داستان پیشرانه ۳۰ سیلندر کرایسلر با پنج سرسیلندر؛ نیروگاهی برای تانک شرمن

در طول تاریخ خودروسازی، داستان ساخت عجیب‌ترین و پیچیده‌ترین پیشرانه‌ها بسیار جذاب است زیرا موتورها پاسخ‌های خلاقانه‌ای بوده‌اند که مهندسان برای دور زدن محدودیت‌های فناوری عصر خود یا برآورده کردن مأموریت‌های سخت نظامی ارائه داده‌اند اما شاید هیچ‌کدام از این پیشرانه‌ها به‌اندازه پروژه تسلیحاتی کرایسلر در جنگ جهانی دوم عجیب و شگفت‌انگیز نباشند؛ جایی که ارتش آمریکا به یک پیشرانه قدرتمند برای تانک متوسط خود نیاز داشت و زمان کافی برای طراحی یک موتور کاملاً جدید وجود نداشت.

داستان این نیروگاه به تانک مشهور M4 شرمن گره خورده است. در دهه ۱۹۳۰ میلادی، ساختار زرهی آمریکا تفکیک‌شده بود و تانک‌ها در ابتدا برای نبرد رودررو با سایر تانک‌ها طراحی نمی‌شدند بلکه صرفاً نقش پشتیبان پیاده‌نظام را بازی می‌کردند اما با آغاز جنگ جهانی دوم، ارتش آمریکا برای مقابله با آلمان و ژاپن نیاز شدیدی به تعداد زیادی تانک داشت و درنتیجه، فرانکلین روزولت فرمان تولید سالانه ۴۵ هزار دستگاه تانک را صادر کرد. درنتیجه، حالا سرعت و سادگی تولید بر هر مسئله دیگری اولویت پیدا کرد. نخستین نسخه تانک شرمن یعنی M4A1 از موتور رادیال ۹ سیلندر شرکت کانتینتال استفاده می‌کرد که در اصل برای هواپیماهای گوناگون نظیر هواپیماهای ترابری و حتی کشتی‌های هوایی طراحی شده بود. اگرچه این موتور کارایی قابل‌قبولی داشت اما بسیار پیچیده بود و کارخانجات باید ظرفیت خود را صرف تأمین موتور هواپیماها می‌کردند. به همین دلیل، ارتش از صنعت خودروسازی یاری خواست تا راهکاری جایگزین پیدا کند.

در جولای ۱۹۴۱، هری پشمولسون، مهندس ارشد اجرایی کرایسلر، همراه با مل کارپنتر، مدیر بخش طراحی موتور، ایده‌ای بی‌نظیر را مطرح کردند؛ کاهش چشمگیر زمان توسعه با کنار هم چیدن چند موتور خودروی موجود به شکلی که بتوان از ابزارآلات و خطوط تولید فعلی کارخانه بهره برد. آن‌ها بلوک پایه یک موتور ۴.۱ لیتری شش سیلندر خطی تخت را انتخاب کردند که در خودروهایی نظیر کرایسلر رویال استفاده می‌شد و حدود ۱۱۵ اسب بخار قدرت داشت. برای ساخت این پیشرانه جدید کرایسلر که A57 Multibank نام گرفت، تیم توسعه پنج دستگاه از این موتورها را به دور یک کارتر مرکزی از جنس چدن و به شکل یک ستاره پنج‌پر پیچ کرد.

این مجموعه دارای پنج میل‌لنگ مجزا بود که چرخ‌دنده‌های آن‌ها با دندانه‌های جناغی با یک چرخ‌دنده مرکزی واحد درگیر می‌شدند تا نیروی خروجی را منتقل کنند. سیستم خنک‌کاری و پمپ‌های آب نیز دستخوش تغییرات شد؛ ابتدا از پنج پمپ آب تسمه‌ای استفاده شد که به دلیل بارهای متناوب مدام پاره می‌شدند اما طراحان بعداً آن را به یک پمپ آب واحد با پنج خروجی تبدیل کردند که با یک شفت کمکی از چرخ‌دنده مرکزی نیرو می‌گرفت. دو پمپ روغن (یکی برای تخلیه و انتقال روغن به مخزن دور و دیگری پمپ فشارقوی)، کاربراتورهای جریان نزولی کارتر با گاورنر داخلی و سیستم جرقه مستقل برای هر بلوک، از دیگر پیچیدگی‌های این موتور ۳۰ سیلندر بودند.

