Bristol Jupiter

Bristol Jupiter on Bristol-lentokonetehtaan Pariisin ilmailunäyttelyssä vuonna 1921 esittelemä yhdeksänsylinterinen tähtimoottori, joka kuului ensimmäisiin ei-pyöriviin tähtimoottoreihin. Bristol Jupiter oli ilmajäähdytteisten tähtimoottorien kehityksen suunnannäyttäjä ja samalla yksi tärkeimmistä lentokonemoottoreista maailmansotien välisenä aikana.
Kehitys.
Juuret Brazil Straker -konepajalla.
Bristolin Fishpondsissa sijainneen Brazil Straker -konepajan pääsuunnittelija Roy Fedden kehitti yhdessä L. F. G. Butlerin kanssa ensimmäisen maailmansodan aikana kaksi tähtimoottoria. Toinen moottoreista oli Jupiter, joka valmistui alkuvuodesta 1918.
Kehitys Cosmos-teollisuusyhtymässä.
Vuonna 1918 suuri Cosmos-niminen teollisuusyhtymä hankki itselleen Brazil Strakerin ja antoi konepajalle nimeksi Cosmos Engineering. Moottoria pidettiin erittäin lupaavana ja sen kehittelyä jatkettiin, vaikka Britannian ilmailuministeriö olikin jo vuonna 1918 valinnut ja standardoinut toisen valmistajan samantyyppisen konstruktion, ABC Dragonflyn lähes kaikkiin vuonna 1918 valmistettaviksi suunniteltuihin lentokoneisiin. Jupiterin prototyyppi, joka painoi 300 kg, antoi 395 hevosvoimaa 29. lokakuuta 1918 tehdyssä koekäytössä. Jupiterista ehdittiin kehittämään sekä kolmisylinterinen versio että kaksirivinen 18-sylinterinen versio ennen Cosmos-yhtymän ajautumista taloudellisiin vaikeuksiin tammikuussa 1920.
Läpilyönti Bristolilla.
Cosmos-yhtymän kaaduttua ja ABC Dragonfly -moottorin osoittauduttua kelvottomaksi Britannian ilmailuministeriö oli pakotettu varmistamaan Jupiter-moottorin kehittämisen jatkumisen ja painosti Bristol-lentokonetehtaan ostamaan Cosmoksen jälkeensä jättämät lentokonemoottoritoiminnot. Ilmailuministeriö piti ilmajäähdytteisiä moottoreita edistyksellisinä ja halusi niiden kehittämisen jatkuvan. Bristol sai 15 000 punnalla viisi Jupiter-moottoria sekä valtavan määrän moottorin osia, piirustuksia, laskelmia ja työkaluja. Kaupan mukana yhtiön palvelukseen siirtyivät sekä Roy Fedden että hänen 31-henkinen tiiminsä. Näistä muodostettiin lentokonetehtaan moottoriosasto, josta vuonna 1956 tuli Bristol Engine Company.
Roy Fedden sitoutui kehittämään moottorin valmiiksi kahdessa vuodessa, ja Bristol-lentokonetehdas investoi kehitystyöhön 200 000 puntaa. Lentokonetehtaan johto piti kuitenkin Feddeniä pikemminkin työntekijänä kuin johtajana, josta seurasi monenlaisia kommunikaatio-ongelmia moottoriosaston ja lentokonetehtaan johdon välillä. Tehtaan johto oli juuri aikeissa lopettaa Jupiterin kehittämisen syyskuussa 1921, kun 197 000 puntaa oli käytetty ja Jupiter II -moottorin prototyyppi läpäisi ilmailuministeriön vaativat tyyppitestit kehittäen 400 hevosvoimaa kierrosluvulla 1 625 rpm. Fedden sai luvan viedä moottorin Pariisin ilmailunäyttelyyn, joka järjestettiin lokakuussa 1921. Siellä moottori herätti suurta kiinnostusta maailmansodan jälkeisen ajan ensimmäisenä uutena tehokkaana lentokonemoottorina.
Tuotantoon vuonna 1923.
