四十三年ぶりに再会した水冷V-12航空發動機

Kawasaki Model 98, water-cooled V-12 supercharged aviation engine, made in 1939.
A derivertive of BMW-9 modified version licensed by Bayerische Motoren Werke AG.
The engine of 160 m/m bore x 176 mm stroke, 42.4L displacement having compression ratio of 6.5
produces 800PS at an altitude of 3,500 meters.
Maximum take-off power; 850PS at 2,200rpm
Rated output on sea-level; 720PS at 1,900rpm

九八式八○○馬力發動機
發動機番號 第321號
製造年月 昭和14年2月
製造所名 川崎航空機工業株式會社
(メーカー銘板より)

筒径 160 粍、行程 176 粍、氣筒容積 3,537 c.c. 排氣量 42.4L 壓縮比 6.5
乾燥重量 565 kgで Weight/Power ratio 706 grs/PS は同時代の對抗機種である中島列型NWDや
星型空冷の壽、光 等に比しても遜色ない。

有名な「航研機」(東京帝國大學航空研究所試作長距離機)搭載の BMW-9C、最後の複葉機である陸軍九五式戰闘機搭載の川崎九五式ハ-9U甲 等 川崎航空機工業を代表する BMW系最後の機種で 主に 陸軍九八式輕爆撃機キ-32に搭載された川崎九八式ハ-9U乙。  

離昇馬力; 850PS @ 2,200rpm
海面公稱出力; 720PS @ 1,900rpm
高度 3,500米で; 800ps

BMW-6 seriesから出發したこの系列も 時代の要請する 1,000PS の壁を越へるには限界があり、陸軍の斡旋でDaimlar-Benz社から DB-601系(川崎ハ-40、ハ-140)を導入する事によりお役目を引き継ぐ事になる。 しかし 液冷倒立V-12、ローラー主軸受、筒内直接燃料噴射、排氣タービン過給と謂う 当時の日本の技術水準を遙かに超へた先進設計で技術的に對應が出來ず 海軍の愛知アツタ32と共に陸海軍とも列型發動機を断念する事になる。  詳しい経緯は別稿 ロタ空港前に展示された日本海軍各種兵器 をご参照下さい。

三聯72降流氣化器(朝比奈)を遠心壓縮機に直結する過給方式はBMW-9系に限らず中島NWD、並びにその手本であったロールス・ロイスーブザード(Rolls-Royce Buzzard)等にも採用されてをり 排氣過給(turbo-charger)が普及する以前の水冷列型の一般的過給方式であったらしい。

A triple-barrel down-draught carburettor is directly connected to a centrifugal blower with a spiral discharge header, mechanical driven from the engine.
This type of supercharger had been popular and predominant for in-line engine, before exhaust-gas turbine driven supercharger (turbo-charger) became available.

これは何でしょう? 筒内メタノール噴射? 辨機構の潤滑油裝置 それとも 排氣辨冷却用水ポンプ?
どなたかご存知の方 教へて下さい。

慶大が制作した説明板によると「高度3,800米で最大出力950PS」とある。
然からばこれはメタノール噴射機構である蓋然性が高い。
定格出力における平均有効圧は 7.88bar(計算値) であり、空戰時の回転数を2,300rpmだと仮定すれば
その時の平均有効圧力は8.59bar(計算値)となり 充分あり得る範囲内である。
問題は空戰時だけの短時間とはいへ、当時の軸受け技術が高速回転に堪へ得たかどうかであろう。
このあたりがBMW-9 seriesの改良、改造限界で 次世代のDaimlarBenz DB-601 seriesに
お役目を引き渡したと謂う事でしょうか。 
(2003/11/24追記)

This modified engine is supposed to have a "methanol injection" device to produce booster power during air-combat.  Peak output is said to be 950 Pferde-Starke at an altitude of 3,800 meters. Calculated mean effective pressure then, provided the revolutional speed being 2,300 rpm, is 8.76 kilo-gramme per square centi-meter.

代表的航空發動機の主要緒元と平均有効壓力(計算値)の比較 (2003/11/28追記)

Comparison of "Mean Effective Pressure" (calculated) of representative military aviation engines.

