Flygmotor: luft eller vattenkyld?

Innehållsförteckning:

Flygmotor: luft eller vattenkyld?
Flygmotor: luft eller vattenkyld?

Video: Flygmotor: luft eller vattenkyld?

Video: Flygmotor: luft eller vattenkyld?
Video: Поражение авианосца США USS Forrestal 2024, April
Anonim
Bild
Bild

Så efter att ha övervägt de bästa företrädarna för motorerna under andra världskriget, beordrar motorguden själv att reflektera över vilken av hjältarna som var mer lönsam och svalare. Det finns många åsikter här, men låt oss försöka titta på motorerna opartiskt och med lite lust.

Vi kommer att överväga exemplen på krigare, helt enkelt för att bombplanen med sina uppgifter i princip inte spelar någon roll vilken motor som ska flyga. Vi flyger och vi flyger, vi flög, bomber släppte, vi flyger tillbaka. För kämparna var allt något mer komplicerat när det gäller uppdrag.

Så vad var bättre: en luftkyld motor eller en vattenkyld?

Ja, vi kommer att kalla vätskekylmotorn ur vanligt vatten, för vilken typ av frostskyddsmedel fanns det på 30-40-talet av förra seklet? I bästa fall vatten med etylenglykol. I värsta fall vatten och salt eller bara vatten.

Med skruvar!

Bild
Bild

Konfrontationen mellan "flytande" och "luft" -motorer började när dessa motorer dök upp. Närmare bestämt när ingenjörerna kom på idén att det var värt att sluta rotera roterande motorer runt vevaxeln. Och så dök "luftstjärnan" upp. Ganska vanlig motor, inga finesser och problem. Men i slutet av första världskriget kunde ingenjörer ganska anpassa en vattenkyld bilmotor, så tävlingen började redan då.

Och under hela sin existens tävlade vätskekylda V-motorer och luftkylda radialmotorer med varandra.

Var och en av dessa typer av motorer har fördelar och nackdelar. För att jämföra, låt oss ta några motorer från båda kategorierna. Låt oss bara säga det bästa av det bästa.

ASh-82 och Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp kommer att spela för flygmännen, Rolls-Royce Merlin X, Daimler-Benz DB 605, Klimov VK-105 kommer att spela för vattenmännen.

Bild
Bild

Det finns en orättvisa i tabellen. Kännare kommer direkt att förstå vad det här handlar om: naturligtvis är detta vikt. För "vatten" i prestandaegenskaperna ges alltid den så kallade "torra" vikten, det vill säga utan vatten / frostskyddsmedel. Följaktligen kommer de att vara bakom kulisserna, det vill säga på banan, tyngre. Någonstans med 10-12%, vilket är mycket.

Låt oss nu jämföra.

Design

Strukturellt är det naturligtvis lättare att lufta. Ingen kyljacka behövs, ingen radiator behövs, ingen rustning som skyddar radiatorn, rörledningar, kylarluckor.

Luftmotorn är enklare och därför billigare att tillverka och underhålla. Och säkrare i striden. Det är känt att luftkylda motorer tål flera träffar och fortsatte att fungera, efter att ha tappat två eller till och med tre cylindrar. Men vattenmotorn misslyckades lätt vid en träff i kylaren.

1: 0 till förmån för luftmotorer.

Kyl

Mer effektivt, i allmänhet, luft. Huvudproblemet med dubbelstjärnor var värmeborttagning från den andra cylinderraden. Om designers kunde hantera det, var allt bara bra.

Under flygningen gav flygplanet tyst den nödvändiga mängden luft för att kyla cylinderhuvudena. Och vattenmotorn hade en begränsning i form av vätsketemperatur, som begränsades av kokpunkten för vatten / frostskyddsmedel. Temperaturen på cylinderhuvudena på en luftmotor är i alla fall högre än kylvätskans temperatur, så att luften var mer effektiv med samma volym luft som passerade genom luftens cylinderhuvuden och kylmotorerna i vattenmotorerna, eftersom radiatorområdet var klart sämre än stjärnan. Och avlägsnandet av en värmeenhet krävde en större volym luft än från topparna.

Speciellt när radiatorerna med tiden dolts i tunnlarna.

2: 0 till förmån för luft.

Aerodynamik

Ja, vattenmotorer hade definitivt en fördel här. Tunnare och skarpare näsa, smalare flygkropp-vattendrivna flygplan var märkbart snabbare än deras flygdrivna konkurrenter.

Bild
Bild

Den tjocka pannan på ett luftdrivet flygplan är ett allvarligt slag mot flygplanets aerodynamik. Och i början av resan, och i allmänhet, ansågs Townend -ringen som toppen av aerodynamiska uppfinningar.

Och i början av 40 -talet fanns det en slags sådan uppdelning: flygplan med vattenmotorer var snabbare, flygplan med flygplan var mer manövrerbara.

Det är värt att notera här att den lättare I-16, A6M, "Rock" verkligen var mycket manövrerbara maskiner. Men de var sämre i hastighet än sina vattentävlande.