Britannian ilmailuministeriö aloitti Jupiter-moottorin hankintaprosessin jo joulukuussa 1921, ja syyskuussa 1923 tehtiin sopimus 81 moottorin toimittamisesta Kuninkaallisille ilmavoimille. Jo sitä ennen oli tehty ranskalaisen Gnome-Rhône-moottoritehtaan kanssa lisenssisopimus, joka kattoi koko maailman Kansainyhteisön maita lukuun ottamatta.
Kymmenen vuoden aikana tehtiin 17 ulkomaista lisenssisopimusta, ja moottoria valmistettiin vähintään 7 100 kappaletta, mikä oli suuri määrä rauhan aikaa elävässä maailmassa aikana, jolloin purettiin vielä suuria sodan ylijäämävarastoja ja panostukset armeijoiden varustukseen olivat vähäisiä.
Jatkokehitys.
Jupiter IV läpäisi sekä brittiläiset että ranskalaiset tyyppitestit maaliskuussa 1923 ja kehitti niissä 436 hevosvoimaa. Seuraavaan versioihin (V ja VI) tehtiin suuria rakenteellisia muutoksia. Jupiter VI tuotti 480 hevosvoimaa ja painoi 350 kg kesäkuussa 1925 tehdyissä testeissä. VII-versioon asennettiin ahdin ja VIII-versioon Farman-alennusvaihde, joka mahdollisti moottorin kierrosluvun kasvattamiseen 2 200 kierrokseen minuutissa. IX-versio kehitti jo 525 hevosvoimaa ja alennusvaihteella ja ahtimella varustettu X-versio 530 hevosvoimaa 4 877 metrin korkeudessa. Jupiter kilpaili tiukasti vuonna 1927 Armstrong-Siddely-tehtaan Jaguar-moottorin kanssa. Jaguarin muutamista edistyksellisistä piirteistä huolimatta Jupiter voitti ja tuli valituksi muun muassa Handley Page H.P.42 -liikennekoneeseen. Jupiterin viimeinen malli oli XFBM, jota käytettiin vuonna 1929 edellä mainitussa H.P.42 -liikennekoneessa. Siinä Bristolin kaasukäynnistysjärjestelmä mahdollisti moottorin käynnistämisen ohjaamosta käsin.
Vuonna 1926 Bristol kehitti Jupiter VI:stä turboahdetun version ja antoi sille nimeksi Orion. Moottori kehitti 495 hevosvoimaa 6 096 metrin korkeudessa. Jatkokehittelyä ei aloitettu. Lyhentämällä männän iskun pituutta 7,5 tuumasta (190,5 mm) 6,5 tuumaan (165,1 mm) syntyi halkaisijaltaan selvästi pienempi (1,2 m vs. 1,35 m) moottori, joka painoi vain 310 kg mutta antoi 960 hevosvoimaa. Tämä Mercuryksi nimetty moottori oli tarkoitettu Schneider-nopeuskilpailuihin. Tästä kehitettiin 5-sylinterinen ja 200-hevosvoimainen Titan ja 7-sylinterinen ja 300-hevosvoimainen Neptune vuonna 1929. Viimeksi mainitusta Gnome-Rhône kehitti sitten ”oman” Titan 7 -moottorinsa.
Vuonna 1932 Bristol palasi Mercury-moottorin kehittämisessä Jupiterin sylinterikokoon. Moottori sai nimen Mercury V, joka kuitenkin muutettiin Pegasukseksi. Mercurystä tuli Jupiterin jatkaja hävittäjäkoneen moottorina ja Pegasuksesta pommikoneen moottorina.
Lisenssivalmistus eri maissa.
