De jager die samen met de Hurricane en de radar de Luftwaffe uit de lucht boven Engeland hield.
1940·657 km/h·20,351·Merlin 61 V12, 1.565 pk·13,100 m·~636 km
1· HET VERHAAL
De vorm van de slag
De Spitfire is het vliegtuig dat bijna iedereen kan natekenen: een dunne elliptische vleugel, een lange neus rond een Rolls-Royce Merlin en een bolle cockpitkap. In de zomer van 1940 stuurde de RAF hem op de Duitse jagers af, terwijl de talrijkere Hurricanes de bommenwerpers aanvielen. De Spitfire was van de twee het betere toestel, maar won de slag niet alleen. Radar, de commandokamers, betere brandstof en de piloten waren minstens zo belangrijk. Toch werd de Spitfire het symbool van de strijd. Hij bleef tot het einde van de oorlog in frontdienst omdat zijn casco een motor aankon waarvan het vermogen bijna verdubbelde.
657 km/hTopsnelheid (Mk IX)20,351Gebouwd
2· WAAROM HET ERTOE DEED
Een vleugel die twee keer zoveel motorvermogen aankon
De elliptische vleugel van Mitchell was dun genoeg voor hoge snelheid en sterk genoeg om een verdubbeling van het motorvermogen aan te kunnen. In 1939 vloog de Spitfire met een motor van 1.030 pk. In 1944 droeg dezelfde vleugelvorm een motor van 2.000 pk. De Spitfire IX klom sneller en was op 30.000 voet 110 km/h sneller dan de Mk V die hij verving. Bijna geen enkel ander ontwerp uit 1936 bleef de hele oorlog in frontdienst.
De eerste Spitfires hadden acht lichte Brownings, vier in elke vleugel. Samen vuurden ze achttien seconden lang ongeveer 1,7 kg kogels per seconde af. Tegen gepantserde bommenwerpers was dat te weinig. Vanaf 1941 kwamen er daarom twee 20 mm Hispano-kanonnen in het midden van de vleugel. Het verschil zat vooral in het gewicht van de granaat en niet in de vuursnelheid: één kanontreffer kon bereiken wat met een dozijn kogels niet lukte.
4· WAAROM HET ERTOE DEED
De slag werd gewonnen door een systeem
De Chain Home-radar zag de Duitse aanvallen zich al boven Frankrijk vormen. De sectorcommandokamers zetten ze op de kaart en stuurden alleen squadrons omhoog wanneer dat nodig was. Amerikaanse 100-octaanbenzine liet de Merlin telkens vijf minuten met twaalf pond laaddruk draaien. De Spitfire en de Hurricane vormden de voorste punt van een systeem, en juist dat systeem maakte de verliezen van de Luftwaffe onhoudbaar.
De Merlin: van 1.030 naar 2.000 pk uit dezelfde 27 liter
De Merlin zelf werd nooit groter: boring en slag bleven van 1936 tot 1945 137 bij 152 mm. Het vermogen verdubbelde vooral door de apparatuur achter op de motor. Een compressor met één trap gaf de Merlin III zijn 1.030 pk en 100-octaanbenzine maakte tijdelijk meer laaddruk mogelijk. In 1942 kwam daar de compressor met twee trappen met tussenkoeling van Stanley Hooker bij. De aandrijving daarvan vergde ongeveer 200 pk, maar op 30.000 voet leverde het systeem 300 pk extra op. Met deze motor werd de Spitfire IX het antwoord op de Fw 190. Packard bouwde dezelfde motor voor de Mustang.
Rolls-Royce Merlin III · V-12 · 27,0 L · compressor met één trap · 1.030 pk; Merlin 61 (Mk IX) · compressor met twee trappen en intercooler · 1.565 pk op 3.730 m
Vleugelwapens schieten niet precies recht vooruit. Ze staan iets naar binnen gericht, zodat alle kogelbanen elkaar op een gekozen afstand kruisen. In 1940 was dat 230 meter. Op die afstand kwamen de acht kogelstromen op één plek van het vijandelijke vliegtuig samen. Dichterbij of verder weg lagen ze meer verspreid. Met de Hispano-kanonnen veranderde de rekensom. Twee kanonnen en vier mitrailleurs vuurden samen ongeveer 3,5 kg per seconde af, waarbij een 20 mm-granaat in het doel ontplofte.
7· PROBEER HET
Eén trap, twee standen, twee trappen: de Merlin op hoogte
Het lab zet het vermogen tegen de hoogte uit voor de drie Merlins waarmee de Spitfire vloog. Je ziet de motor met één compressortrap boven 5.000 m buiten adem raken, de motor met twee compressorstanden een tweede bult krijgen en de Merlin 61 met twee compressortrappen zijn vermogen tot 8.000 m en hoger vasthouden. In één grafiek zie je zo het verschil tussen een Mk V en een Mk IX.
Uitlezing
Vermogen1.396 pk
Per motor1.396 pk
Ware luchtsnelheid657 km/h
Dienstplafond13.100 m
Een vereenvoudigd model, geijkt op het opgegeven vermogen en de topsnelheid. Het gaat om de vorm van de curve, niet om de derde decimaal.
Supermarine Spitfire, 3 van 10
Verdieping · Hoe de Merlin zijn vermogen verdubbelde· geopend vanuit Supermarine Spitfire
Tijdlijnen · WO2-vliegtuigen · ga dieper · Supermarine Spitfire
Hoe de Merlin zijn vermogen verdubbelde1944
Dezelfde boring, dezelfde slag en dezelfde 27 liter leverden dankzij de compressor en de brandstof uiteindelijk tweemaal zoveel vermogen op.
1,030 hp·1,565 hp at 3,730 m·2,000 hp·27.0 L
01Het idee
Een extra compressortrap, een tussenkoeler en klopvaste brandstof: de drie dingen die van 1.030 pk 2.000 pk maakten
Een motor levert vermogen door brandstof met lucht te verbranden. Hoeveel lucht hij kan verwerken, hangt af van de luchtdichtheid. Op 6.000 m is die dichtheid ongeveer gehalveerd en zonder hulp geldt hetzelfde voor het vermogen. Een door de krukas aangedreven compressor duwt extra lucht naar binnen. Bij de ontwikkeling van de Merlin draaide het daarom vooral om de hoeveelheid lucht die de compressor kon leveren en de laaddruk die de brandstof verdroeg voordat het mengsel detoneerde.
02Waarom het ertoe doet
Trap één: lucht van zeeniveau op 5.000 m
De Merlin III had één compressortrap. Tot ongeveer 5.000 m, de zogenoemde volgashoogte, kreeg de motor daarmee lucht alsof hij op zeeniveau stond. Boven die hoogte zakte het vermogen met de luchtdichtheid mee. Daaronder moest de piloot de gasklep juist gedeeltelijk sluiten om te voorkomen dat de laaddruk de motor beschadigde.
03Waarom het ertoe doet
Brandstof: hoeveel laaddruk de cilinder verdraagt
Begin 1940 kwam Amerikaanse 100-octaanbenzine beschikbaar. Daarmee verdroeg de Merlin telkens vijf minuten twaalf pond laaddruk in plaats van zes, zonder te kloppen: 1.310 pk uit een motor die voor 1.030 pk was opgegeven. In 1944 draaide de Merlin 66 op brandstof met octaangetal 150 met vijfentwintig pond laaddruk en 2.000 pk. In de cilinder zelf was niets veranderd.
04Waarom het ertoe doet
Twee trappen, met een koeler ertussen
Lucht samenpersen maakt haar warm, en warme lucht is ijler. Stanley Hooker plaatste op de Merlin 61 twee compressoren achter elkaar, met een tussenkoeler om de inlaatlucht af te koelen, en gaf ze twee standen. De aandrijving vergde ongeveer 200 pk, maar leverde op 30.000 voet 300 pk extra op. Dat maakte van een Spitfire V een Spitfire IX en van een Mustang met Allison-motor de P-51 die Berlijn kon bereiken.
05Probeer het
De compressor, interactief
De compressordemo van de site, ingesteld op de Merlin: één trap, twee standen en twee trappen, afgezet tegen de hoogte.
Uitlezing
Asvermogen981 pk
Luchtdichtheid hierboven60%
Laaddruk1,40× zeeniveau
Kritieke hoogte7,3 km
Onder de kritieke hoogte houdt de gasklep de motor juist TEGEN — de compressor heeft druk over, en koudere lucht betekent dat het vermogen langzaam toeneemt terwijl je klimt.