این موتور عظیم‌الجثه ۲۰.۵ لیتری به همراه تمام متعلقات و سیستم خنک‌کاری، در حدود ۲۴۴۰ کیلوگرم وزن داشت. حجم مایعات جاری در آن نیز کاملاً غیرمعمول بود؛ A57 به ۳۰.۳ لیتر روغن موتور و ۱۲۱ لیتر مایع خنک‌کننده نیاز داشت و انتظار می‌رفت به ازای هر ۱۶۰ کیلومتر پیمایش، حدود ۳.۸ لیتر روغن بسوزاند! باک سوخت ۶۰۵ لیتری این مجموعه به تانک M4A4 اجازه می‌داد تنها به مدت ۸ ساعت با سرعت ۳۲ کیلومتر بر ساعت به حرکت ادامه دهد که به معنای مصرف سرسام‌آور حدود ۲۳۵ لیتر بنزین در هر ۱۰۰ کیلومتر بود. نسبت تراکم موتور از ۷ به یک در نسخه‌های سواری به ۶.۲ به یک کاهش یافت تا بتواند با بنزین بی‌کیفیت ۷۵ اکتان نیز کار کند. با احتساب تلفات توان در سیستم انتقال قدرت میان چرخ‌دنده‌ها، این پیشرانه توانایی تولید ۴۴۵ اسب بخار قدرت ناخالص را در دور ۲,۴۰۰ rpm ارائه می‌داد. برای جای دادن این بلوک حجیم در پشت تانک شرمن، مهندسان ناچار شدند بدنه تانک را ۲۸ سانتی‌متر کشیده‌تر کنند و سیستم بوژی و تعلیق سنگین‌تری را برای تحمل وزن آن توسعه دهند.

در آغاز بهره‌برداری، ارتش از توان بالای این موتور رضایت داشت اما مشکلات اولیه نظیر داغ کردن پیشرانه به دلیل ورود خاک به رادیاتور یا خرابی ژنراتورها چالش‌برانگیز بود. کرایسلر با انتقال ژنراتور به بیرون از محفظه موتور و اصلاح سیستم خنک‌کاری، پایداری آن را به‌شدت بالا برد به‌طوری‌که میانگین کارکرد بدون خرابی اساسی به ۲۴۰ ساعت رسید و پس از پیشرانه V8 فورد، به‌عنوان دومین موتور قابل‌اعتماد در ناوگان شرمن شناخته شد. تولید این پیشرانه از سال ۱۹۴۲ کلید خورد و تا نوامبر ۱۹۴۳ حدود ۷,۴۹۹ دستگاه تانک M4A4 و ۱۰۹ دستگاه تانک M3A4 مجهز به آن ساخته شد که بیشتر آن‌ها به بریتانیا، فرانسه و اتحاد جماهیر شوروی صادر شدند. با وجود تمام پیچیدگی‌ها، تانک شرمن به لطف سادگی ارتقا و تنوع پیشرانه‌ها (از موتورهای رادیال هواپیما و دیزلی‌های جنرال موتورز گرفته تا موتورهای عظیم فورد و این شاهکار ۳۰ سیلندر کرایسلر) به طولانی‌ترین دوران خدمت در تاریخ زرهی جهان دست یافت و آخرین نمونه‌های آن تا سال ۲۰۱۸ در پاراگوئه در خط مقدم باقی ماندند. امروزه نمونه‌های سالم این پیشرانه شگفت‌انگیز در موزه‌های معتبر نظامی جهان نظیر موزه جنگ امپراتوری بریتانیا نگهداری می‌شوند.