ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Авиационный двигатель большой мощности Jumo-213. Германия. Немецкие авиационные двигатели


Серийный авиационный дизельный двигатель Jumo-205. Германия

В 1927 году у руководства фирмы Junkers возникла идея в ближайшие годы разработать двигатель нового типа который был бы меньше и легче чем ранее созданный FO 4/Jumo-204. Снижение рабочего объёма предполагалось компенсировать за счет более высоких оборотов и ряда прочих доработок. В теории развиваемую новым двигателем меньшего объёма мощность даже можно было и увеличить. Анализ последних исследований в части гражданских авиаперевозок в мире и консультации проведённый с немецкой авиакомпанией Lufthansa (DLH) свидетельствовал о что, что дизельный двигатель со сравнительно малым рабочим объёмом имел большие шансы быть востребованным на мировом рынке. В итоге в Dessau окончательно решили разрабатывать именно такой со сравнительно не большим рабочим объёмом дизельный двигатель и параллельно с доведением Jumo-204 приступили к проектированию нового дизельного двигателя получившего позднее обозначение Jumo-205.

Оставалось решить лишь вопрос касающийся оплаты за проведённые исследования и разработки. Это было определено письмом RVM L 6.9917a/31 научно-исследовательскому центру фирмы Junkers от 24.12.1931 года. К этому времени новый двигатель уже был практически создан чему способствовал опыт полученный при разработке предшественника. Bозникшие в ходе разработки недостатки в течении года были устранены. Профессор Junkers лично контролировал ход разработок, ноJunkers умер незадолго до начала серийного производства нового дизельного двигателя. Первое пробное испытание на стенде двигатель Jumo-205 прошел под руководством A.Gimm-a 1.12.19323 года. Весной 1933 года на испытательном стенде этот двигатель развил мощность в 540 лс. (по другим данным 550 лс./ 405 кВт. при 2100 об/мин. Показатели развиваемой двигателем мощности и оборотов были выше чем у предшественника. Сначала для предотвращения значительного износа стенок цилиндров и возможного повреждения коленчатого вала развиваемые двигателем обороты в ходе испытаний не превышали определённой границы. В итоге в будущем имелась возможность постепенно улучшать параметры двигателя. Заключительные испытания Jumo-205 проводила DLH на FW „Möve“ и на многих транспортных Ju-52. В 1936 году данный двигатель начали устанавливать как серийную силовую установку на Ju-86 и Do-18. По своему исполнению двигатель Jumo-205 представлял собой уменьшенный с большими оборотами вариант двигателя Jumo-204. Диаметр цилиндра нового двигателя составлял 105 мм, ход поршня 2*160 мм. Рабочий объём был равен 16,62 литра что составляло всего лишь 60% от рабочего объёма предшественника. Первые модификации Jumo-205 развивали мощность 500 лс. что было несколько меньше чем у предшественника, но последняя модификация производившаяся в 1940 году по развиваемой мощности уже превосходила Jumo-204. Увеличение развиваемой двигателем мощности было получено за счет увеличения оборотов, доработки поршней и еще ряда разработок.

Известны следующие основные модификации Jumo-205:

Данный авиационный двигатель еще не раскрыл всех своих потенциальных возможностей. Впервые фирме Jumo на этом двигателе удалось получить удельный вес для дизельного авиационного двигателя меньше 1 кг/лс. (1,36 кВт/лс.) и удельную мощность примерно 35 лс/л. (25 кВт/лс.) С увеличением максимальных оборотов и эффективного среднего давления, доработкой поршней и системы наддува развиваемая двигателем мощность постепенно увеличивалась до варианта Jumo-205D. Двигатель Jumo-205 стал первым быстроходным дизельным двигателем с довольно высокими для того времени эксплуaтационными показателями и из за необходимости иметь такой двигатель первым быстроходным авиационным дизельным двигателем в мире производимым крупной серией и большим успехом научно-исследовательского и испытательных центров фирмы Junkers и немецкого авиационного двигателестроения в целом. С улучшением лётных характеристик самолётов гражданской авиации возникла необходимость увеличения развиваемой двигателем Jumo-205 продолжительной мощности выше чем полученные до сих пор 600 лс. Доктор Gasterstädt занимавшийся решением данной проблеммы основательно пересмотрел весь ход всего рабочего процесса и нашел резервы дальнейшего увеличения мощности за счет ранее уже известных методов: более интенсивный газообменный процесс, увеличение максимальных оборотов двигателя с одновременным увеличением прочности поршней, увеличения давления воздуха на входе в воздухозаборник турбокомпрессора т.е. более мощный наддув. Хорошо подобранное сочетание этих параметров в итоге привело к успеху. Продувка цилиндров была удачно разработана профессором Junkers уже почти десятилетие назад. Но и тут так же имелись еще некоторые резервы. В этом существенную помощь оказал специалист фирмы Junkers по части патентов L.Wagenseil. По его предложению забор свежего воздуха из вне для подачи к двигателю должен был осуществляться через воздухозаборники с большим входным отверстием не создававшим сопротивления потоку воздуха. Таким образом в глубине воздухозаборника возникал быстро вращающийся цилиндр из свежего воздуха. Этот поток воздуха в сочетании с движущимся параллельно ему потоком выхлопных газов усиливал поток сжатого воздуха на выходе из турбокомпрессора. В интересах оптимизации вышеуказанного процесса проводились многочисленные эксперименты с воздухозаборниками с круглым сечением. В ходе экспериментов для получения более ясной картины того как воздух проходит по воздуховоду по всей его длине на одно цилиндровом агрегате в поток засасываемого воздуха подмешивали порошкообразный тальк. Это сделало видимым процесс прохождения воздушного потока по воздуховоду и в конце концов позволило оптимизировать весь процес газообмена. Серьёзной проблемой с который столкнулись в ходе разработки и испытаний 2-х тактных дизельных двигателей со встречно движущимися поршнями стала недостаточная прочность поршней при продолжительной работе двигателей. Профессор Mader нашел способ как устранить столь нежелательное явление при помощи установки специального уплотнительного кольца и платы препятствующих прорыву раскалённых газов вниз в картер между стенками цилиндров и поршнями. Двигателя Jumo-204 при 1800 об/мин и Jumo-205 при 2200 об/мин с подобными доработками работали надёжно. Но до обеспечения такой же бесперебойной работы при 3000 об/мин было еще очень далеко. Дальнейшие доработки поршней, как сообщает H.Berkner, привели сначала к некоторым ошибкам, но тем не менее указали путь к решению проблем. Последние варианты поршней отличались наличием стягивающей шпильки которая служила своего рода демпфером гасящим продольные напряжения. Одновременно удалось выполнить поршни более компактными. Фирма Götze в Burscheid-е разработала отвечающие предъявляемым требованиям жаропрочный износостойкий материал Götze К9 из которого изготавливались эти уплотнительные кольца. Разработанная M.Gerlach-ом стягивающая шпилька была компактной и очень прочной. Таким образом, в итоге удалось добиться нормальной работы двигателя на 3000 об/мин. Для обеспечения более надёжного наддува двигатель получил новый нагнетатель. Доработанный двигатель по инициативе M.Gerlach-а в конце 1936 года на испытательном стенде развил 1000 лс./736 кВт. что вдвое превышало заданную проектом мощность. Достигнутый успех позволил в 1940 году приступить к серийному производству наиболее совершенного варианта Jumo-205 D- 650 кВт.(880 лс.) при 2800 об/мин. Доктор Gasterstädt еще не давно возглавлявший на фирме Junkers разработку дизельных двигателей из за тяжелой болезни мог лишь издалека наблюдать за ходом всех работ и в начале 1937 года умер. M.Gerlach был назначен руководителем работ по дизельным двигателям и отвечал за испытания двигателей. H.Berkner был назначен руководителем конструкторского отдела. Применявшиеся в гражданской авиации варианты двигателя Jumo-205 зарекомендовали себя как очень надёжные. Во время войны из за тяжелых условий эксплуатации и ряда нарушений при эксплуатации и техническом обслуживании мотoресурс двигателей снизился с 200 до 70 часов. Но в случаях, когда на самолётах летали опытные пилоты и двигателя обслуживались такими же опытными техниками моторесурс доходил до 200 часов и Jumo-205 по своей надёжности превосходил все немецкие поршневые авиационные двигателя того времени. Серийное производство Jumo-205 осуществлялось с 1933 по 1943 год. Удельный расход топлива на экономичном режиме работы двигателя был примерно на 25% ниже чем у бензиновых авиационных двигателей и составлял 160 гр/лс*час (218 гр/кВт*час), а иногда и 155 гр/лс*час (211 гр/лс*час ) что позволяло использовать данный двигатель для полётов на большие расстояния в чем были заинтересованыDHL и RLM. В 30-е годы DHL стало играть важную роль в авиасообщениях в Европе и к тому времени уже имелись далеко идущие планы по организации авиаперелётов в Азии и Америке где экономичные двигателя Jumo-205 были бы не заменимы.DHL желало закупить большое количество Jumo-205: 12 двигателей были получены в 1934 , 30 в 1936 и 40 в 1938 годах. В общей сложности в 1938 году DHL располагала 141 дизельным двигателем Jumo-204 и Jumo-205 что составляло 17,4 % всех двигателей имевшихся в распоряжении DHL . Jumo-204 и Jumo-205 получили у персонала DHL высокую оценку. В 1937 году DHL располагала 21-м самолётом на которых были установлены дизельные двигателя которые выполнили 7 % всех авиаперевозок. Применение Jumo-205 на самолётах Ju-52, Ju-86, Do-18, Do-24, Do-26, Ha-139 и BV 138. значительно снижало стоимость авиаперелётов. В 1936 году Do-18 осуществлял перевозку почти через Атлантический океан из Западной Африки в Южную Америку. В том же 1936 году Ju-86 произвёл 20-ти часовой беспосадочный перелёт по маршруту Dessau-Bathurst(Гамбия) протяженностю в 5800 км. и перелёты 2-х Do-18 через Северную Атлантику в Нью-Йорк и назад осенью 1936 года . Многоэтапный 68-ти часовой перелёт по маршруту Dessau-Melbourne протяженностью в 22000 км. в феврале 1937 года. Беспосадочный 43-х часовой перелёт Do-18 по маршруту Plymouht-Caravelas (Бразилия) протяженностью в 8400 км. в марте 1938 года. Беспосадочный перелёт Do-26 из Лиссабона в Нью-Йорк протяженностью в 5600 км. в мае 1938 года. Значение перелётов через Северную Атлантику осенью 1936 года было оценено обоими экипажами, руководителем DHL v.Gablenz-ем и руководителем отдела перевозок через Северную Атлантику v.Buddenbrock-ом которые приступили к организации вспомогательных пунктов техобслуживания на Азорских и Бермудских островах. Даже после организации этих вспомогательных пунктов для перелёта самолётам при перелёте через Атлантику приходилось преодолевать расстояние над океаном 3300-3900 км. для чего 2-х моторному Do-18 требовалось затратить примерно 20 часов. В 1937 году приступили к работам по конструированию 4-х моторных (c Jumo-205) Do-26 и Ha-139 которые DHL решило использовать для перевозки почты на расстояния до 9000 км .К концу 30-х годов-началу 40-х осуществление регулярных авиа перелётов через Атлантику для DHL было вполне реальным, но начавшаяся ВМВ прервала осуществление всех этих далеко идущих и очень важных для гражданских авиаперевозок планов. Ниже расположенная таблица наглядно показывает каким образом развивались основные параметры рядных авиационных дизельных двигателей со встречно движущимися поршнями фирмы Junkers.Рабочий объём этих двигателей стал меньшим, но развиваемые двигателями обороты увеличивались и в итоге средняя скорость поршня новых двигателей приблизилась к отметке 15 м/сек. Так же увеличивалась и развиваемая двигателем мощность. Подобным образом в то время велись доработки и прочих авиационных двигателей. Удельный вес приходящийся на единицу развиваемой мощности новых двигателей постепенно, но постояно снижался и приближался к тому, что удалось получить на бензиновых авиационных двигателях. B сравнении с первым дизельным двигателем подобного типа FO4 уJumo-205 удельная мощность увеличилась в 3 раза. Так улучшились основные параметры рядных авиационных дизельных двигателей со встречно движущимися поршнями фирмы Junkers за примерно десятилетний период. И это еще не было пределом в развитии двигателей подобного типа. Не смотря на успешное применение двигателей Jumo-205 в гражданской авиации в Люфтваффе по началу с этими двигателями всё обстояло не очень удачно. Увеличение максимальных оборотов и продолжительность работы на этих высоких оборотах у двигателей применявшихся в Люфтваффе, зачастую не благоприятные метероологические условия, плохой уход на ними, недостаток хорошо обученного персонала были причиной целого ряда неполадок и отказов. Но опять таки следует вспомнить, что данные двигателя разрабатывались в первую очередь для гражданской авиации в которой, как уже упоминалось, они зарекомендовали себя хорошо. По имеющимся в нашем распоряжении данным всего было изготовлено не много более 3000 двигателей Jumo-205 серии С. Помимо предприятия в городе Dessau их производили еще в Köthen-e и Leipzig-e. В качестве двигателей приспособленных для выполнения дальних перелётов единственные серийно производимые дизельные двигателя Jumo-205 вполне оправдали себя став незаменимыми для выполнения дальних перелётов и для развития технологии авиационного двигателестроения особенно в разработке поршней, цилиндров, систем впрыска топлива, смесеобразования, охлаждения и наддува воздуха. В данном случае ряд разработок в дальнейшем сыграл свою не маловажную роль не только при разработках более совершенных дизельных двигателей, но и для бензиновых. На этом фоне следует заметить, что RLM не проявляло к дизельным авиационным двигателям особого интереса отдавая предпочтение бензиновым двигателям и в Люфтваффе дизельные двигателя нашли ограниченное применение для выполнения ряда специальных задач. По скольку Германия развязала войну потребности гражданской авиации в чем либо в Германии во время войны были ограничены до минимума. Jumo-205 получили высокую оценку и за рубежом. Лицензии на их производство были закуплены Францией и Англией. Xотя британский вариантJumo-205 получивший название «Gutlass“ так и не вышел из стадии стендовых испытаний. В 1937 году разрабатывался вариант спаренного двигателя у которого 2 двигателя Jumo-205 работали на общий редуктор. Hо после исследований не смотря на необходимость получения более мощных силовых установок фирма Jumо отказалась от данных разработок и приступила к исследованиям других вариантов мощных дизельных силовых установок которые из за тяжелой ситуации вызванной ВМВ не были доведены до завершающей стадии испытаний и организации серийного производства не смотря на ряд полученных многообещающих достижений в этой области.

