). However, this low-level design information is usually not sufficient to reflect the entire software design. There also needs to be a high-level design document that describes how all the software components will work together, their interdependencies and timing relationships, etc. The low-level and high-level designs also need to be reviewed for accuracy and consistency among other objectives. Once the requirements and design are complete and approved, efforts to review the source implementation and production of test cases can begin. It should be noted that these efforts (requirements, design, code and test) can all happen in parallel provided sufficient configuration management of any approved artifact is in place.

Useful metrics

The cost of DO-178 certification varies greatly depending on engineering expertise and code size. One has often heard of the “multi-million dollar” answer when asking the cost of certification of any software to DO-178, regardless of size.

So how to more accurately predict the effort required?

Effort scope

There are a number of ways to scope the level of effort required for DO-178 certification. One useful way to scope the effort is to examine the size of artifacts from previous certification efforts. Consider the example of an operating system certified to Level A: the source code consists of about 12,000 lines of code which resulted in the generation of 1,300 requirements for approximately 700 functions. When determining scope of effort, one useful metric is to plan on 2-4 requirements per function – or 1 requirement for every 5-10 lines of code. Then each requirement will need to be tested, resulting in 1 test procedure for every 2-4 requirements. All requirements, design, code and test artifacts need to be reviewed via checklists. Additionally, the artifacts need to be linked to show traceability between requirements, design, code and tests/results.

What does it cost to certify a line of software to DO-178?

This is a common question asked by software managers. Intuitively, it would seem that it is much costlier to certify software to Level A rather than Level C, given that Level C has only 62 objectives and Level A has 71 objectives to be met. But experience has shown that the difference in cost between Level A and Level C is not that great. This is evidenced by the fact that all the deliverables defined above are required both for Level A and Level C software. In fact, the software planning and software development objectives under DO-178 for Level A and C are identical! The differences between Level A and Level C from a verification perspective impact the requirements, design, testing and analysis processes. Level A verification has the added requirement of independence for some objectives (where the development and verification efforts must be accomplished by different persons). This additional requirement can indeed add engineering labor to the certification effort however, the added cost is likely to be a small percentage of the total certification effort.

Where Level A certification can get expensive is usually through the certification scrutiny an applicant will face when all verification efforts are complete. Convincing an auditor or host of auditors that have the responsibility to “sign off” on software where loss of life could result from failures can be challenging if the applicant has not adequately addressed the planning, requirements and verification processes. Audits can result in added activities that extend project schedules and increase costs. All Level A certification should be planned with a schedule buffer for planned audits and potential rework.

Assessing cost

Assessing a cost for all this effort requires an estimation of the engineering labor required for each development and review activity. How long does it take an engineer to produce a requirement from an existing implementation? One way to find the answer is to ask the engineers to estimate the effort for each activity (it is presumed that the engineer is very familiar with the software and design). Thus, a combined estimation can be built based on the engineering labor assessments for requirements, design, tests, reviews, etc.

Experience has shown that the cost of certification per line of code can range from $25 to $100 depending on the cost of labor in a given organization. That would mean that certification of 100,000 lines of code could range from $2.5 million to $10 million. This range should not be applied to any software project however it is only a guideline that must be substantiated and corroborated by the assessment of metrics, a detailed analysis of the source code, engineering judgment, and compensation for risk factors such as certification of object oriented design.


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