Jupiterin ensimmäinen ja tärkein lisenssivalmistaja oli ranskalainen Gnome-Rhône, joka maailmanlaajuisen lisenssinsä ansiosta valmisti myös ilmeisesti Suomeen toimitetut Jupiter-moottorit. Gnome-Rhône teki moottoriin lukuisia muutoksia, eikä käyttänyt samoja valmistusmenetelmiä kuin Bristol. Vaikka Bristol toimitti Gnome-Rhônelle uusien versioiden suunnitelmat, eivät tehtaiden valmistamat moottorit vastanneet täysin toisiaan. Gnome-Rhône kehitti vuonna 1927 Jupiterista 7-sylinterisen Titan 7:n, eikä suostunut maksamaan näistä moottoreista lisenssimaksuja Bristolille, vaikka moottori oli kopio Bristol Neptunesta lyhennettyä (165 mm) iskun pituutta myöten. Titanin pohjalta Gnome-Rhône kehitti yhdeksänsylinterisen Mistral 9:n ja siitä edelleen 14-sylinterisen Mistral Major 14:n vuonna 1928. Mistral Major 14K tuotannossa olleet versiot kehittivät vuonna 1932 noin 800900 hevosvoimaa, mikä oli paljon enemmän kuin muut vastaavat moottorit samaan aikaan. Vuonna 1945 Gnome-Rhône yhdistettiin SNECMA-ryhmään, joka jatkoi 14K-moottorin kehittelyä vuoteen 1953 saakka. Gnome-Rhône kehitteli myös suurempia 14- ja 18-sylinterisiä versioita Mistral Majorista sekä läpimitaltaan ainoastaan noin metrisen Mars 14 M:n.
Siemens-Halske hankki Jupiterin lisenssin vuonna 1927 ja rakensi moottoreita vuoteen 1935 saakka. Vuonna Siemens-Halsken Spandaun konepajoista muodostettiin Brandenburgische Motorenwerke Gmbh, jonka tuotteet tunnettiin Bramo-nimellä. Bramon ensimmäinen oma moottori oli vuonna 1930 valmistunut Sh 20, joka oli kehitetty Jupiterin pohjalta. Sen seuraava versio, Bramo Sh 20B otettiin tuotantoon ja sen pohjalta kehitettiin Bramo 323 Fafnir vuonna 1936 ja jopa 2000-hevosvoimainen 14-sylinterinen Bramo 329 Twin Fafnir Sen kehitys lopetettiin kuitenkin vuonna 1939, kun Bramo yhdistettiin BMW:hen. 323 Fafnir pysyi tuotannossa vuoteen 1944 saakka.
Neuvostoliitto hankki myös Jupiterin valmistuslisenssin ja valmisti moottoreita Švetsov M-22 -nimellä useana eri versiona. Neuvostoliitto hankki myös Gnome-Rhonelta 14K Mistral Majorin valmistuslisenssin ja valmisti moottoria nimellä Tumanski M-85 sekä sen jatkokehitelmiä M-86, M-87 ja M-88. M-22 -moottorilla varustettuja Polikarpov I-5 -hävittäjiä rakennettiin noin 800 kpl, I-15 -hävittäjiä 404 kpl ja I-16 -hävittäjiä noin 400 kpl, mikä osoittaa, että Neuvostoliitossa rakennettiin lisenssillä tuhansia Jupiter-moottoreita.
Vuonna 1924 valmistuslisenssi hankittiin myös Japaniin, jossa moottoria rakensi Nakajima. Jupiterin pohjalta kehitettiin Nakajima Ha-1 Kotobuki -moottori, jota käytettiin mm. Nakajima Ki-27 Nate- ja Mitsubishi A5M Claude -hävittäjäkoneissa, ja tästä edelleen Nakajima Hikari. Neuvostoliiton tapaan Japani hankki Gnome-Rhône 14K Mistral Majorin valmistuslisenssin ja valmisti sitä Nakajima Ha-25/35/105/115 Sakae -nimellä sekä kehitti siitä 18-sylinterisen Nakajima Ha-45 Homare -moottorin.
Edellä mainittujen lisäksi Jupiteria valmisti mm. italialainen Alfa Romeo (nimellä 126-RC35), puolalainen PZL ja tšekkoslovakialainen Walter Engines.
Käyttö.
Jupiter-moottori on ollut asennettuna hyvin moneen eri lentokoneeseen.
Jupiter Suomessa.
Hankinta Suomeen.
Suomen Ilmailuvoimille hankittiin ensimmäisen maailmansodan jälkeen ylijäämävarastoista peräti 334 kpl Siemens-Halske Sh IIIa -moottoria, jotka oli varattu mm. kotimaisen hävittäjälentokoneen tuotantoon. Moottori osoittautui epäluotettavaksi ja kahden vuosina 1924-1925 rakennetun prototyypin jälkeen jouduttiin toteamaan vuonna 1926, ettei tämän moottorin varaan voida hävittäjäkonetta rakentaa.