Варианты двигателей

FO4

Jumo-204

Jumo-205A

Jumo-205C

Jumo-205D

Исполнение

рядный двуxтактный 6-цилиндровый со встречно-движущимися поршнями

рядный двуxтактный 6-цилиндровый со встречно-движущимися поршнями

рядный двуxтактный 6-цилиндровый со встречно-движущимися поршнями

рядный двуxтактный 6-цилиндровый со встречно-движущимися поршнями

рядный двуxтактный 6-цилиндровый со встречно-движущимися поршнями

Дата начала производства

1929

1932

1933

1936

1940

Охлаждение

водяное

водяное

водяное

водяное

водяное

Диаметр цил-в, мм

120

120

105

105

105

Ход поршня, мм

2×210

2×210

2×210

2×210

2×210

Рабочий объём, л

28,5

28,5

16,6

16,6

16,6

Редукция винта

0,694

0,613

0,613

0,724

0,6030

Сухая масса, кг

840

750

495

520

595

Стартовая мощность, кВт/л.с.

380/520

550/750

400/540

440/600

650/880

при об/мин

1600

1800

2100

2200

2800

Средняя скорость поршня, м/с

11,2

12,6

11,2

11,7

14,9

Миним-й

расход

топлива

кг/кВт×ч/

кг/л.с.×ч

245/180

231/170

231/170

231/170

231/170

Удельная

мощность

кг/кВт/

кг/л.с.

2,21/1,6

1,36/1

1,24/0,92

1,18/0,87

0,92/0,68

Удельная

мощность

кВт/л.

л.с./л.

13,3/18,2

19,3/26,3

24,1/32,5

26,5/36,1

39,2/53

Примечания

испытан на самолёте

малая серия

малая серия

серийное производство

серийное производство

Презентация авиационного дизельного двигателя фирмы Junkers со встречно движущимися поршнями Jumo-204 на моторостроительном предприятии в Dessau.1931 год. Слева на переднем плане со шляпой в правой руке глава фирмы Hugo Junkers (3.02.1859-3.021935)

Двигатель Jumo-204 в музее грода Koblenz.

Для сравнения двигатели Jumo-205 слева и Jumo-204.

Принципиальная схема дизельных авиационных двигателей фирмы Junkers со встречно движущимися поршнями.

Jumo-205.

Топливный насос двигателя Jumo-205.

Jumo-205 во время реставрации.

Реставрация Jumo-205 почти завершена.

Ju-86 c двигателями Jumo-205.

Ha 139 фирмы Blohm & Voss c 4-мя двигателями Jumo-205.

Ha 139 над Нью-Йорком.

Первая версия поршня двигателя Jumo-205 с 2-мя маслосъёмными кольцами и 5-ю уплотнительными поршневыми кольцами. Такие поршни использовались на версии С 4.

Вторая версия поршня двигателя Jumo-205 с одним маслосъёмным кольцом и 4-мя уплотнительными поршневыми кольцами. Такие поршни использовались на версиях С 4 и D.

Роликовый подшипник поршня с 80-ю роликами.

Поршень без огнестойкой платы.

Огнестойкая плата поршня.

Огнестойкая плата с огнестойким уплотнительным кольцом.

Законтренные гайки шпилек двигателя Jumo-205 D при помощи которых к днищу поршня крепилась огнестойкая плата.

Заворачивание при помощи динамометрического ключа гаек шпилек крепящих огнестойкую плату к днищу поршня.

Детали поршня и шатуна двигателя Jumo-205.

Разработанная M.Gerlach-ом стягивающая шпилька двигателя Jumo-205 обеспечивала эластичное крепление огнестойкой платы к днищу поршня.

Источник: Reinhard Müller: Junkers Flugtriebwerke, AVIATIC Verlag, 2006

alternathistory.com

Deutsches Museum ч.7: Двигателя часть 1 поршневые.

Профиль

Название:Russian Aviation Community

Записи на странице

Ссылки и кнопки

Метки сообщества

"Беспощадный", "Максим Горький", 1941, 344 ЦБП и ПЛС, 747, MD 450 Ураган, a-10, a-310, a-318, a-319, a-320, a-320-211, a-320-214, a-321, a-330, a-330-243, a-330-300, a-380, a320, a330, a330-300, a350, a380, a400m, aeromacchi, air berlin, air france, air india, air seychelles, airbus, aircraft design, airliners.net, alpha jet, ar.234, atr 72, au-30, augusta westland, av-8, avro rj-70, avro vulcan, awacs, b-17, b-1a, b-1b, b-2, b-52, b-737, b-737-500, b-737-800, b-747, b-757, b-767, b-777, b-787, b737, b787, baltic bees, bbj, beechcraft sierra 200, bell, bell ah-1w supercobra, bellagusta, bellanca, birdstrike, bleriot xi-2, blue angels, boeing, bombardier, bombardier crj-100lr, breitling, britten-norman bn-2a-26 islander, business jet aviation, c-130 hercules, c-17, c-series, cactus 1549, california, caravelle, casa 295, catalina, cessna, cessna 210, cessna-150a, ch-46 sea knight, ch-47, cias, citation xls, clickair, colorado, concorde, costa rica, crj1000, d-emeh, dash q400, dassault, dassault-breget, daytona beach, dc-10, dc-3, de Havilland Canada DHC-6 Twin OtterВ, de schelde s.21, dehavilland, denver, dhc-6 twin otter, dme, dogfight, dornier, dornier/dassault-breget, dreamliner, dubai airshow, dusseldorf international, e-190, e-2c hawkeye, e-jet, egbp, egss, embraer, embraer-120, embraer-190, eurofighter, expedition e350, f-104, f-111f, f-15, f-16, f-22, f-35, f-84f, f-86, f-ck-1, f/a-18, falcon, finnair, flamand, florida, fokker dr.1, fouga, frecce tricolori, french airforce, g.222, gen h-4, google earth, gulfstream, h-6, hawk t1, hercules, hermes450, hokum-a, hsiang sheng, iaf, icon a5, imds, italian airforce, j-10, jas.39 gripen, jet expo 2008, jet expo 2009, jet team, jetexpo, jfk, ju-52, ju-88, junkers, kc-135r, kc-390, kissimmee, klm, l-29, l-39, l-410, le bourget, lightning, lufthansa, mb-339, mcdonnell douglas, mcdonnell douglas 80, md-902, md.450, mfs 2004, mirage-2000, mojave airport, mq-1b, mq-9, mrj, nimrod, oh-58d kiowa, oshkosh, paris, paris air show, patrouille de france, pby-5, pc-24, pilottv, piper, pitts, quepos - la managua (xqp / mrqp), rafale, rafale-c, rc-135w, red arrows, red bull flugtag, republic, riat, robinson, ru_aviation, ruzyne, rw06, s7, saab, sikorsky, sikorsky uh-60 blackhawk, sky express, sky hunters, skydiving, skyexpress, skyteam, solar impulse, sportstar max, spotting, spring airlines, srilankan, ssj, ssj-100, stansted, sukhoi, sullenberger, superjet-100, svx/usss, tas, tiger, transaero, turkish airlines, ua, uav, uh60, uk, ur_nta, usa, uzbekistan airways, uzbekistan airways technics, v-22, v-280 valor, vc-25a, vero beach, vickers vanguard, vip, vog, vp-blx, vp-bly, vq-bbe, wittman tailwind, ww2, xb-70, yf-22, yf-23, zlin-142, А-50, АГВП, АГВП "Русские Витязи", АНТК, АОН, АОН СЛА, АП, Авиазаправка, Авиакомпании, Авиамузей, Авиапарад, Авиапроисшествие, Авиасалон, Авиаторы, Австрия, Адмирал Кузнецов, Алматы, Алроса, Альпы, Ан-12, Ан-124, Ан-14, Ан-148, Ан-178, Ан-2, Ан-22, Ан-225, Ан-22А, Ан-24, Ан-26, Ан-26Ш, Ан-28, Ан-30Д, Ан-70, Ан-72, Ан-74, Ангола, Ант-4, Арарат, Армавиа, Армения, Аэродром, Аэропорт, Аэросвит, Аэрофлот, Аэрофлот-Норд, БЕ-200, БЛА, БЛУГА, БПЛА, БШ-МВ, Бе-12, Бе-200, Беларусь, Бериев, Блерио, Блоха, Большое Грызлово, Бомбардировщики Второй мировой войны, Борки, Борнео, Борт №1, Бугуруслан, Быково, В. Обухович, Вoeing, ВВС, ВВС России, ВВС Франции, ВТА, Ватулино, Великая Отечественная Война, Верея, Вертолёты России, Владимир Котельников, Внуково, Война в воздухе, Волгоград, Вторая Мировая Война, Вторая мировая, Главком ВВС, Гроза, Гу-2, Гумрак, Гюнтер Грасс, Дальний бомбардировщик Ер-2, День Авиации, День Победы, Дизайн самолетов, Домодедово, Домодедово (UUDD), Дюссельдорф, Ереван, Ершов, Жуковский, Жуляны, ЗАГАДОЧНЫЕ САМОЛЕТИКИ, ЗРК, Звартноц, И-15, И-152, И-153, И-15бис, И-16, И-5, ИЛ-96-400, ИТП, Ил-10, Ил-112, Ил-14, Ил-18, Ил-2, Ил-28, Ил-6, Ил-62, Ил-76, Ил-76ТД, Ил-78, Ил-86, Ил-96-300, Ил-96-400, Ильюшин, Иран, Иркутск, История, История создания и применения, Истребители Второй мировой войны, Истребитель Миг-15, Исчезновение самолета, КА-26, КБ им. А.С. Яковлева, КД-Авиа, Ка-226, Ка-32, Ка-52, Калининград, Киев, Кинг-Кобра, Китай, Коктебель, Конотоп, Коробчеево, Королев, КрасЭйр, Крым, Кубинка, Кубинский АТСК РОСТО, Л-29, Л-410, Ле Бурже, Летающие Легенды, Летающие крепости, Летающие лодки Второй мировой войны 1939, Ли-2, Логиново, Лунь, М-15, М.Л.Миль, М4, МАИ, МАК, МАКС-2009, МАКС-2017, МВЗ, МВМС-2009, МС-21, МЧС, Макс-2009, Малайзия, Мальдивы, Мещеряков Дмитрий, Ми-1, Ми-17, Ми-2, Ми-26, Ми-28, Ми-34, Ми-4, Ми-6, Ми-8, МиГ, МиГ-15, МиГ-15УТИ, МиГ-17, МиГ-19, МиГ-21, МиГ-29, МиГ-29 КУБ, МиГ-29СМТ, МиГ-31, МиГ-35, Миг-21, Миг-25, Миг-29, Миг-31, Миг-35, Миль, Минск, Мираж III, Михаил Маслов, Моздок, Монино, Морские самолеты сухопутного базирования, Москва, Мячково, Н.В. Якубович, Небо, Нестор, Николаев, Николай Якубович, Новосибирск, Норвегия, Нью-Йорк, ОКБ Мясищева, ОКО-6, Обучение полетам, Олег Растренин, Омск, ПАК ФА, ПВО, ПД-14, Палубные самолеты Второй мировой войны 1, Патруль де Франс, Пе-8, Пегас, Пегу, Первая Мировая Война, Пермь, Перрон, Петляков В.М., Петрович, Пинчуки, Планерское, По-2, Польша, Продолжение полета, Псковская область, Пулково, Пушкин, Пущино, Р-1, Р-63, Рига, Россия, Рязань, С-75, СЛА, СЛО, СССР, СУ-35, США, Самолеты Первой мировой войны, Самолеты Франции, Самолеты поля боя второй мировой войны, Санкт-Петербург, Саратов, Свердловск, Северка, Северный, Скулте, Сочи, Стрижи, Су-15, Су-24, Су-25, Су-27, Су-30, Су-30МК, Су-30МКИ, Су-34, Су-35, Су-7, Су-8, Суперджет, Сухой, ТБ-3, ТИС, ТРДД, Та-3, Таиланд, Тайвань, Тб-1, Терминалы, Толмачево, Торжок, Трансаэро, Третий Рейх, Ту-104, Ту-114, Ту-116, Ту-124, Ту-126, Ту-134, Ту-144,