Det bästa exemplet här är vår I-16.

Bild
Bild

Faktum är att "Cyclone" från företaget "Wright" slog I-16 lätt Bf-109B i Spanien. Men så snart tyskarna fick DB-600, vilket gav Emil fördelen i hastighet och vertikal, förändrades rollerna direkt, och gårdagens jägare blev ett spel.

Bild
Bild

I verkligheten var det inte bara en mer kraftfull generation av motorer, det var också en fråga om aerodynamik. Planen blev tunnare och smidigare, radiatorerna försänktes in i vingarna och flygkropparna, och användningen av frostskyddsmedel gjorde det möjligt att förbättra värmeöverföringen och minska storleken och - viktigast av allt - vikten av radiatorer och kylvätska, som måste hällas in i systemet.

Alltså 2: 1 till förmån för luft.

Beväpning

Och här finns det många nyanser.

Vattenmotorn skapades helt enkelt för riktiga luftskyttar, eftersom den tillät användning av en sådan underbar sak som en motorpistol. Pistolen var riktad exakt mot näsan på planet, inga problem. Dessutom kunde ett par maskingevär placeras runt cylinderblocket.

Bild
Bild

Allt detta gav en mycket bra andra volley med minimal spridning. En mycket viktig punkt.

Här måste du omedelbart ge en poäng till vattenmännen. 2: 2.

Men vem sa att de luftkylda krigarna var ledsna? Absolut inte!

Låt oss börja med att det fanns två unika fighters, La-5 och La-7, med vilka ASh-82-motorn gjorde det möjligt att placera två och tre synkrona ShVAK-kanoner. Ja, ammunitionslasten var ganska anständig, cirka 120 omgångar per kanon, detta räckte över taket för att genomföra en strid och förstöra eventuella fiendens bombplan.

Flygmotor: luft eller vattenkyld?
Flygmotor: luft eller vattenkyld?

Men Lavochkins fighters är ett mycket intressant undantag från regeln.

Men alla andra, tyskar, japaner, amerikaner, föredrog att dra nytta av att det inte finns några skrymmande kylradiatorer i och runt vingen och placerade hela batterier i vingarna.

Bild
Bild

Förresten, det finns också tillräckligt med plus. Lättare att underhålla … nej, inte vapen. Bara en motor, runt vilken kanoner, maskingevär och patroner / skal inte fastnar. Det finns mer utrymme i vingen, du kan markera ut mer ammunition och ett större antal fat.

Focke-Wulf 190A-2, ägare till en av de mest imponerande andra omgångarna, bar fyra 20 mm kanoner i sina vingar. Det var sant att det fanns en "hemlighet". Roten (som ligger närmare flygkroppen) hade kanoner med 200 ammunitionsrundor, och de avlägsna bara 55. Men ändå imponerande. Plus två synkrona maskingevär.

Bild
Bild

Japanerna på Ki-84 "Hayate" kostade mindre ammunition för vingkanoner, bara 150 varv och 350 omgångar för synkrona maskingevär.

Men enligt min mening har amerikanerna uppnått den mest betydande framgången när det gäller utplacering av vapen. P-47 med åtta 12,7 mm Browning och F4U Corsair med sex är ganska. Plus en ammunitionslast på 400-440 varv per fat. På vingen ytterst från flygkroppen kan sidolådan reduceras till 280 omgångar, men detta är verkligen obetydligt.

Bild
Bild

Du kan prata länge om ämnet som är bättre, två kanoner eller sex stora kaliber maskingevär, men det här är ett ämne för en separat studie. Det finns fördelar och nackdelar. I alla fall 3 000 omgångar mot 300-400 omgångar - det finns något att prata om.

Bild
Bild

Så i de kvantitativa termerna för utplacering av vapen visade sig krigare med flygmotorer inte vara sämre än sina kollegor. Eftersom luftmotorerna var mer kraftfulla än vattenmotorerna fick de därför ta mest ombord. Det är logiskt.

Och om vi jämför Yak-9 med en 20 mm kanon och ett 12,7 mm maskingevär mot en amerikansk fighter med ett batteri på åtta 12,7 mm "Browning", är det mycket svårt att säga vem som blir vinnare. Asu-prickskytt kommer naturligtvis bara att behöva ett dussin eller två skal, men om vi talar om piloter i mittplan … Där blir maskingevärna mer intressanta, för åtminstone kommer något att träffa.

Luftpoäng. 3: 2.

Skydd

Allt är helt annorlunda här. Vattenmotorn måste skyddas. Skydda själva motorn från lumbago, skydda kylaren, skydda alla beslag. För en eller två träffar i motorjackan eller kylaren - och det var det, de kom fram. Ja, det dröjer en stund innan motorn fastnar från överhettning. Och du kan försöka nå en lämplig plats antingen på ditt territorium, eller - en fallskärm. Inte särskilt tillförlitligt, inte särskilt bekvämt.