Ilmailuvoimien lentokonetehtaan pääsuunnittelija Kurt Berger ja lentokonetehtaan johtajan sijaisena toimiva Rafael Hallamaa tekivät kesällä 1924 opintomatkan Isoon-Britanniaan löytääkseen parempia lentokonemoottoreita. Todennäköisesti Bristol Jupiter löytyi tältä matkalta. Kun Jupiter läpäisi Ison-Britannian ilmailuministeriön 150 tunnin tyyppitestin, suomalaiset vakuuttuivat Jupiter-moottorin hyvyydestä niin, että 7.5.1925 Ilmailuvoimien teknillinen neuvottelukunta standardoi Jupiterin ”sotamoottorikseen” eli käytettäväksi ensilinjan hävittäjissä, tiedustelukoneissa ja pommikoneissa.
Käyttö Suomessa.
Standardoinnin seurauksena Jupiterin sai NVI F.K.31 -kone, jota varten hankittiin 23 Jupiter-moottoria Gnome-Rhônelta. Maaliskuussa 1926 NVI ilmoitti lentäneensä F.K.31:llä koelentoja ja kahdeksan Hollannista tilattua konetta saatiin Suomeen saman vuoden syksyllä. Neljä lisenssillä valmistettua yksilöä luovutettiin ilmavoimille joulukuun 1929 ja helmikuun 1930 välisenä aikana. Jo ennen lisenssivalmistuksen aloittamista oli huomattu, ettei kone kelpaa palveluskäyttöön. Koneilla lennettiin hyvin vähän ja ne poistettiin kirjanpidosta 9.2.1932.
Jupiter valittiin myös D.26 Haukka I ja D.27 Haukka II -prototyyppien moottoriksi sekä vertailukoneeksi hankittuun Gloster Gamecock I:een. Haukan prototyyppejä rakennettiin kolme ja Gamecockeja hankittiin aluksi yksi. Gloster löysi Gnôme-Rhone:n toimittamasta tehdasuudesta Jupiter-moottorista lukuisia vikoja. Kun Gamecock voitti Haukan niukasti kesällä 1927 järjestetyssä vertailussa, Glosterilta tilattiin pidemmällä rungolla varustettu Gamecock II sekä valmistuslisenssi 15 koneen rakentamista varten. Valtion lentokonetehdas sai 15 Gamecock-koneen tilauksen lopulta marraskuussa 1928 ja V.L. G.28 Gamecock -koneet valmistuivat joulukuun 1929 ja toukokuun 1930 välisenä aikana. Gamecockit korvasivat rapistuneet Gourdou-Leseurre GL-21- ja Martinsyde F.4 Buzzard -hävittäjät ja toimivat Ilmavoimien ensilinjan hävittäjinä aikana, jona suomalainen hävittäjätaktiikka kehitettiin. Koneiden suurin ongelma oli Jupiter-moottori, joka oli epäluotettava. Kiertokangen katkeamiset olivat yleisiä ja alumiininen kampikammio rikkoontui lähes joka kerta, kun koneella ajettiin nokilleen.
Blackburn Ripon -koneeseen valittiin moottoriksi aluksi Jupiter. Moottoria käytettiin kuitenkin vain mallikoneessa ja ensimmäisessä sarjakoneessa, sillä 480 hevosvoiman Jupiter osoittautui tehtävään liian heikkotehoiseksi. Riponissa kokeiltiinkin monenlaisia moottoreita kunnes päädyttiin 580 hevosvoiman Bristol Pegasukseen – Jupiterin seuraajaan.
Blackburn Ripon -koneen vaihtoehdoksi Valtion lentokonetehdas suunnitteli koneen, josta myöhemmin kehitettiin kalliiksi osoittautuneen ja myöhästyneen Ripon-kaluston täydentäjä. V.L. E.30 Kotka ja V.L. E.31 Kotka II -nimellä tunnettuja tiedustelukoneita valmistettiin yhteensä kuusi. Prototyyppiin ja ensimmäiseen sarjakoneeseen tuli 420 hevosvoiman Jupiter, muissa koneissa kokeiltiin muita moottoreita Riponin tapaan.