ru-aviation.livejournal.com

Авиационный двигатель большой мощности Jumo-213. Германия

Стремление военных получать всё более высокие лётные характеристики боевых самолётов требовало разработки всё более мощных авиационных силовых установок. Разработчики и изготовители авиационных двигателей для упрощения разработок и сокращения времени на эти разработки и организацию производства стремились опираться на уже разработанные ранее и хорошо известные конструкции. Типичным примером подобного подхода служит двигатель Jumo-213 который в качестве такой исходной базы разрабатывался на основе своего предшественника Jumo-211. Pазмеры двигателя и V-образное расположение 12-ти цилиндров остались без изменений. Рабочий объём естественно остался тем же (35 литров). Доработки касающиеся увеличения возможных термических, механических и кинематических нагрузок всех деталей этого двигателя, увеличение максимальных оборотов двигателя, ряда прочих улучшения и разработка нагнетателей большей производительности позволили в сравнении с Jumo-211 получить на 25 % большую мощность.

Общее руководство разработкой Jumo-213 осуществлял доктор Lichte. В его руках была разработка нового двигателя, доведение его до необходимого уровня надёжности и организация серийного производства после того как был получен первый готовый к серийному производству вариант «А» этого двигателя.  «Двигатель Jumo-213 изначально проектировался из расчета достижения максимальных термических и механических нагрузок и предствлял собой наивысшую ступень развития 4-х тактных двигателей внутреннего сгорания работающих по циклу Отто «.Эта характеристика данная руководителем работ по данному двигателю доктором Lichte характеризует двигатель как серьёзное достижение в области авиационого двигателестворения. В своём первом предсерийном варианте в середине 1942 года двигатель развивал 1750 лс. (1285 кВт.)при 3250 об/мин. Эта мощность превышала на 30 % мощность выпускавшегося тогда серийно двигателя Jumo-211 F. При всём этом удельный расход топлива был несколько ниже, чем у Jumo-211 F. О более ранних испытаниях этого двигателя не сохранилось каких либо документов.

Первые идеи создания 35-ти литрового авиационного двигателя с повышенной мощность возникли осенью 1936/в начале 1937 годов в начале испытаний двигателя Jumo-211.После проектирования, доработки конструкции и сборки опытных образцов планировалось весной 1938 года начать первые испытания Jumo-213. В документе RLM датированном 21.06.1939 года сообщается ,что опытные двигателя Jumo-213 начали испытываться с августа 1938 года. В еще одном документе по итогам совещания предствителей RLM и Jumo от 4.10.1939 года сообщается, что в ходе испытаний на испытательных стендах данного двигателя ведущихся в течении года удалось получить мощность равную 1500 лс. Эта мощность не превышала мощность опытных образцов двигателя Jumo-211. Но как уже указывалось расход топлива был ниже чем у предшественника хотя и ниже ожидаемого. Это потребовало доработки системы впрыска топлива и газообменного процесса

Из вышенаписанного следует, что испытания на стенде Jumo-213 проходили не без проблем и на устранение возникших неполадок потребовалось много драгоценного времени. Не смотря на эти проблемы в январе 1940 года для лётных испытаний одного Jumo-213 со сниженной мощностью был подготовлен Ju-52. По итогам лётных испытаний двигателя был составлен подробный отчет. Планировалось выпустить нулевую серию Jumo-213 в количестве 30 единиц. Оптимистические планы в отношении этого двигателя не удалось так быстро реализовать на практике поскольку в ходе испытаний на стендах возникали всё новые и новые проблемы на устранение которых уходило много времени. Как уже было упомянуто Jumo-213 в принципе мало чем отличался от Jumo-211 на базе которого он и был создан. Это касалось в основном только расположения цилиндров и моторного блока. В соответствии с требованиями получения более высокой мощности и полученного в ходе работ опыта опытный образец получил целый ряд улучшений в части конструкции и эксплуатации. Более подробно это описано в соответствующей литературе: «Entwurf zum Motoren-Handbuch“и „Handbuch“.Важнейшими изменениями и новыми разработками которые были использованы в новом двигателе являлись:

Головки цилиндров с водяным охлаждением, регулировка газораспределительного механизма,2 впускных и 1 выпускной клапан на каждый цилиндр, возможность впрыска специальных смесей для дополнительного охлаждения цилиндров и отвода от них тепла.

Распределительные валы нового типа опиравшиеся на 7 коренных шеек, шариковые подшипники, противовесы на обеих оконечностях распределительных валов, дополнительный вал отбора мощности для топливного насоса.

Коленчатый вал нового типа с 7-х коренными шейками и одной дополнительной спереди для шкива отвечающие требованиям достижения высоких максимальных оборотов, противовесы, отбор мощности для привода ряда механизмов в задней части коленвала, понижающий редуктор для воздушного винта спереди.

Воздушный винт регулируемого шага с системой смазки под давлением через полый вал, специальные подшипники в передней части моторного блока воспринимающие радиальные и аксиальные нагрузки и задний шкив.

Высотные нагнетатели DVL в одно и двухступенчатых исполнениях с двумя и тремя скоростями и регулируемым положением лопаток на входе в нагнетатель, 50 % увеличение давления нагнетаемого воздуха на различных до 10 км высотах.

Система впрыска топлива в виде подающего топливо из баков сдвоенного насоса, спиралевидный воздушный фильтр, топливный насос высокого давления, форсунки топливного насоса высокого давления, датчик замера расхода топлива, возможность использования как обычного авиационного бензина В 4 с октановым числом 87 единиц ,так и специального дефицитного для Германии 95-100 октанового С 2 (полученного в результате перегонки нефти) и С 3(синтетического).

Двух контурная система охлаждения двигателя под давлением с рабочей температурой охлаждающей жидкости до 120 град С.

Cистема смазки под давлением с несколькими зубчатыми насосами подающими и забирающими моторное масло, масляный радиатор, основной и дополнительные масляные потоки, центробежный масляный фильтр, теплообмен с охлаждающей системой двигателя.

«Коммандогерет»-своего рода механический компьютер регулировавший ряд параметров работы силовой установки-подачу топлива регулировал пилот, затем автоматически регулировались обороты двигателя, давление наддува, скорость нагнетателя, воспламенение топливо-воздушной смеси в цилиндрах, регулирование угла установки винта.

Увеличение мощности силовой установки в ходе войны достигалось увеличением максимальных оборотов двигателя, увеличением рабочего объёма двигателя, увеличением давления наддува и за счет более совершенного внешнего или внутреннего охлаждения (при помощи системы MW-50).

Все эти инновации базировались на высоких параметрах самых различных процессов двигателя и позволили получить высокие характеристики данного двигателя. Таким образом ближе к концу ВМВ был создан еще один довольно совершенный по тем временам поршневой авиационный двигатель. Но прежде чем двигатель был доведён потребовалось определённое время и дата начала серийного производства данного двигателя не однократно переносилась на более поздние сроки. Директору моторостроительного производства Jumo Cambeis-у приходилось неоднократно объяснять RLM причины из за которых возникали подобные перенесения сроков начала производства.В октябре 1942 года JUMO и RLM после семи успешных 100 часовых испытаний двигателя наконец то получили возможность начать его серийное производство. Для этого в Dessau под руководством руководителя программы по разработке данного двигателя доктора Lichte была спешно организована «большая труппа Jumo-213» которая 24 часа в сутки в течении многих недель занималась подобными испытаниями. Но вновь в ходе пробных полётов истребителей Fw-190 c Jumo-213 возникла мощная вибрация двигателя которая передавалась на корпус самолёта и не позволяла пилоту наблюдать за показаниями приборов и использовать прицел для стрельбы из бортового вооружения. Сначала вибрация была не значительной,но затем в ходе испытаний когда в двигательном отсеке было установлено всё полагающееся самолёту оборудование вибрация Jumo-213 стала значительно более мощной. После продолжительных испытаний в ходе многочисленных полётов и ряда доработок летом 1943 года удалось добиться величины вибрации до уровня позволявшего использовать этот двигатель на самолётах. Для этого потребовалось изготовить новый коленчатый вал. На это снова необходимо было за тратить какое то время и только в октябре 1943 года можно было приступить к серийному производству данного двигателя. До конца 1942 года были изготовлены только 74 двигателя. В 1943 году не редко ежемесячно производились только 1-2 двигателя. И лишь в январе 1944 года было произведено 100 двигателей. В марте этого же года количество произведённых двигателей превысило 500. В феврале 1945 года был достигнут максимальный объём производства составивший 994 единицы. Двигатель получил разработанный фирмой Junkers специальный Motor Bediensgerät (MBG)-своего рода аналог разработанного BMW Kommandogerät значительно упрощавший регулировку параметров работы двигателя в зависимости от высоты полёта и режима работы двигателя. При старте двигатель развивал до 3250 об/мин. При наборе высоты и на боевом режиме 3000 об/мин. На экoномичном режиме работы обороты двигателя составляли 2100-2700 об/мин. Для более совершенного варианта Jumo-213 J максимальные обороты на взлёте составляли 3700 об/мин. При наборе высоты и на боевом режиме 3400 об/мин и на экономичном режиме 3000 об/мин. Значительно большой срок который был затрачен на разработку и организацию производства (7 лет !) Jumo-213 и всё более серьёзный недостаток необходимых для этого матералов не позволили в конце войны осуществлять выпуск этого двигателя в значительных объёмах. Так же не удалось доработать и более совершенные варианты этого двигателя. Не благоприятное для Германии развитие событий всё больше и больше требовало получения истребителей с мощными двигателями которые базировались на одном базовом варианте. К основным модификациям и проектам двигателя Jumo-213 относятся:

Jumo-213 А. Первая модификация этого двигателя предназначавшаяся для бомбардировщиков (отсутствовала возможность установки в развале цилиндров автоматической пушки). Предсерийная партия данной модификации была выпущена в 1942 году. Крупносерийное производство была начато в августе 1944 года. Взлётная мощность 1750 лс. (1285 кВт.),высотность 5,5 км.Нагнетатель одноступенчатый 2-х скоростной. С системой MW-50 двигатель в течении 10 минут мог развивать мощность 2100 лс. (1540 кВт.). После чего в течении не менее чем 5 минут двигатель должен был работать на нормальном режиме. При включении системы MW-50 давление наддува увеличивалось на 0,28 атм На высоте 5 км развиваемая вигателем мощность составляла 1900 лс. (1395 кВт.). Этот вариант двигателя предназначался для устанoвки в первую очередь на бомбардировщики Ju-88 Ju-188.