En luftstjärna kan helt enkelt försvaras som en pansarplatta. Dessa motorer var naturligtvis rädda för lumbago, men det fanns fall då Focke-Wulfs rökte utan ett par cylindrar, men flög. Och vår "La" kröp ganska normalt till flygfält med tre utslagna cylindrar. Det finns många sådana fall registrerade i historien.

Det är därför La, Thunderbolt och Focke-Wulf visade sig vara mycket bra attackflygplan. Luftmotorn kunde gömma sig för små kaliber luftvärnskanoner och bära allt i dess väg. Och kraftfullare motorer gjorde det enkelt att ta bomber ombord. La -5 - 200 kg, "Focke -Wulf" 190 -serien F - upp till 700 kg och "Thunderbolt" -serien D - upp till 1135 kg.

Nu kommer vissa att säga att det bästa attackflyget under andra världskriget flög på en vattenmotor, och de kommer att ha rätt.

Bild
Bild

Il-2 är dock ett attackflygplan som föddes som ett attackflygplan. Och ovanför handlade det om krigare som blev attackflygplan. Det är en skillnad, och främst när det gäller skydd.

Och när det gäller skydd är luftkylda motorer definitivt framme. 4: 2.

Detta är bilden. Anledningen till detta är naturligtvis de dubbelradiga stjärnorna som dök upp i början av 1940-talet. Och de har förmörkat vattenmotorerna, som har tagit ett stort steg framåt sedan starten.

Huvudsteget i utvecklingen av luftkylda motorer var det ögonblick då konstruktörerna klarade problemet med att kyla den andra raden cylindrar. Mycket gjordes för detta: de flyttade isär raderna med cylindrar för att luft skulle kunna flöda runt cylinderhuvudena, ökade oljekylarnas yta, eftersom det mesta av värmen togs bort exakt genom oljan, och ökade flänsarna på cylindrarna.

Det var lösningen på kylproblemet som satte stjärnorna framåt när det gäller kraft och massa. Det var enkelt: dubbelstjärnan hade en större förskjutning jämfört med vattenmotorn. Därav den stora makten.

Om vi jämför den specifika effekten hos våra motorer vid nivån 1943, hade ASh-82F en indikator på 1,95 hk / kg och VK-105P-2,21 hk / kg motorvikt. Det verkar som att VK-105P var bättre. Och alla plan med det borde ha haft en fördel.

Men om vi tar ett flygplan som flög både VK-105 och ASh-82 och jämför, kommer vi inte att bli förvånade över att se att LaGG-3 med VK-105P när det gäller flygprestanda förlorade mot La-5 med ASh-82 i alla avseenden. Och detta trots att La-5, låt oss säga, inte lyste aerodynamiskt.

Kraften i dubbelstjärnan ASh-82 löste alla aerodynamiska problem genom att helt enkelt dra ut planet på bekostnad av de "extra" 500 hk.

Bild
Bild

Naturligtvis tänkte designarna på vattenmotorerna inte ge upp och försökte komma ikapp luftventilerna. Det har försökt att koppla ihop motorerna så att de två motorerna fungerar genom en växellåda på en enda propeller. I verkligheten lyckades ingen.

Smartare var utformningen av H- och X-formade motorer, då flera cylinderblock skulle fungera på en vevaxel. En sådan motor kom från britterna, Napier "Sabre", ett 24-cylindrig monster. "Typhoon" flög naturligtvis med honom, men så snart britterna tänkte på deras air Bristol "Centaur", då glömde de säkert "Sabren".

I slutet av andra världskriget dök en ny generation vattenmotorer upp, med en ökad förskjutning främst på grund av en ökning av kolvdiametern och en gallring av blockväggarna. Å ena sidan påverkade detta resursen, å andra sidan gav det nödvändig kraft. AM-42, "Griffon", DB-603, Yumo-213-de var alla bra i detta avseende, men var sena till kriget.

För att sätta sista handen på kolvmotortävlingen är det värt att titta på slutet av deras karriär.

När turbojetmotorer dök upp måste kolvmotorer gå i pension.

Ljus- och sportflyg blev domänen för förbränningsmotorer, som hade sina egna krav på motorer.

Bild
Bild

Flygmotorer sysslade med sportflyg, men vattenmotorer var helt enkelt tvungna att lämna helt och hållet. Visst, de senaste åren har det funnits en tendens att återföra dieselmotorer till luftfarten, men i alla fall är det inte så mycket flygmotorer som bilmotorer.

Så sammanfattningsvis skulle jag ta ansvar för att argumentera för att luftkylda förbränningsmotorer för flygplan var mer effektiva än sina vätskekylda motsvarigheter på flera sätt.

Det faktum att mirakelmotorn ASh-82 fortfarande fungerar både i flygplan och i helikoptrar bekräftar bara detta uttalande.

Bild
Bild

Så om någon tänker annorlunda finns det var man ska tala och lämna sin röst i lämplig form.

Rekommenderad: