Napier Sabre (lentomoottori)

Suunnittelu

Ennen Sabren suunnittelua Napier oli työskennellyt suurten lentomoottoreiden parissa jo jonkin aikaa. Heidän tunnetuin moottorinsa oli Lion, joka oli ollut erittäin menestyksekäs moottori 1. maailmansodan jälkeen. Lion-moottoria käytettiin useissa Schneider Trophy nopeuskilpailu -koneissa vuosien 1923 ja 1927 välillä, sekä maanopeusennätyksen saavuttaneissa autoissa. 1920-luvun lopulla Lion ei ollut enää kilpailukykyinen.
Lionia seurasi kaksi uutta ilmajäähdytteistä H-lohkoa, H-16 Rapier ja H-24 Dagger. Näihin Napier valitsi ilmajäähdytyksen. Käytössä takimmaiset sylinterit osoittautuivat vaikeiksi jäähdyttää riittävästi ja tämä johti melko heikkoon luotettavuuteen. Dagger-moottoria käytettiin Handley Page Hereford - pommikoneessa, joka oli Handley Page Hampden Dagger- moottoreilla. Heikon luotettavuuden ohella moottoreiden pakoääni oli miehistölle rasittava pitkillä lennoilla.

Kehitys

Ensimmäinen Sabrella varustettu lentokone oli Napier-Heston Racer, joka tuhoutui ensimmäisten koelentojen aikana.
1930-luvulla suunnittelijat pyrkivät ennakoimaan vaatimuksia moottoreille. Kokemus osoitti tarpeen moottorista, joka pystyisi tuottamaan yhden hevosvoiman kuutiotuumaa kohti (noin 45 kW/l). Tällainen voimanlähde tarvitiin potkurilentokoneeseen suurien polttoainekuormien kuljettamiseen pitkillä lennoilla. Oli selvää ettei tällaista ollut helppo toteuttaa.Aikakaudelle tyypillinen suuri moottori Pratt & Whitney R-1830 Twin Wasp kehitti 1 200 hv (895 kW) 1,820 kuutiotuuman / 30 litran tilavuudesta. 1930- luvun puolivälin jälkeen useat tehtaat alkoivat suunnitella 2000 hv:n teholuokan moottorieta. Näitä olivat esimerkiksi Rolls-Roycen Vulture, Sabre, sekä yhdysvaltalainen Pratt & Whitney R 2800.
Vuonna 1927 Harry Ricardo julkisti luistiventtiilimoottorin konseptin. Hänen mielestään perinteiset lautasventtiilimoottorit rasittuisivat liiaksi yli 1 500 hv:n tehoilla (1 100 kW), joka näytti olevan kehityksen suunta. Luistiventtiileitä voitaisiin käyttää iskutilavuuden kasvattamiseen, venttiilien lämpötila ei muodostuisi ongelmaksi ja nakutusherkkyys olisi pienempi tasaisemman sylinterin täytöksen sekä kuuman venttiililautasen puuttumisen ansiosta suurilla tehoasetuksilla. Myös edestakaisin liikkuvien venttiilien massan aiheuttama kierrosluvun rajoittuminen poistuisi. Nakutus oli ongelma tuonaikaisten polttoaineiden alhaisen oktaaniluvun vuoksi.
Halfordin toimisto sijaitsi Ricardon vieressä Lontoossa,[citation needed] ja Ricardon aloitettua työt Bristol Enginesillä luistiventtiileiden parissa, Halford aloitti työskentelyn Napierin tehtaan kanssa käyttäen Daggerin lohkoa lähtökohtana. H-lohkon sisäinen tasapaino ja Sabren verrattain lyhyt isku mahdollistivat moottorin suuremman pyörimisnopeuden ja tehon pienemmällä siirtymällä,mihin luistiventtiilit kykenivät. Toinen tärkeä syy sylinterien määrän kasvattamiseen on mäntien poikkipinta-alan suurentaminen ja tämä myös auttaa suuremman tehon saavuttamisessa.
Napier päätti kehittää ensimmäisenä 24-sylinterisen, nestejäähdytteisen moottorin joka tuottaisi vähintään 2 000 hv (1 491 kW) 1935 vuoden lopulla. Yritys kuitenkin jatkoi suunnittelua käänteisellä Dagger moottorin lohkolla,jossa sylinterilohkot olivat pystysuunnassa ja se käytti luistiventtiileitä. Kaikki apulaitteet asennettiin lohkojen ylä- ja alapuolelle, mikä oli poikkeuksellista, sillä tavallisesti ne olisi sijoitettu etu- ja takapuolelle
Ensimmäiset Sabret olivat valmiita testattavaksi tammikuussa 1938, tosin teho oli rajoitettu 1 350 hv:an (1 000 kW. Maaliskuussa ne läpäisivät testit 2 050 hv:lla (1 500 kW), ja kesäkuussa 1940, kun moottori läpäisi ilmailuministeriön 100-tunnin testit, ensimmäiset tuotantoversiot toimitettiin 2 200 hv:n teholla (1 640 kW) 2 238 kuutiotuuman (37 l) tilavuudella. Vuoden loppuun mennessä moottorit tuottivat 2,400 hp (1 800 kW). Vertailun vuoksi samana vuonna Rolls-Royce Merlin II kehitti vain 1 000 hv (750 kW).