呼稱
Model
型式
type
離昇出力
Max.Take-off Power
氣筒径・行程
bore x stroke
排氣量
displ’t
壓縮比
C/R
平均有効壓力
m.e.pressure
川崎BMW-6 W/V-12 600PS at 2,200rpm 160 x 176mm 42.4L 6.20kg/sq-cm
川崎BMW-9 W/V-12 850PS at 2,200 160 x 176 42.4L 6.5 8.20
川崎DB-601A L/RV-12 1175PS at 2,500 150 x 160 33.9L 6.9 13.33
中島NWD W/V-12 1050PS at 2,400 160 x 170 41.0L 10.00
中島NWE W/W-18 2000PS at 2,600 146 x 170 51.2l 14.45
中島榮31型NK1E A/DR-14 1150PS at 2,750 130 x 150 27.9L 7.2 14.44
中島譽21型NK9H A/DR-18 2000PS at 3,000 130 x 150 35.8L 7.0 17.99

(注) L/RV-12 液冷・倒立V-12氣筒、 W/W-18 水冷W-18氣筒、 A/DR-14 空冷・複列星型14氣筒

Comparison of "weight power ratio".

機種
Model
重量/馬力
weight power ratio
出力/排気量
 PS/L
主要搭載機種
applications
製造年
production
川崎BMW-9 665 gramme/PS 20PS/L 陸軍九五戰、九八輕爆Perry, Mary 1934-1939
川崎DB-601A 494 gramme/PS 35PS/L 陸軍三式戰「飛燕」キ-61Tony 1942-1944
中島榮31型NK1E 513 gramme/PS 41PS/L 零戰52型、一式戰「隼」 Zeke, Oscar 1942-1945
中島譽21型NK9H 417 gramme/PS 56PS/L 紫電改、銀河、疾風 George, Frances, Frank 1943-1945

最新の自動車エンジンの平均有効壓力を計算してみました。 いずれも無過給エンジンですが設計的には 11-13 kilo-gramme/squere-centi-meter を狙ってゐるようです。 (2003/12/02追記)

Comparison of Mean Effective Pressure (calculated) on the recent automotive engines.

機種
Model
型式
type
最高出力
Max. output
氣筒径・行程
bore x stroke
排氣量
displ't
壓縮比
C/R
平均有効壓力
m. e. pressure
出力/排気量
PS/L
CITROEN C-5
PEUGEOT 406
L-4 DOHC 137PS@6,000rpm 85 x 88 mm 1997cc 10.8 10.92kg/sq-cm 69PS/L
-ditto- V-6 DOHC 210PS@6,000rpm 87 x 82.6mm 2946cc 10.9 11.25 71PS/L
AlfaRomeo156 L-4DOHC16v 165PS@6,400rpm 83 x 91.0mm 1969cc 11.3 12.56 84PS/L
AlfaRomeo166 V-6DOHC24v 220PS@6,300rpm 93 x 72.6mm 2958cc 10.0 11.37 74PS/L
ToyotaProgres L-6 DOHC 200PS@6,000rpm 86 x 71.5mm 2491cc 11.0 12.86 80PS/L
-ditto- L-6 DOHC 220PS@5,600rpm 86 x 86.0mm 2997cc 11.3 12.63 73PS/L

( C/R denotes "compression ratio.")

慶應義塾大學矢上台講義教室棟ロビーに展示されてゐるこのエンジンの來歴についてはつまびらかではありません。 多分 駒場の航空研究所にあったものを小金井に移し、矢上台に引き継がれたものではないかと推測されます。
掲示板に記載ある通り 藤原工業大學が創立された時代の日本の技術水準を示す格好の見本だと謂へましょう。

情報提供いただきました 前田昌信名誉教授、ならびに寫眞撮影をお許し下さった 慶應義塾大學藤原記念理工學部に對し厚く御禮申し上げます。

Thanks for the courtesy of the Fujiwara Memorial Faculty of Science and Technology, Keio University, Hiyoshi.
The historic Engine is on display at the lobby of class-room building in the campus.

2003/11/01 掲載

主要参考ならびに引用出典;
「中島飛行機エンジン史」 中川 良一・水谷総太郎 酣燈社 1985年
「エンジンのロマン」 鈴木 孝 プレジデント社 1988年
苦闘の三式戰闘機「飛燕」 渡辺 洋二 サンケイ出版 1983年
「戰闘機飛燕」 碇 義朗 廣濟堂出版 1977年
「日本軍用機寫眞総集」 光人社 1970年


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