Edellä mainittujen koneiden lisäksi vuonna 1929 hankitut tšekkoslovakialaiset Aero A-32GR -yhteistoimintakoneet (16 kpl) ja vuonna 1929 vertailukoneeksi hankittu Fokker C.V E-kone, vuonna 1930 hankitut Junkers W 34- ja W 43 -kuljetuskoneet (7 kpl), Ruotsin talvisodan aikana vuonna 1939 lahjoittamat Bristol Bulldog IIA -hävittäjäkoneet (2 kpl) ja ASJA J6 Jaktfalken II -hävittäjäkoneet (3 kpl) ja Tanskan Punaisen Ristin vuonna 1941 lahjoittama Fokker F.VIIa -kuljetuskone oli varustettu Jupiter-moottorilla. Näin Jupiter-moottori oli asennettuna 11 konetyyppiin ja 54 koneyksilöön.
Vuonna 1930 Ilmavoimien kirjoilla oli 64 Jupiter-moottoria, joista vain kaksi oli käynyt 100 tuntia ilman korjausta, vaikka tehtaan ilmoittama korjausjakso oli peräti 150 tuntia. Tyypillinen korjausväli oli vain 20-40 tuntia. Ongelmia aiheuttivat kiertokankien katkeaminen, nokkapyörien kiinnileikkautuminen, venttiiliviat, erilaiset magnetto- ja kaasutinviat, materaaliviat ja huono tehdastyö ja tietenkin kuluminen. Bristolin ja Gnome-Rhônen moottoreissa oli merkittäviä eroja, joilla oli vaikutusta moottorin luotettavuuteen. Esimerkkinä tästä on erilainen öljynkokoaja: Gnome-Rhônen moottoreista puuttui laakeripintojen läpi tulleelle öljylle tarkoitettu väliallas, josta oli apua venttiilikoneiston roiskevoitelussa.
Vuonna 1930 ryhdyttiin selvittämään syitä Jupiter-moottorin epäluotettavuudelle ja tutkimusten seurauksena muutettiin moottorin kaikki välykset Bristolin ohjeiden mukaisiksi, kehitettiin kaasuttimien säätöjä ja moottorien huolto- ja korjaustoimintaa. Näiden toimenpiteiden seurauksena moottorien käytettävyys parani. Pääsyy Jupiter-moottoreiden huonoon kestävyyteen, käyntivarmuuteen ja työn laatuun oli valmistajassa, joka oli Gnome-Rhône.
Suomalaiset eivät olleet yksin ongelman kanssa, sillä sama havainto oli tehty mm. Puolassa. Jupiter-moottorien ongelmat nousivat esille vuosina 1931-1932, kun kolme komiteaa tutki lentokonetehtaan toimintaa. Vaikka komiteatyön tuloksena lentokonetehtaan johto vaihdettiin, vielä pysyvämmäksi muodostui Ilmavoimien ja lentokonetehtaan epäluulo Gnome-Rhônen tuotteisiin. Vuonna 1933 Ilmavoimat valitsi Bristolin yhteistyökumppanikseen ja niinpä vuonna 1934 tilattuihin Bristol Bulldog IV -hävittäjiin tuli Gnome-Rhônen protestoinnista huolimatta Bristolin valmistamat Mercury VI S2 -moottorit. Tampella hankki Ilmavoimien tukemana Bristol Pegasus- ja Mercury-moottorien valmistuslisenssin vuonna 1935.
Tekniset tiedot.
Bristol Jupiter oli 9-sylinterinen tähtimoottori. Moottorin sylinterin halkaisija oli 5,75 tuumaa (146 mm), iskun pituus 7,5 tuumaa (190,5 mm) ja iskutilavuus 1 753 kuutiotuumaa (28,7 litraa). Puristussuhde 5,3:1. Sylinteriryhmä terästä, varustettuna alumiinista valetuilla jäähdytysrivoituksilla ja alumiinikannella. Neljä lautasventtiiliä jokaista sylinteriä kohden. Moottorin versiot pähkinänkuoressa (suluissa Gnome-Rhônen mallitunnus):