レーシングマシンについての記事は「その他」にもあります。
排気量と回転数 (ganriki.net) で書いたように「回転数限界は近似的に気筒当たり排気量の1/3乗に反比例」します。
だからこそレース用エンジンでは、多気筒化し気筒あたり排気量を小さくし高回転化を図ることが高出力の方策の一つになります。
ところが、このことは第二次大戦中の航空機用ガソリンエンジンについての記事の著者には全く知られていないようで、気筒あたり排気量が異なるエンジンの回転数を単純比較し「〇〇エンジンの回転数は高すぎる」というような記事をよく見かけまます。
「三菱航空エンジン史 大正六年から終戦まで」松岡久光 グランプリ出版2017
「(中島飛行機の)「誉」の最大回転数は3,000回転／分であり、(三菱の)A20は2,900回転／分となっている」
「この差は一見小さいものに見られるが、主クランク軸受にかかる荷重は回転数の二乗に比例して大きくなり、これほどの高回転を採用していた発動機の信頼性に大きな影響を持つものになる」
「先行していたアメリカのプラット社やライト社の2,000馬力クラスの対応発動機が、この回転数を2600ないし2700回転／分程度に抑えて、無理な値を採っていないことを見ても～日本側の高回転採用は背伸びしすぎていた感は免れないと思う」
「悲劇の発動機「誉」」前間孝則 草思社2007
「(田中監督官の回想)「誉」と同クラスのエンジンであるR2800やR3350などの毎分の回転は2600とか2800で、｢誉」みたいに3000じゃない。悠々と回っている。大量生産向きにゆとりのある設計しているんだなあと、あらためて感じました」
「(著者の記述)世界を見渡すとき、傑作エンジンで毎分3000回転に達しているのは「マーリン」である～稀有な例であって、他国のメーカーがたやすく真似できるシロモノではない」
下表は記事に登場するエンジンについて、排気量、気筒あたり排気量等々の諸元と、誉の回転数を3000rpmとして気筒あたり排気量により換算した各エンジンの回転数(右端列)を整理したものです。換算式はA20を例にとると
3000×(1.99/2.31)＾(1/3)＝2855
です。
誉の3000rpmをA20の気筒あたり排気量に換算すると2855rpmで、A20の公称2900rpmより小さな数字です。これは誉の3000rpmという数字は(A20との対比で)その気筒あたり排気量からすると低めの数字であることを示します。
本表の引用記事中の各エンジンの回転数は、その気筒あたり排気量からすると(マーリンを除いて)概ね同じレベルのように見えますし、誉の回転数は平均的かやや低めです。
回転数が制限因子だというなら、なぜ回転数が制限因子になるかを理解すべきです。上の記事で「主クランク軸受にかかる荷重は回転数の二乗に比例して大きくなり」とあります。確かに慣性力は回転数の二乗に比例しますが、同時に(気筒数が同じなら)
エンジンストロークと往復運動部質量に比例する
↓
排気量の4/3乗に略比例する
↓
軸受接触面の面積は排気量の2/3乗に略比例する
↓
軸受接触面の面積あたり荷重は排気量の2/3乗に略比例する
ことが著者に理解されていないとしか思えません。