Jumo-213 AG. Вариант двигателя Jumo-213 A с более производительным нагнетателем со взлётной мощностью 1900 лс. (1400 кВт.). Предназначался для установки на истребитель FW-190 серии D-9.С системой MW-50 мощность двигателя на 10 минут можно было увеличить до 2240 лс. При этом высотность двигателя снижалась с 5,5 км до 4,75 км. С системой GM-1 FW-190серии D-9 на высоте 10 км развивали скорость700 км/час что позволяло успешно бороться с высотными истребителями противника. Эта скорость была выше чем у FW-190 D-11 с высотным двигателем Jumo-213 F без использования системыGM-1. Оборотной стороной медали было то,что 105 кг смеси для системы GM-1 находившеся на борту хватало только на 15-17 минут полёта.Jumo-213 AG для истребителей FW-190 D-9 поставлялся на авиасборочные предприятия в комплекте с общим весом 1350 кг с винтом фирмы Junkers VS 111,моторной рамой,радиатором с бронированием, регулятором температуры охлаждающей жидкости,реактивными выхлопными патрубками,распределительным устройством подводящим тёплый воздух для обогрева к бортовому вооружению и датчиками для замера высоты и температуры. Вариант который производили для 2-х моторных самолётов несколько отличался от того, который планировалось производить для одномоторных истребителей. Этoт вариант был выполнен в виде «Единой силовой установки» и был взаимозаменяем с имевшей несколько большие габаритные размеры,но примерно такой же вес силовой установкой DB-603. Дополнительно присутствовала система забора тёплого воздуха для обогрева кабины пилота и крыльев и генератор мощностью 3000 ватт.

Jumo-213 В. Специальный вариант с большей степенью сжатия развивавший взлётную мощность 2000 лс. (1470 кВт.).Данный вариант был разработан для бензина с октановым числом 95 единиц. Двигатель был испытан на испытательном стенде,но из за острого недостатка высокoтанового авиационного бензина эту модификацию серийно не производили.

Jumo-213 С. Вариант Jumo-213 А предназначавшийся для установки на истребители на котором имелась возможность установки в развале цилиндров автоматической пушки. Система регулировки угла установки лопастей винта была изменена. На двигателе имелся фланец к которому крепилась автоматическая пушка. Серийное производство начато в сентябре 1944 года.

Jumo-213 Е. Этот вариант изначально представлял собой двигатель Jumo-213 А/C работающий на бензине с октановым числом 95.Bысотность 9,8 км. Нагнетатель 2-х ступенчатый 3-х скоростной со встроенным охладителем нагнетаемоговoздуха. Взлётная мощность варианта Jumo-213 Е1 работавшего на бензине В4 с октановым числом 87 1750 л.с.(1285 кВт.).Сначала было принято решение производить более мощный вариант Jumo-213 Е 0 со взлётной мощностью 1870 лс. (1375 кВт.) работавший на бензине С3 с октановым числом 95 единиц. В дальнейшем разработчики ожидали увеличение взлётной мощности до 2000 лс. (1470 кВт.).Но поскольку уже к середине 1943 года производство бензина С3 не позволяло в полной мере обеспечить потребности Люфтваффе решили разработать и серийно производить несколько менее мощный Jumo-213 Е1 для которых бензин В4 с октановым числом 87 производился в большом количестве. С системой MW-50,которую можно было использовать на высотах ниже расчетной мощность Jumo-213 Е1 увеличивалась на 300 лс. Расход водометаноловой смеси при этом составлял 150 л/час. Работать на таком режиме двигатель мог не более 10 минут, после чего необходимо было отключить систему минимум на 5 минут. Использование системы GM-1 на высотах выше расчетной позволяло на короткий промежуток времени добиться увеличения мощности до 400 лс. Расход подаваемой системой GM-1смеси можно было выбирать в зависимости от необходимости -60,100 и 150 гр/сек.

Jumo-213 ЕВ. Более мощный вариант двигателя Jumo-213 Е с более производительным нагнетатетелем со взлётной мощностью 1900 лс. (1400 кВт.). Имелась нагнетатель предназначенный для обеспечения высоких мощностных характеристик двигателя на малых высотах. Двигатель прошел испытания на испытательном стенде. В начале 1945 года велась подготовка к серийному производству даннoй модификации. Высотность этого варианта составляла 9 км. против 9,8 км. у Jumo-213 Е1.

Jumo-213 F. Данный вариант представлял собой Jumo-213 E без промежуточного охлаждения нагнетаемого воздуха функции которого выполняла система впрыска смеси состоящей из метанола и воды (MW-50). На уровне земли данный двигатель развивал максимальную мощность 2120 лс. (1560 кВт.). Высотность 9,5 км. В 1945 году велась подготовка к серийному производству данного варианта. Порядка десяти двигателей предсерийной партии поступили на авиасборочные предприятия фирмы Focke-Wulf и были установлены на истребители Fw-190 D-11 принимавшие участие в боевых действиях.Мизерное количество поставленных в войска Fw-190 D-11 не позволил оказать какое либо серьёзное воздействие на противника хотя данные истребители и зарекомендовали себя очень хорошо.

Jumo-213 J. Данный вариант представлял собой основательно переработанный вариант высотного двигателя у которого диаметр цилиндров был увеличен до 155 мм по сравнению с 150 мм у исходного варианта. Ход поршня остался тем же 165 мм. Рабочий объём двигателя стал равен 37,36 литрa. Максимальные обороты двигателя увеличены до 3700 об/мин. Двигатель получил новые головки цилиндров с 4-мя вместо 3-х клапанов на каждый цилиндр. B дополнение двигатель получил более производительный нагнетатель и более совершенную систему охлаждения двигателя. К концу войны двигатель был доработан и его начали в крайней спешке испытывать на испытательном стенде без необходимого для него нагнетателя и еще ряда агрегатов.  Провести полный цикл испытания на стенде не удалось. Ожидалось получить взлётную мощность 2250 лс. (1655 кВт.). С системой MW-50 2600 лс. (1910 кВт.). Из за крайне высоких параметров работы данного двигателя его моторесурс должен был составлять всего 40-50 часов что позволяло использовать данный вариант в основном только на истребителях. Высотность данного варианта составляла 10 км.

Jumo-213 S предназначался специально для Восточного фронта где воздушные бои приемущественно велись на высотах ниже средних. Взлётная мощность данного двигателя составляла 2400 лс. Высотность 4500 метров.К концу войны работы над этим довольно простым по исполнению вариантом были близки к завершению.

Jumo-213 Т. Данный вариант представлял собой высотный двигатель с турбокомпрессором (ATL). Мощность данного двигателя на уровне земли должна была составлять величину равную мощности вариантов А,С или Е (1750 лс. (1285 кВт.).На высоте 11,4 км расчетная мощность должна была составлять 1600 лс. 1160 кВт.

Перечисленные выше варианты двигателя Jumo-213 разрабатывались параллельно в последние годы и месяцы войны. Ход работ значительно замедлялся нехваткой необходимых материалов и всё более усиливающимися бомбардировками союзников. Не все эти проекты в конце войны успели испытать. Некторое количество высотных вариантов двигателе Jumo-213 Е и Jumo-213 ЕВ было собрано в конце 1944-начале 1945-х годов. Около десятка предсерийных образцов варианта Jumo-213 F поступили на авиасборочные предприятия. Основная цель работ по данному типу двигателей состояла в том чтобы получить сравнительно не большие по размеру и весу силовые установки. Сам по себе переход от производства Jumo-211 к более совершенному во всех отношениях Jumo-213 был довольно сложной задачей. Сначала взлётная мощность различных вариантов двигателей была близка к мощности первого серийного варианта Jumo-213 А,но при этом увеличивалась высотность и мощность развиваемая двигателями на больших высотах. В последнем мало серийном варианте Jumo-213 ЕВ несколько увеличилась развиваемая взлётная мощность. Но уже к 1943 году мощности двигателей в 2000 лс. (1470 кВт.) было не достаточно для того чтобы противостоять западным союзникам которые имели в своём распоряжении значительно большие ресурсы и уже приступили к производству во всё более увеличивающемся количестве совершенных поршневых авиационных двигателей мощность которых на большом диапазоне высот превышала 2000-2200 лс. В условиях крайней спешки RLM пыталось найти выход из сложившеся крайне тяжелой ситуации. Ряд ранее заброшенных проектов и исследований по пытались вновь реанимировать. Были предприняты попытки соединять вместе уже разботанные или производившиеся серийно двигатели и более интенсивно вести исследования по части турбореактивных двигателей. Значительное увеличение мощности по сравнению с ранее разработанными модификациями ожидалось получить на варианте Jumo-213 J который практически представлял собой новый тип авиационного двигателя с высотностью 11 км.Связанные с данным вариантом основательные изменения в конструкции двигателя позволили получить несколько больший рабочий объём,увеличить максимальные обороты двигателя и разработка нового нагнетателя потребовали от сотрудников фирмы Jumo приложить значительные усилия и весь накопленный ими к тому времени опыт в части разработки поршневых авиационных двигателей. В случае наличия необходимого на разработку данного варианта двигателя времени от Jumo-213 J с полным правом можно было бы ожидать получения наиболее совершенного по целому ряду основных параметров того времени авиационного поршневого двигателя. Тяжелое положение в котором оказалась немецкая промышленность и крайне малый время которое разработчики двигателя имели в распоряжении не позволили не только своевременно организовать производство данного двигателя,но и основательным образом испытать столь необходимый для Люфтваффе двигатель. Максимальные обороты первых серийных вариантов двигателей Jumo-213 в 3250 об/мин были уже очень высокими как и связанная с высокими оборотами средняя скорость поршня в 17,9 м/сек в то время были максимальными если рассматривать реально производившиеся где либо поршневые авиационные двигателя. Jumo-213 J с его максимальными 3700 об/мин и средней скоростью поршня в 20,35 м/сек еще превысил эти и без того очень высокие для своего времени параметры. Наиболее совершенные для того времени авиационные двигатели мира редко имели среднюю скорость поршня не большую чем 15-16 м/сек. Уже при этих величинах давали о себе знать не обычно большие кинематические и динамические нагрузки на коленчатый вал двигателя. Динамические нагрузки на поршни и шатуны, ускорения клапанов и огромные нагрузки на коренные шейки и подшипники коленчатого вала были почти в 2 разы выше чем у ранее производившихся двигателей.Возникающие при этом высочайшие нагрузки вне всякого сомнения приводили к значительному уровню вибрации и новышенному износу которые были выше среднего для подобных авиационных двигателей уровня. Это вне всякого сомнения создавало множество проблемм при проектировании и производстве,а так же в процессе эксплуатации значительно сокращая ресурс двигателей. Сокращение моторесурса у варианта «силовая установка с ограниченным по времени моторесурсом» предназначенного для использования на истребителях Jumo-213 J до 40-50 моточасов в сложившеся во второй половине войны ситуации когда на карту было поставлено всё чем только располагали авиастроители было оправданным. В гражданской авиации подобное сокращение моторесурса за счет получения необычайно высоких мощностных характеристик двигателя просто не могло иметь место. Какая либо подробная информация о ходе испытаний на стендах Jumo-213 J не сохранилась. По очень скудным материалам фирмы Jumo только 14.03.1945 года (! ) 6двигателей Jumo-213 Е были переданы в соответствующее отделение фирмы для переделки в вариант Jumo-213 J.Первый их этих переделанных двигателей Jumo-213 JV1 был снова использован для испытаний на стенде. В ходе испытания выявился повышенный износ посадочных гнёзд клапанов и уплотнений клапанов. Ничего более o ходе дальнейших работ над Jumo-213J не известно. Поэтому не представляется возможным дать полную оценку работ проделанных коллективом фирмы Jumo по данному двигателю. Тоже самое остаётся сказать и о нагнетателях и системе охлаждения нагнетаемого воздуха которые были разработаны специально для двигателя Jumo-213 J как и о производительности нагнетателя и теплообменника. Радиальные нагнетатели применявшиеся на авиационных двигателях так же имели свои сложности связанные с механическими ограничениями вызванными высокими угловыми скоростями достигавшими величины 400 м/сек.Эта величина была предельной и её нельзя было превышать. По этому новый двух ступенчатый нагнетатель Jumo-213 J производительность которого регулировалась в зависимости от ступени и который должен был быть более производительным чем все применявшиеся ранее требовалось еще довести (на что скорее всего потребовалось бы не мало времени) не возможно было получить в кратчайшие сроки что не позволяло сразу получить и столь высокие характеристии всей силовой установки. По мимо прочего необходимо было добиться еще и на 30 % более эффективной работы системы охлаждения самого двигателя.Из ранее полученного опыта было известно что охлаждение-рекуперация по принципу «воздух-воздух» уже у двигателя Jumo-211 оказалась мало эффективной. По этой причине у двигателя Jumo-213 Е было решено организвать теплообмен не при помощи воздуха, а за счет системы охлаждения самого двигателя.Система охлаждения «воздух-жидкость-pекуперация « за счет своей большей эффективности могла быть выполнена меньшей по размерам,иметь меньшие потери давления и не создавалa дополнительного сопротивления набегающему потоку воздуха. У более совершенного образца высотного двигателяJumo-213 F было решено вместо внешнего охлаждения подаваемого нагнетателем воздуха применять иной принцип охлаждения нагнетаемого воздуха основанного на внутреннем охлаждении за счет системы впрыска смеси метанола и водыMW-50 в которой подаваемая в цилиндры двигателя смесь спирта и воды содержала оба этих компонента в равных долях по50 %. Пpи испарении данной смеси в цилиндрах двигателя охлаждения двигателя протекало без рекуперации. Предположительно у двигателя Jumo-213 J было решено применять такой же принцип охлаждения. C разработкой новых более мощных силовых установок возникало всё больше проблемм. При всём этом ряд основных параметров не должен быть превышен. Это значительно увеличивало сроки доведения до приемлимого уровня надёжности силовых установок. В то же время на примере двигателя Jumo-213 можно было сказать,что принципы работы поршневых авиационных двигателей уже в плотную приблизились к тому пределу, перешагнуть который было крайне опасно.Достижение предельных величин ряда параметров не смотря на довольно низкий удельный расход топлива (270 гр/кВт*час /200 гр/ лс*час) негативно влияло на время доведения силовых установок, освоение их производства, техническое обслуживание и ремонт. Ситуация с разработкой поршневых силовых установок и принцип их работы ,как это видно на примере Jumo-213 ,не зависимо от условий связанных с ведением активных боевых действий подошла к тому пределу, за которым дальнейшее существенное улучшение характеристик поршневых двигателей при существовавшем на то время уровне развития науки и техники уже не былo возможнo. Двигатель Jumo-213 в 1943-1945 годах часто монтировался на большом количестве различных боевых самолётов Германии для улучшения их ТТХ как замена ранее устанавливавшемуся на этих самолётах двигателю Jumo-211: Fw-190D,Ta-152,Me-309,Ta-154,Ju-88G,Ju-188,Ju-388,He-111H,He-219. Объёмы производства большей части этих самолётов не были особенно велики из за недостаточного количества производившихся двигателей Jumo-213. Летом 1943 года когда двигатель уже был доведён в плане надёжности, были предприняты все меры для организации серийного производства этих двигателей в как можно большем количестве по скольку к тому времени боевые действия в небе Германии принимали всё более и более острые формы. Использование истребителей Fw-190D и Ta-152 с двигателями Jumo-213 позволило бы в некоторой степени парировать всё более увеличивающееся количественное и качественное превосходство ВВС союзников над Люфтваффе. Двигателя Jumo-213 постепенно стали вытеснять ранее устанавливавшиеся на истребителях Fw-190 большие по размеру и несколько более тяжелые двигателя воздушного охлаждения BMW-801. Собственно на моторостроительных предприятиях фирмы Jumo двигатель Jumo-213 отодвинул на второй план в плане серийного производства даже значительно более мощные и перспективные многорядные 24-х цилиндровые двигателя Jumo-222 доведение которых затянулось до середины 1942 года и уже не имелось свободных производственных мощностей и оборудования для организации в возможно короткие сроки серийного производства Jumo-222 Для производства Jumo-213 было возможным использовать часть оборудования и оснастки применявшеся для производства производившегося в больших количествах двигателя Jumo-211. Как уже отмечалось выше в целях получения как можно большего количества Jumo-213 специалистами фирмы были предприняты огромные усилия. На моторостроительном предприятии в городе Magdeburg была смонтирована автоматическая линия по производству головок цилиндров Jumo-213.Время обработки одного цилиндра составляло 2 минуты. В течении дня на данной установке обрабатывались 600 головок цилиндров. Изготовление прочих деталей двигателя: коленчатого вала,клапанов и прочих так же подверглось рационализации. Испытательные стенды фирмы Jumo не смотря на сокращенную продолжительность испытаний двигателей работали круглые сутки. Cогласно документам фирмы Jumo были изготовлены только 9163 двигателя Jumo-213 всех модификаций. Как уже упоминалось выше, не значительные объёмы производства двигателей Jumo-213 были вызваны рядом причин к которым следует отнести еще и необходимость уделять внимание разработке и организации производства реактивных двигателей Jumo-004. Таким образом в Dessau велись работы над этим столь необходимым для Люфтваффе двигателем.  Jumo-213 Е был вершиной в развитии немецкого авиационного двигателестроения. По мимо различных вриантов Jumo-213 имелись еще многочисленные планы фирмы Jumo с вязанные с попытками разработать на его основе более мощные двигателя. Из переписки и переговоров между представителями фирмыJumo и RLM от 10 и 11.11.1938 года следует, что в то время уже имелись планы по изготовлению опытной партии двигателейJumo-212 которые представляли собой спаренные и объединённые общим понижающим редуктором двигателя Jumo-213. Эта силовая установка предусматривалась как один из вариантов силовой установки для тяжелого бомбардировщика Не-177. Двигатель Jumo-214 был не чем иным, как ставший позднее Jumo-213 С в развалах цилиндров которого можно было устанавливать автоматическую пушку. Jumo-215 представлял собой спаренный двигатель Jumo-214 который подобно Jumo-212 имел общий на 2 двигателя редуктор. К разработке Jumo-215 приступили после того, как Jumo-212 успешно прошел испытания на испытательном стенде. После окончания ВМВ во Франции продолжились работы над Jumo-212. При этом над вариантом Jumo-215 более не работали.

Рис.1. Нагнетатели различных вариантов двигателей Jumo-213. Слева средневысотные одноступенчатые для Jumo-213 А и Jumo-213С. Справа высотные двухступенчатые для Jumo-213 Е и Jumo-213 F.

Рис.1а. Высотно-мощностные характеристики двигателя Jumo-213 А (реально полученные) и Jumo-213 J (расчетные). Заметно существенное различие в развиваемой максимальной мощности первого серийного варианта и последнего, не производившегося.

Варианты двигателя 

Jumo-211N

Jumo-213 A/C

Jumo-213 EB

Jumo-213 F

Jumo-213 J

Тип

12-ти цилиндровый V-образный

12-ти цилиндровый V-образный

12-ти цилиндровый V-образный

12-ти цилиндровый V-образный

12-ти цилиндровый V-образный

Охлаждение

вода+глюколь

вода+глюколь

вода+глюколь

вода+глюколь

вода+глюколь

Диаметр цил-в, мм

150

150

150

150

155

Ход поршня, мм

165

165

165

165

165

Рабочий объём л

35,0

35,0

35,0

35,0

37,4

Степень сжатия

6,5

6,5

6,5

6,5

7,5

(окт число бензина)

87

87

87

87

95-100

Нагнет-ль

одноступ-й 2-х скор-й

одноступ-й 2-х скор-й

двухступ-й 3-х скор-й

двухступ-й 3-х скор-й

двухступ-й 3-х скор-й

Редукция винта

0,55

0,42

0,42

0,42

0,37

Размеры

 

 

 

 

 

длина, мм

2176

2276

---

---

---

ширина, мм

804

777

---

---

---

высота, мм

1059

980

---

---

---

Сухая масса, кг

720

920

960

940

1000

Стартовая мощность л.с./кВт

1450 /1070

1750/1285

1900 /1400

2120 /1560*

2600 /1910*

при об/мин.

2700

3250

3250

3250

3700

Давление наддува

1,42

1,46

1,55

1,37

---

Средняя скорость поршня, м/с

14,9

17,9

17,9

17,9

20,4

Расчетная высота, м

5300

alternathistory.com

Обзор немецких реактивных двигателей. Реактивные самолеты Люфтваффе

Обзор немецких реактивных двигателей

Фирма, наименование и обозначение двигателя Тип двигателя Тип компрессора Кол-во ступеней компрессора Тип камеры сгорания Кол-во ступеней турбины Тяга двигателя, кг или мощн., л.с. Удельный расход топлива, кгкг*час или кг/л.с.*час Длина двигателя, мм Максимальный диаметр двигат. мм Удельн. тяга, кг/кг или мощн., л.с./кг Год постр. (прибл.) Примечание
BMW
109-003-A0 ТРД О 7 К 1 800 1,47 3500 700 1,07 1940 Находился в массовом производстве
109-003-А1 ТРД О 7 К 1 800 1,47 - - 1,31 - -
109-003-А2 ТРД О 7 К 1 800 1,47 - - 1,31 - -
109-003-С ТРД О 7 К - 900 1,27 - - - - С компрессором фирмы «Броун-Бовери»
109-003-D ТРД О 11 К 2 1100 1,10 3150 690 1,69 1944 Спроектирован, но не построен
109-003-Е! ТРД О 7 К 1 800 1.47 - - - - Последующий серийный образец
109-003-Е2 ТРД О 7 К 1 800 1,47 - - - -
109-003-R ТРД О 8 К 1 1880 1,47 - - - - Двигатель 003-А с ЖРД BMW 109-718
109-018 ТРД О 12 К 3 3400 1,10 4010 1270 1,37 1941 Постройка двигателя не закончена
109-018R ТРД О 12 К 3 4500 - - - - - Двигатель 018 с ЖРД BMW 109-718
109-028 ТВД О 12 К 4 7900 - 5080 1270 1,03 1941 Проект
Брамо
109-002 ДТРД О - - - - - . - - - 1942 Проект
Даймлер-Бенц
109-007 ДТРД О + О 3+9 Т 1 610 0,81 4650 840 0,69 1943 Проект. Работы прекращены
109-021 ТВД О+ОЦ+О 1+1+3 К 2 6400 - - 1080 4,95 - Двигатель получен от фирмы «Хейнкель-Хирт»
Хейнкель-Хирт
HeS1 ТРД Ц 1 К 1 250 - - - - 1937 Экспериментальный двигатель
HeS3B ТРД О + Ц 1+1 К 1 500 - - 930 1,38 1938 Первый немецкий двигатель, испытанный в полете 27 августа 1939 года
HeS6 ТРД О + Ц 1 + 1 К 1 590 - - 930 1,41 1938 Развитие двигателя HeS3
HeS8A 109-001 ТРД О + Ц 1+1 К 1 590 - 1670 775 1,55 1938 Предназначался для установки на самолете Не-280
HeS8A-V15 ТРД О+Ц+О 1+1+1 К 1 + - - - - -
HeS9 ТРД О+ОЦ+О 1+1+2 К 1 + - - - - Опытный образец для разработки ТВД
HeS10 ДТРД О+О+Ц 1+1+1 К 1 895 - 1640 1,79 1939 Развитие двигателя HeS8
HeS11-VI ТРД О+ОЦ+О 1 + 1+3 К 2 1120 - - 1941 Экспериментальный двигатель
HeS11-V5 ТРД О+ОЦ+О. 1+1+3 К 1 - - - 1944 Турбина с воздушным охлаждением
HeS11-V6 ТРД О+ОЦ+О 1+1+3 К 2 1300 1,32 - - 1944 Первая серия, примененная для полетов
HeS11-109-011-AO ТРД О+ОЦ+О 1+1+3 К 2 1300 1,31 3460 1080 1,37 1945 Первый двигатель серийного производства
109-021 ТРД О+ОЦ+О 1 + 1+3 К 2 6400 1080 4,95 Турбовинтовой вариант двигателя 109-011
HeS30-109-006 ТРД О 5 Т 1 860 620 2,22 1942 Работы над двигателем были прекращены
HeS40-109-006 ТРД О 5 - 1 - - - 19 ч 1 Сгорание смеси при постоянном объеме
Юнкерс-Юмо
109-004A ТРД О 8 Т 1 840 1,40 3800 760 0,99 1940 Первый полет на самолете Bf-1 Ю в 1940 году
109-004-B0 ТРД О 8 Т 1 840 3800 800 1,18 1943 Проводились эксперименты с вариантом, имеющим систему дожигания
109-004-B1 ТРД О 8 Т 1 900 1,40 - 1,20 1943
109-004-D ТРД О - Т - 1050 - - - 1945
109-004-H ТРД О 11 Т 2 1820 1,20 4000 865 1,60 - Модификация
109-004-G ТРД О 11 Т - 1700 т - - - - Модификация
012 ТРД О 11 Т 2 2720 1,20 4500 1070 1,37 - Построен не был
022 ТРД О 11 Т 3 6000+ - 5600 1090 - - Турбовинтовой вариант двигателя 012
Порше
109-005 ТРД - - . - - 5000 - - - - Для однократного применения на управляемых снарядах

Условные обозначения: ТРД — турбореактивный двигатель; ДТРД — двухконтурный турбореактивный двигатель; ТВД — турбовинтовой двигатель; О — осевой компрессор; Ц — центральный компрессор; ОЦ — компрессор смешанного типа; К — кольцевая камера сгорания; Т — трубчатые камеры сгорания; знак «+» после цифры, показывающей мощность турбовинтового двигателя Jumo 022 означает, что приведена только мощность двигателя на валу, без учета реактивной тяги.

Готовый к летным испытаниям макет самолета Ва-349А. Снимок сделан в помещении заводского цеха в феврале 1945 года.

Один из экземпляров самолета «Наттер», захваченный американскими войсками в апреле 1945 года на заводе в Вальдзее. Самолет находится на транспортной тележке, в правом нижнем углу снимка виден стартовый пороховой двигатель «Шмиддинг».

Опытный экземпляр самолета-снаряда FZG 76 на транспортной тележке. Снимок сделан на полигоне в Пенемюнде.

Невооруженный вариант «морской» (противокорабельной) версии пилотируемого самолета-снаряда «Райхенберг IV».

Ме-262А из состава KG(J) 51, снимок сделан в 1944 году.

Ме-262А из состава KG(J) 51, снимок сделан в январе 1945 года.

Реактивный истребитель Ме-262А. Обратите внимание на полное отсутствие окраски самолета.

«Мессершмитт» Ме-262А-1 из состава III/EJG 2, Германия, май 1945 года

Самолеты проходившие испытания в СССР после войны

«Мессершмитт» Ме-262А-1

«Хейнкель» Не-162А-1

«Мессершмитт» Me 163В

«Мессершмитт» Me-163S

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

military.wikireading.ru

Авиационный двигатель Hirth HM 500. Германия

Данный материал был переведен уважаемым коллегой NF. Перевод был выполнен в марте 2014 года.

Предисловие

Для обучения пилотов в Германии, начиная с 1934 года, в основном использовали учебные самолеты, на которых был установлен авиационный двигатель Hirth HM 504. При эксплуатации учебных, спортивных и коммерческих машин на территории Германии и за её пределами этот двигатель подтвердил свою надёжность. Так, например, в 1938 году обер-лейтенант Пулковски (Pulkowski) совершил на Arado 79 перелёт протяженностью в 6300 км из Бенгази (Aфрика) до индийского города Гайя (Gaya) (см. обложку журнала «Многоцелевые тренировочные самолеты Arado Ar 79. Германия»). На самолете, совершившем этот перелёт, был установлен двигатель HM 504.

В ходе работ по упрощению данного двигателя был разработан новый мотор, получивший обозначение HM 500. При этих доработках особое внимание обращалось на снижение содержания в деталях двигателя дефицитных для Германии высококачественных материалов, а так же на сокращение трудоёмкости изготовления, большую надёжность и заодно и на более дешевую эксплуатацию доработанного двигателя. С 1938 года HM 500 начал поставляться на авиастроительные предприятия.

Сравнение HM 500 и HM 504

Рабочий объём и размеры цилиндро-поршневой группы обоих двигателей были одинаковыми. На режиме полной мощности оба двигателя развивали одинаковую мощность в 105 л.с. Расход топлива у НМ 500 был ниже. Рабочая температура цилиндров благодаря использованию нового оребрения цилиндров была снижена на 15°. Картер был разработан заново как закрытый элемент конструкции, тогда как у НМ 504 картер собирался из трех деталей. Благодаря применению более простых посадочных гнёзд для коренных шеек коленчатого вала и нового картера время на изготовление картера для двигателя НМ 500 сократилось до 945 минут с 1770 минут, затрачиваемых ранее для изготовления картера двигателя НМ 504.

Вместо располагавшегося ранее в моторном блоке НМ 504 масляного бака у двигателя НМ 500 масляный бак для моторного масла должен был устанавливаться перед противопожарной перегородкой самолётов, на которых этот двигатель устанавливался.

Такое расположение масляного бака для двигателя одновременно снижало температуру моторного масла. НМ 500 имел одно спаренное магнето для прерывателя-распределителя, а НМ 504 имел два отдельных прерывателя-распределителя. На НМ 500 к двигателю крепились генератор и компрессор. На НМ 504 к фланцу крепился только генератор.

Площадь лобовой проекции НМ 500 благодаря внесению в конструкцию двигателя различных изменений стала меньше чем у НМ 504 на 37%.

Вес НМ 500 с навесным оборудованием составлял 100 кг, что было на 12 % ниже чем у предшественника.

Описание картера и коленчатого вала двигателя

В конструкции HM 500 выполнено расположение подшипников коленчатого вала в виде закрытого узла. Одновременно с данными подшипниками укладывается и сам коленчатый вал фирмы Hirth. Такая конструкция довольно проста в изготовлении, снижает опасность недостаточного подвода масла, дешева в содержании и позволяет устанавливать закрытые подшипники.

Картер двигателя разделён пятью поперечными перегородками и имеет два сквозных отверстия в продольных перегородках стенках для установки коленчатого и распределительного валов. Картер служит одновременно и элементом конструкции, в который укладывается коленчатый вал. Картер состоит из раздельных частей, которые вставляются через проёмы цилиндров и потом крепятся при помощи болтов.

Разделение картера на отдельные элементы создаёт надёжное обеспечение того, что при общем растяжении обеспечивается плавающая средняя ось.

Коленчатый вал может устанавливаться в картер малообученными рабочими. Картер двигателя состоит из двух частей и несущего каркаса. Несущий каркас в качестве отдельного элемента конструкции крепится при помощи болтов к задней части картера.

Цилиндры и элементы управления газораспределительным процессом

Цилиндры отлиты из специального серого чугуна в виде гильз. Каждый из цилиндров по отдельности крепится к картеру при помощи четырех анкерных болтов. К каждому из цилиндров крепится головка цилиндров из лёгкого металла. В головке цилиндра имеется по одному впускному и выпускному клапану. Каждый из клапанов имеет по 2 пружины. 

У двигателя HM 500 использованы те же элементы управления газообменным процессом: толкатели, штанги и рычаги, как и на НМ 504. Распределительный вал приводится от коленчатого вала при помощи двух зубчатых колёс.

Через зубчатую передачу в блоке механизмов, закреплённом на передней торцевой стороне картера, приводятся и вспомогательные механизмы двигателя.

Блок механизмов

Блок механизмов служил для подключения и привода ряда агрегатов двигателя. Кроме стартера, прерыватель-распределителей, топливного насоса, тахометра имелись две точки подключения для генератора и компрессора. 

Для запуска двигателя служил стартер Hirth-Durchdrehanlasser 9-7000, который через обгонную муфту соединялся с двигателем.

Система смазки

На двигателе НМ 500 применялась система смазки под давлением аналогичная той, что использовалась на двигателе НМ 504.

К основным подшипникам масло подавалось под большим давлением уже в процессе первых проворачиваний коленчатого вала. Шатунные шейки смазывались разбрызгиваемым маслом. Внутренняя поверхность цилиндра смазывалась маслом, поступающим через кольцевое углубление в нижней части цилиндра, уже при первых проворачиваниях коленчатого вала двигателя.

В качестве распределительного насоса служат два насоса фирмы Bosch. Каждый из насосов имеет по семь точек крепления в которых он прочно крепится в блоке. От этих насосов по масляным каналам масло поступает к каждой из точек подлежащих смазке. Масляные насосы приводятся от коленчатого вала двигателя с оборотами равными 1/60 оборотам двигателя. Насосы располагаются в собственных камерах. Количество подаваемого при каждом перемещении поршня масла равно 0,06 см³. Масло, стекающее от точек подлежащих смазке и блока, закреплённого на передней торцевой крышке картера, собирается в маслосборнике блока и оттуда шестерёнчатым насосом направляется к масляному фильтру и далее в масляный бак. Система смазки двигателя НМ 500 обеспечивает надёжную смазку всех частей двигателя подлежащих смазке в процессе совершения полёта.

Подготовка топливо-воздушной смеси

Воздух через шахту, в которой он охлаждается, поступает в коллектор карбюратора. Для воспрепятствования обледенения карбюратора поступающий в него воздух подогревается выхлопными газами четвертого цилиндра примерно до 20°C. Без особой подготовки двигатель можно запустить при температурах до -25°C.

Карбюратор  SUM отрегулирован таким образом, что нет необходимости выполнять высотную корректировку до достижения высоты 3000 метров.

Прерыватель-распределитель

В спаренных магнето имеются два электрически раздельных, но приводимых в действие вместе прерывателя-распределителя. К обеим свечам каждого из цилиндров двигателя подключены провода высокого напряжения. Свечи зажигания ввёрнуты в головки цилиндров на стороне шахты, по которой для охлаждения цилиндров подводится воздух. К ним обеспечен удобный доступ при снятии крышки шахты для подвода охлаждающего воздуха. При проворачивани двигателя ручным стартером возникает мощный электрический разряд, что позволяет запускать двигатель при помощи ручного стартера.

Рис.1 Двигатель Hirth HM 504, 1934 год

Рис.2 Предложение по двигателю HM 500 в комплекте

Рис.3 Продольный разрез двигателя HM 500

Рис.4 Поперечный разрез двигателя HM 500

Рис.5 HM 500 с кожухом. Вид слева

Рис.6 Картер HM 500 с элементами системы смазки и блоком для привода агрегатов двигателя

Рис.7 Сравнение картеров двигателей HM 500 (слева) и HM 504, вид спереди

Рис.8 Поперечный разрез, включая уложенный коленчетый вал двигателя. 1 внешнее кольцо подшипника,2 ролик подшипника,3 обойма подшипника,4 внутренней кольцо подшипника,5 втулка с резьбой,6 шатун

Рис.9 Цилиндр двигателя с головкой цилиндра и клапанами

Рис.10 НМ 500. Вид сзади

Рис.11 Сравнение блоков для привода агрегатов НМ 504 (слева) и НМ 500 (справа)

Рис.12. Стартер фирмы Hirth для НМ 500:1 червячная передача,2 обгонная муфта,3 многодисковое сцепление,4 цапфы коленчатого вала

Рис.13 НМ 500. Вид слева

Источники:

источник: «Flugmotor Hirth HM 500» LUFTFAHRT International 

alternathistory.com

Авиационный двигатель DB-600. Германия | Альтернативная История

DB-600 производился в сравнительно не большом количестве и являлась предшественником более совершенной силовой установки с системой впрыска топлива DB-601.

Силовая установка DB-600 была разработана на базе опытной силовой установки F4 фирмы Daimler-Benz. Работыпроводились на моторостроительном предприятии фирмы Daimler-Benz в Stuttgart-Untertürkheim-e. После снятия ряда ограничений на разработку авиационных силовых установок в 1927 году на вышеуказанном предприятии приступили к исследованиям в части разработки новых авиационных силовых установок в результате чего в середине 20-х годов были собраны 2 опытные силовые установки F2. В течении 1927-1932-го годов эти опытные силовые установки в различных вариантах испытывались на испытательных стендах. F2 разработался под руководством А.Berger-а.

Конструкция F2базировалась на разработкax ПМВ. F2 имел 12 цилиндров с V-образным расположением, водяное охлаждение. Головки цилиндров были изготовлены из лёгких металлов. Сначала ,как это было принято, в подобных случаях, был изготовлен одно цилиндровый вариант силовой установки, но с полноценным водяным охлаждением и с распoложенным впереди понижающим редуктором. Так же в целях проведения исследований аналогиным образом был изготовлен и вариант силовой установки с воздушным охлаждением получивший обозначение F3. F2 по расчетам разработчиков должен был развивать мощность 1000 лс. (735 кВт.). Опытная силовая установка F4 с V-образным перевёрнутым расположением цилиндров была первой силовой установкой нового типа с рабочим объмом в 30 литров разрабатывавшейся после ПМВ фирмой Daimler-Benz.По своему исполнению она была практически аналогична производившейся позднее серийной DB-600. Рабочий объём в 30 литров по представлениям специалистов министерства обороны Рейха сформулированным ими еще в 1929 году в полной мере соответствовал бы требованиям которые в будущем предъявлялись бы к силовым установкам перспективных боевых самолётов. V-образное перевёрнутое расположение цилиндров обеспечивало лучший обзор для пилота одномоторного самолёта и одновременно обеспечивало удобный доступ для технического обслуживания и исмотра силовой установки. В 1931 году были изготовлены первые 2 опытные силовые установки типа F4. Испытания на стендах проводились на моторостроительном предприятии фирмы Daimler-Benz в Stuttgart-Untertürkheim-e. В ходе испытаний возникло много отказов постребовавших много времени на устранение всех выявленных в ходе испытаний недостатков. В конце марта 1934 года F4выдержал 10-ти часовые испытания на стенде. При этом мощность силовой установки составляла 800 лс. (590 кВт.) Затем появились другие варианты F4 А и F4 В (внутреннее обозначение М 71). Эти силовые установки уже являлись прототипами DB-600 и имели рабочий объём увеличенный с 30-ти до 33,9 литров. Взлётная мощность составляла 1000 лс. (735 кВт.). RLM (Рейхсминистерство авиационной промышленности) заказало у фирмы Daimler-Benz 6 опытных образцов этой силовой установки. В это время DB-600 была единственной достаточно мощной силовой установкой которая имелась в распоряжении немецких авиастроительных фирм. Их предполагалось использовать исключительно на боевых самолётах новых типов. К разработке этих самолётов уже приступили ряд фирм. С 1935 года и до окончания ВМВ Fritz Nallinger отвечал за разработку и проведение исследований в части авиационных силовых установок на фирме Daimler-Benz. Доктор Berger занимался разработкой на базе DB-600 более мощного варианта этой силовой установки получившей систему впрыска топлива и обозначавшеся DB-601. Затем доктор Berger приступил к разработке принципиально новой силовой 24-х цилиндровой с Х-образным расположением цилиндров силовой установки DB-604, а его заместитель Paul Kollmann далее руководил всеми работами над силовыми установками DB-601, DB-603, DB-605 и прочими созданными на их основе.

Сначала взлётная мощность DB-600 составляла 1000 лс. (735 кВт.). Позднее после установки нового карбюратора с 3-мя жиклёрами мощность увеличилсь до 1050 лс. (770 кВт.). Первое время использовался нагнетатель предназначенный для малых высот, затем устанавливался средневысотный нагнетатель. Bысотность этого варианта силовой установки была равна 4000 метров. После 1935 года эта силовая установка устанавливалась на опытные образцы нового горизонтального бомбардировщика Не-111, одномотрного истребителя Bf-109 и различные опытные образцы самолётов других типов. DB-600являлся переходной моделью силовой установки давшей дорогу более совершенной DB-601 с системой впрыска топлива. DB-600 не отличался высокой надёжностью. Всего было произведено 2281 силовых установок типа DB-600.

Серийно производившиеся варианты силовой установки DB-600.

 

F2

DB-600G/H

F4

DB-601Q/R*

(F4 E)

DB-600A/B

DB-600C/D

DB-601 A/B

DB-601C/D

DB-601E/G

Варианты силовых установок*

V-12

V-12

V-12

V-12

V-12

V-12

V-12

Охлаждение

водяное

водяное

водяное

водяное

водяное

водяное

смесь воды с гликолем

Диаметр цил-в, мм

165

145(150)

150

150

150

150

150

Ход поршня, мм

210

150(160)

160

160

160

160

160

Рабочий объём, л

33,9

30,0 (33,9)

33,9

33,9

33,9

33,9

33,9

Степень сжатия

5,8

6,5

6,5

6,5

6,9

7,2

7,2(8,5)

(окт число бензина )

87

87

87

87

87

87

(100)

Нагнет-ль

одноступ. 1 скорость

одноступ. 1 скорость

одноступ. 1 скорость

одноступ. 1 скорость

одноступ. 2 скорости

одноступ. 2 скорости

одноступ. 2 скорости

Редукция винта

0,51

0,65 (0,53)

0,65 (0,53)

0,65 (0,53)

0,65 (0,53)

0,49 (0,53)

0,60 (0,49)

Размеры

длина, мм

2423

1740

1720

1720

1852

2363

2304

ширина, мм

980

715

712

712

739

739

739

высота, мм

1080

1000

1000

1000

1027

1000

1035

Сухая масса, кг

850

620 (688)

545

560 (573)

610

685

660

Взлётная мощность, л.с./ кВт

1030/755

800/585

1000/735

850/625

1100/835

1300/955

1350/990

при об/мин

1700

2400

2400

2300

2400

2700

2700

Давление наддува, бар

----

----

----

----

1,37

----

1,39

Мощность при наборе высоты и боевая мощн-ть, л.с./ кВт

----

----

----

910/670

960/705

1120/820

1200/880

при об/мин

----

----

----

----

2400

2500

2500

на расчетной высоте, м

4000

4000

0

4000

4000

8000

4900

Миним-й расход топлива, кг/кВт×ч(кг/л.с.×ч)

305 (225)

305 (225)

292 (215)

305 (225)

285 (210)

285 (210)

279 (207)

Удельная мощность, кг/кВт(кг/л.с.)

1,12 (0,82)

1,05 (0,77)

0,73 (0,54)

0,90 (0,66)

0,75 (0,55)

0,72 (0,53)

0,67 (0,49)

Удельная мощность, кВт/л. (л.с./л)

14,0 (19,1)

19,5 (26,6)

22,8 (31,0)

18,6 (25,4)

23,9 (32,5)

28,2 (38,4)

29,2 (39,8)

 

Вариант с карбюр-м испытан только на стендах. ОF2-дизельный вариант.

Вариант с карбюр-м. Испытан только на стендах. Прототип DB-600. F4 E с системой впрыска.

Серийный вариант для малых высот с карбюратором.

С карбюратором и с регулятором давления нагнетаемого воздуха. Производился серийно. Взлётная мощность DB-600G/H950 лс. (700 кВт.) . Устанавливался на Do-217 и Не-111..

Крупносерийное производство. Впрыск топлива. Гидравлический привод нагнетателя двигателя.

Силовая установка для Hs128.

Крупносерийное производство. Q/R с топливом С3 1300 лс. 955 (кВт.).Высотность 5600 м. Устанавливался на Bf-109 F и Me-110.

Все двигатели, за исключением F2, были перевёрнутыми (головки цилиндров располагались внизу.

Рис.1, Рис.2. Силовые установки DB-600 в Daimler-Benz Museum в городе Stuttgart.

Рис.3. DB-600 на моторной раме.

Рис.4. DB-600 на одном из ранних вариантов горизонтального бомбардировщика Не-111.

Рис.5. Цифрами на данном изображении обозначены:

1 Картер, 2 Коленчатый вал, 3 основной подшипник, 4 крепление подшипника, 5 масляный канал, 6 люк картера, 7 клапан для сброса воздуха и газов, 10 фланец для крепления навесных агрегатов, 11 масляный канал с горячим моторным маслом, 16 шатун, 17 поршень, 18 посадочное гнездо, 19 фланец выхлопного коллектора, 21 свеча зажигания, 22 шайба, 28 крышка цилиндров, 29 вал воздушного винта, 30 корпус понижающего редуктора, 30 и 31 подшипники, 34 зубчатое колесо, 35, 36 , 37 подшипники, 38 устройство распределяющее потоки моторного масла в системе смазки двигателя.

Рис.6. Вильчатые шатуны и роликовые подшипники с каретками изготовленными из лёгких сплавов.

Рис.7, Рис.8. Bf-109 D с силовыми установками DB-600.

Источники:

alternathistory.com

Большой авиационный двигатель Jumo-211. Германия

Еще в ходе завершающей стадии работ по двигателю Jumo-210 специалистам фирмы Jumo и руководству RLM стало ясно, что получение авиационных двигателей со значительно большей мощностью в то время было возможно только благодаря большому увеличению рабочего объёма двигателя.

В начале 1934 года RLM крайне недовольное постоянными увеличением времени необходимого на разработку и организацию производства фирмой Daimler-Benz авиационого двигателя DB-600 неожиданно выдалo фирме Jumo заказ на разработку нового авиационного двигателя который был бы своего рода страховкой на случай не удачи в ходе работ по DB-600. Диаметр поршня для нового двигателя на Jumo решили принять равным 150 мм, ход поршня 165 мм. Рабочий объём нового двигателя должен был составлять 35 литров. У его предшественника Jumo-210 диаметр цилиндра был равен 124 мм, ход поршня 136 мм, рабочий объём 19, 7 литра.

К работам над новым двигателем в проектном бюро фирмы Jumo в Dessau приступили еще не испытав как следует разрабатывавшийся с начала 30-х годов Jumo-210. В RLM при этом рисковало,  но риск этот в некоторой степени был оправданным потому что конструкторский коллектив фирмы Jumo на предприятии в городе Dessau был наиболее опытным в области авиационного моторостроения в Германии и разработка Jumo-210 проводилась вполне успешно подходя к своей завершающей фазе. По своему исполнению двигатель Jumo-211 мало чем отличал.с.я от своего предшественника Jumo-210. Общее руководство разработкой Jumo-211 было поручено доктору F.Neugebauer-у (В Германии тогда и в наше время звание доктора соответствовало и соответствует советскому/рoссийскому званию кандидат наук).

Коллектив фирмы Jumo опираясь на рaнее полученный в разработке авиационных двигателей опыт уже был хорошо подготовлен для решения подобных задач. Часть будущего Jumo-211 в виде 1/6 двигателя (2 цилиндра) были разработаны уже в конце 1934 года и в начале 1935 года приступили к сборке и испытаниям данного демонстрационного образца. Фирма Jumo в это время начала еще ряд исследований в области авиационного двигателестроения для чего ей потребовался дополнительный персонал который набирал.с.я путём размещения объявлений в немецкоязычных изданиях. Не смотря на уже имевшийся опыт при определении весовых характеристик двигателя были допущены ряд просчетов и двигатель в итоге оказался значительно более тяжелым, чем предполагалось в начале его разработки. RLM в категоричной форме требовало чтобы двигатель при сухом весе в 500 кг. развивал 1000 л.с. (735 кВт.)/(удельный вес 0,5 кг/л.с. (0, 68 кг/кВт.).

Сразу добиться таких высоких показателей не удалось. И только в самых последних версиях двигателя удалось выполнить требование по соотношению удельного веса на развиваемую двигателем мощность в 0,5 кг/л.с. (0, 68 кг/кВт.) и такое соотношение было возможным только на короткий промежуток времени работы двигателя. Для снижения веса двигателя в ходе работ постоянно приходилось проводить какие либо доработки отнимавшие довольно много времени. Между делом за счет установки системы впрыска топлива удалось добиться увеличения взлётной мощности двигателя до 1200 л.с. RLM пришлось согласиться с увеличением удельного веса до 0, 55 кг/л.с. вместо 0, 50 кг/л.с.

В начале испытаний недоукомплектованного 12-ти цилиндрового двигателя с карбюратором вместо системы впрыска двигатель при весе 615 кг. развивал 880 л.с. Первые агрегаты системы впрыска бензина для Jumo-211 появились в концe 1936 года. Доведение двигателя с этой системой и лётные испытания проводились в течении первой половины 1937 года и только поздней осенью на авиасборочные предприятия для бомбардировщиков Не-111 и Ju-87 начали поступать первые серийные двигателя Jumo-211А. В начале в процессе обучения пилотов и обслуживающего персонала стартовая мощность двигателей была снижена до 1000 л.с. при 2200 об/мин. Ожидалось что по мере получения необходимого опыта при изготовлении и эксплуатации двигателей можно будет значительно увеличить обороты двигателей и , соответственно,  развиваемую ими мощность.

После запуска двигателя в серийное производство объёмы его производства быстро увеличивались и почти все бомбардировщики Ju-87 и Ju-88,  а так же несколько вариантов бомбардировщика Не-111 получили двигателя Jumo-211 Довольно большой по рабочему объёму (35 л) двигатель с размерностью цилиндро-поршневой группы 150*165 мм гарантировал получение сравнительно высокой мощности и хорошие условия протекания рабочего процесса в цилиндрах двигателя. Проводившиеся в ходе производства двигателя многочисленные доработки так же способствовали улучшению протекания рабочего процесса в сравнении с тем что имелось в наличии у Jumo-210 что в свою очередь позволило получать большую мощность:

Системы охлаждения двигателей начиная с варианта Jumo-211 J оборудовались рекуператором.

Все серийные двигателя начиная с варианта Jumo-211А получили систему впрыска топлива. Дoрабатывалась система оxлаждения. Начиная с варианта Jumo-211F давление и максимально допустимая температура охлаждающей жидкости были увеличены.

Всё большее применение находили различные автоматические системы для регулировок различных параметров работы двигателя.

Всё эти доработки позволяли значительно улучшить и моторный ресурс и условия для проведения технического обслуживания и ремонта. Доработки применялись постепенно по мере получения необходимого опыта от одной модификации двигателя к другой начиная с 1937 года и до самого завершения производства этого двигателя в 1944 году когда на смену хорошо зарекомендовавшему себя, но уже сравнительно маломощному Jumo-211 пришел значительно более современный и мощный Jumo-213 имевший практически одинаковые с Jumo-211 габариты.

Производились следующие варианты Jumo-211:

Как видно в процессе разработки новых вариантов двигателя в его конструкцию регулярно вносились какие либо изменения. Некоторые из этих новых вариантов двигателя (Jumo-211 D/G/H L, M, R) производились мелкой серией или отличались от прочих аналогичных вариантов с иным обозначением только передаточным числом редуктора. Для вариантов Jumo-211F/J в целях повышения развиваемой двигателем мощности в конце 1940 года предпринимались попытки разработки и запуска в серию в количестве 150 единиц более совершенного варианта двигателя у которого степень сжатия была увеличена с 6, 5 до 8, 0 единиц. Для этого двигателя был необходим бензин с октановым числом в 100 единиц. Так как подобный бензин производили в ограниченном количестве и он необходим был в первую очередь для двигателей которые устанавливались на истребителях от этой идеи в итоге пришлось отказаться. После этого моторостроители продолжили совершенствование двигателя в первую очередь в плане доработки нагнетателя для того чтобы использовать имевшиеся в конструкции Jumo-211 резервы. Наибольшей проблемой возникшей в начале производства и эксплуатации Jumo-211 были всё более увеличивающиеся механические и термические нагрузки приводившие к внесению изменений в конструкцию двигателя. Уже в ходе доведения до приемлимого уровня надёжности и первого опыта эксплуатации первого серийного варианта Jumo-211А возникла необходимость доработки коленчатого вала и поршневых втулок. У варианта Jumo-211В были доработаны кулачки распределительного вала и усилены ряд деталей нагнетателя. У вариантов D/G вновь был усилен коленчатый вал и моторный блок и только у варианта Jumo-211F опять же после ряда доработок коленчатого вала,  подшипников коленчатого вала,  противовесов коленчатого вала и шатунов стало возможным увеличить максимальные обороты двигателя и получить отвечающий всем основным предъявляемым к авиационому двигателю требованиям с моторесурсом достигавшим как правило величины в 200 моточасов. В то время подобный моторесурс для бомбардировочных двигателей был не большим.На практике в ходе ведения активных боевых действий двигателя не редко не вырабатывали и гарантированных 200 моточасов. В первую очередь это касалось коленчатого вала воспринимавшего большие нагрузки. Изготовление и балансировка коленчатых валов для двигателей такой мощности и размера в те времена еще представляли собой не полностью разрешимые проблеммы. Из за вынужденного по условиям Версальского договора перерыва в разработке подобных двигателей моторостроители не могли в полной мере опереться на ранее полученный опыт в данной области как их зарубежные коллеги по скольку в качестве прототипа моторостроителям фирмы Jumo мог служить только разработанный в 1928 году L5G. L5G в сравнении с Jumo-211 был значительно проще по конструкции и опыт полученный при его разработке в части гашения возникающих на различных режимах работы двигателя колебаний при помощи торсионных демпферов можно было использовать только частично. В начале испытаний Jumo-211 возникали поломки коленчатого вала и эти поломки приходилось какое то время воспринимать как нормальное в данной ситуации явление. Сотрудникам моторостроительного отделения фирмы Jumo по ходу испытаний Jumo-211 приходилось находить новые технические решения которые после начала войны еще более усложнились из за дефицита необходимых для производства двигателей материалов, сбоев в поставках ряда деталей и агрегатов , необходимости значительного увеличения объмов производства и недостатка специалистов с соответствующим уровнем подготовки. Значительные проблеммы,  как уже сообщалось выше,  возникали в системе охлаждения двигателя где необходимо было решить проблеммы с возникающими в системе охлаждения скоплениями газов и водяных паров. Эту проблемму решили применив опыт полученный в ходе эксплуатации Jumo-210 за счет использования рекуператора и турбомуфты. Важнейшим шагом в доработке системы охлаждения стала пременявшаяся с варианта Jumo-211F системa охлаждения с повышенными параметрами температуры охлаждающией жидкости (до 115 град. С на уровне моря и до 85 град С. при полётах на больших высотах) и увеличенным на 0, 4 атм. Давлением,  что позволило до минимума снизить не равномерность охлаждения за счет удаления большей части возникающего в системе охлаждения газов и водяных паров. Не меньшее внимание уделялось доработке нагнетателя. С начала в нагнетателе использовалось разработанное фирмой Jumo рабочее колесо нагнетателя типа Gt4 с более высокой угловой скоростью которое начиная с варианта Jumo-211F было закрыто на 30 % что позволило увеличить на 40 % давление нагнетаемого воздуха. Начиная с варианта Jumo-211F/J нагнетатель получил дополнительную систему охлаждения нагнетаемого воздуха с рекуператором. Моторостроительное предприятие фирмы Jumo в Dessau уже имело некоторый опыт по этой части полученный в ходе работ по дизельному авиационному двигателю Jumo-207 и в ходе работ над Jumo-211F/J полученные ранее результаты были еще улучшены хотя и не были реализованы все возможности. Так у варианта Jumo-211F без охлаждения нагнетаемого воздуха было отмечено значительное снижение давления нагнетаемого воздуха на больших высотах. При применение дополнительного охлаждения нагнетаемого воздуха потери давления оказались еще выше что противоречило теоретическим расчетам по скольку на практике возникло довольно значительное подтормаживание потока нагнетаемого воздуха порядком снизившее эффективность охлаждения нагнетаемого воздуха. Для ликвидации этого крайне негативного явления следовало провести ряд исследований.

Система впрыска бензина использовавшаяся почти на всех вариантах Jumo-211 позволила получить довольно низкий удельный расход топлива и одновременно получить возможность точно регулировать количество подаваемого в двигатель бензина. Топливный насос системы впрыска управлял.с.я специальным устройством на подобии механического компьютера (Flugtriebautomat Jumo-211) значительно облегчавшим и упрощавшим пилоту все регулировки связанные с подбором наиболее оптимальных параметров работы двигателя и всей силовой установки на различных высотах что так же позволило повысить безопасность полётов. В расположенной ниже таблице можно увидеть каким образом совершенствовались рабочие процессы и развиваемая мощность различных вариантов двигателей от Jumo-210 до Jumo-211F.

Варианты двигателя

Jumo-210G

Jumo-211A

Jumo-211B

Jumo-211F

Jumo-211J

Тип

12-ти цилиндровый V- образный

12-ти цилиндровый V- образный

12-ти цилиндровый V- образный

12-ти цилиндровый V- образный

12-ти цилиндровый V- образный

Охлаждение

вода+глюколь

вода+глюколь

вода+глюколь

вода+глюколь

вода+глюколь

Диаметр цил-в, мм

124

150

150

150

155

Ход поршня, мм

136

165

165

165

165

Рабочий объём, л

19,7

35,0

35,0

35,0

35,0

Степень сжатия

7,3

6,5

6,5

6,5

6,5

(окт число бензина)

87

87

87

87

87

Нагнет-ль

одноступ-й двухскор-й

одноступ-й двухскор-й

одноступ-й двухскор-й

одноступ-й двухскор-й

одноступ-й двухскор-й

Редукция винта

0,57

---

0,60

0,55

0,55

Размеры

 

 

 

 

 

длина, мм

1478

2173

2173

2173

2173

ширина, мм

686

804

804

804

804

высота, мм

1014

1053

1053

1053

1053

Сухая масса, кг

445

615

660

720

720

Стартовая мощность, кВт/л.с.

535/730

735/1000

880/1200

985/1340

1045/1420

при об/мин

2700

2200

2400

2600

2600

Давление наддува

1,26

1,18

1,32

1,37

---

Средняя скорость поршня, м/с

12,2

12,1

13,2

13,4

13,4

Расчетная высота, м

3800

5200

5200

5300

5300

Миним-й расход топлива, кг/кВт×ч(кг/л.с. ×ч)

311/229

---

282/207

279/205

---

Удельная мощность кг/кВт(кг/л.с.)

0,83/0,61

0,84/0,62

0,75/0,55

0,73/0,54

0,69/0,51

Удельная мощность кВт/л(л.с./л)

27,2/37,1

21,0/28,6

25,1/34,3

28,1/38,3

29,9/40,6

Мощность двигателя благадаря доработкам увеличивалась и в последенем серийно выпускаемом варианте Jumo-211Р составляла 1500 л.с. что было на 50 % больше чем у первого серийно выпускавшегося варианта двигателя. Согласно документации фирмы Jumo всего было изготовлено 68248 по другим данным (68293) двигателя Jumo-211-больше чем какого либо другого типа авиационных двигателей производившихся в Германии в 30-40 годы. В ноябре 1942 года моторостроительные заводы расположенные в Köthen-e,  Leipzig-e,  Magdeburg-e в течении месяца произвели наибольшее количество 1700 двигателей данного типа. Официально впервые двигатель Jumo-211В был представлен будучи установленным на опытном образце бомбардировщика Ju-88 V5 когда данный самолёт в марте 1939 года с грузом массой 2 тонны установил рекорд скорости полёта средняя скорость 517 км/час (для 2-х моторных бомбардировщиков) по замкнутому маршруту Dessau-Zugspitze-Dessau протяженностью в 1000 км. Такой высокий для того времени показатель скорости на маршруте был достигнут благадаря наличию на двигателях системы впрыска топлива. О наличии подобных систем на авиационных двигателя производившихся в Германии за рубежом было мало что известно. Но вскоре после начала ВМВ в октябре 1939 года один бомбардировщик Не-111 был сбит над Шотландией. Английские специалисты получили возможность внимательно изучить данное новшество и после ряда проведённых собственных исследований английские моторостроительные предприятия спустя довольно не продолжительный период времени приступили к изготовлению уже собственных систем впрыска топлива для авиционных двигателей что позволило английским моторостроителям сделать существеный шаг вперёд в данной области,  значительно увеличить мощности производившихся в стране двигателей и улучшить ТТХ самолётов поступавших на вооружение RAF. Двигатель Jumo-211 производился в большом количестве и устанавливался исключительно на немецких бомбардировщиках Ju-87, Ju-88, He-111 и на ряде опытных образцов 2-х и 4-х моторных бомбардировщиков испытывавшихся в Германии до 1944 года. В июне/июле 1944 года после среднемесячного производства в 1000 двигателей данного типа объёмы производства Jumo-211 были резко снижены и в августе этого же года от производства двигателей Jumo-211 моторостроительные предприятия перешли к более совершенному Jumo-213 материал о котором будет опубликован не много позднее.

Различные варианты двигателя Jumo-211.

Схематичное изображение двигателей Jumo-211.

Одноступенчатые нагнетатели двигателей Jumo-211. Нагнетатели подобного же типа были ранее разработаны и для Jumo-210.

Большая часть из построенных в Германии пикирующих бомбардировщиков Ju-87 начиная с модификации В-1 получили различные варианты двигателя Jumo-211 мощностью от 1200 л.с. у Ju-87 В-1 до 1500 л.с. у Ju-87D-8.Фотография сделана Ju-87 на Восточным фронте. В начале Великой Отечественной Войны бомбардировщики данного типа в условиях господства в воздухе немецкой авиации так же как и на многих других фронтах в самом нaчале ВМВ в условиях слабого противодействия противников добились высоких результатов. В дальнейшем по мере усиления авиации противников Германии подразделения Люфтваффе имевшие на вооружении самолёты данного типа несли всё более серьёзные потери и лишь грубые ошибки высшего руководства Люфтваффе в части планирования развития Люфтваффе вынуждали и в этих всё более и более не благоприятных условиях продолжать производство морально устаревшего бомбардировщика и во второй половине ВМВ.

Ju-87 cо снятыми моторными капотами.

.

Большая часть произведённых двигателей Jumo-211 всех модификаций устанавливалась на широко известных пикирующих бомбардировщиках Ju-88 принимавших активное участие в боевых действиях ВМВ от Северной Африки до Норвегии и от Атлантики до Сталинграда.

Источники:

alternathistory.com