Under vår sändning på flygplan ställdes en fråga om dieselmotorer för flygplan. Ämnet är inte alls eteriskt, eftersom det inte finns mycket att argumentera om, men det finns intressanta stunder som har fortsatt i våra dagar.
För - här är den, en flygdieselmotor.
I allmänhet har bara två länder nått den vettiga användningen av diesel inom luftfarten. Tyskland och Sovjetunionen. Gud själv befallde den första, eftersom Diesel var tysk och all utveckling efter hans död kvarstod i Tyskland, men Sovjetunionen är en separat och komplex fråga.
Faktum är att båda länderna började utveckla dieseltemat inte från ett bra liv. Det var problem med motorerna, tyskarna hade fortfarande brist på olja, vi hade ingen teknik för dess normala bearbetning. Högoktanbensiner var en ouppfylld dröm för Sovjetunionen; de utkämpade hela kriget mot importerat högoktanbränsle.
Egentligen gav de väsentligen olika problemen med oljeplanen upphov till intresse för dieselmotorer. Och det var från vad.
En enorm fördel med en dieselmotor ansågs vara förmågan att inte arbeta med bensin, men, som de skulle säga nu, på alternativa bränslen. Det vill säga fotogen och diesel. Ja, den tidens fotogen kunde normalt laddas in i en dieselmotor, och motorn tuggade den perfekt. Även moderna dieselmotorer kan mycket väl använda fotogen som vinterbränsle vid mycket låga temperaturer, det är bara nödvändigt att tillsätta cetanförstärkande tillsatser.
Fotogen var inte lika brandfarligt som flygbensin, och det hade inte varit några problem med dess destillation från olja sedan 1746.
Baksidan är den stora massan av dieselmotorn jämfört med bensinmotståndet.
Resultatet blev en situation där det var synd att inte försöka utveckla motorer för flygplan som skulle köra på bränslet som är lättare att köra ut. Det är vettigt, eller hur? Speciellt när det sker utvecklingar. Tyskarna delade sina recept på ett mycket vänligt sätt, och arbetet i Sovjetunionen började också koka.
Varje land gick sin egen väg.
När arbetet fortskred blev det klart att en dieselmotor inte var en motor för en stridsflygplan. Han kom ut för obehagligt, kunde inte svara på kravet att snabbt öka omsättningen. Detta är dock fortfarande relevant nu.
Därför tilldelade de sovjetiska (låt oss börja med oss) omedelbart en nisch för långdistans- och tunga bombplan för flygdiesel. För det första var planen själva stora och var inte rädda för motorns massa, och för det andra effektiviteten, vilket innebär att räckvidden var den avgörande faktorn.
Till skillnad från tyskarna fick våra konstruktörer i uppdrag att ta bort den maximala effekten på 1300-1500 hk från dieselmotorer, vilket var en något fantastisk siffra. På den tiden kunde landet inte skapa en bensinmotor med sådan kraft, men här en dieselmotor …
Men det var just på motorer med denna kraft som skulle kunna accelerera ett bombplan som väger 13-15 ton till en acceptabel hastighet på 400 km / h och ge en räckvidd på 2500-3000 km som sovjetiska designers fokuserade på.
Andrei Dmitrievich Charomsky måste betraktas som landets främsta dieseloperatör.
Under hans ledning utvecklade CIAM-teamet (Central Institute of Aviation Motors uppkallat efter PI Baranov) en 900 hk AN-1A dieselmotor, som vid låga (upp till 2500 m) höjder absolut inte var sämre än bensinmotorer. AN-1A blev grunden för vidareutveckling av dessa motorer, efter att ha lyckats genomföra tester på TB-3D-bombplanen.
Sedan arresterades Charomsky som ett skadedjur, och på grundval av AN-1A utvecklade de två motorer, M-40 (arbete utfördes vid Kirov-fabriken i Leningrad under ledning av V. M. Yakovlev) och M-30 ("Sharaga" vid anläggningen nummer 82 i Moskva under ledning av S. I. Zhilin och A. G. Takanaev).
Arbetet utfördes i "topphemligt" -läge, det nådde galenskap: militära representanter från en annan avdelning kunde inte få tillgång till motorerna för att kontrollera produkternas kvalitet. Tillstånden utfärdades personligen av folkkommissarie för flygindustrin A. I. Shakhurin.
Utvecklingen av båda motormodellerna utfördes i riktning mot att bibehålla arbetsvolymen, cylinderhålet och kolvslaget i riktning mot ökad startkraft och motorhöjd. Motorernas höjd skulle tillhandahållas av tvåstegs turboladdare, TK-88 på M-40 och TK-82 på M-30. Fyra turboladdare installerades på varje motor.
År 1940 var motorerna inte färdiga, men det fanns inget behov av dem heller. Diesel betraktades uteslutande som en politisk motor som kunde tillhandahålla en flygning runt om i ett rekordflygplan under kontroll av M. M. Gromov. Det fanns ett sådant projekt.
Flyget skedde inte, eftersom de inte kunde uppnå den nödvändiga motorresursen på 100 timmar från båda motorerna. Växter och konstruktörer fick i uppgift att genomföra bänkprov i augusti 1940 och till hösten att installera motorer på TB-7 och DB-240 flygplan (framtida Er-2) för flygprov.
Låt oss vara ärliga, dieslar är överskattade. Man får intrycket av att den sovjetiska luftfartsledningen väntade sig någon form av mirakel från motorerna, eftersom 1941 träffades en kommission vid Air Force Research Institute, som bestämde kraven för ett nytt flygplan under de forcerade M-40F-dieselmotorerna, en bomblast på hela 6000 kg !!!
Flygplanet under utveckling var tänkt, enligt kommissionen (ledd av generalmajor Filin), att bära en FAB-2000-bomb i bombkupén och två (!) På den yttre lyftselen!
Det är svårt att säga vad som hände i designern Eromolajevs själ, men jag tror inte att allt strålade där av lycka. För endast när 4 ASh-82F-motorer (1700 hk) installerades på Pe-8 1944, kunde Pe-8 i undantagsfall och över korta avstånd ta 6000 kg bomber.
Och sedan 1941 …
Dessutom, utan att vänta på teststart, utfärdade Shakhurins avdelning (NKAP) en uppgift till Voronezh-flygplansfabrik nr 18 med en order på konstruktion av 90 Er-2-flygplan med M-40F-dieselmotorer 1941 och 800 maskiner i 1942.
Det är klart att alla dessa planer förstördes av kriget. Men det är bättre på detta sätt, eftersom de kunde föra motorerna till flygande skick strax före krigets början.
Först den 23 juli 1941 godkände chefen för LII NKAP M. M. Gromov lagen om testning av Er-2-flygplanet med M-40F-motorer. Vid tester visade flygplanet med dieselmotorer en hastighet på 448 km / h till uppskattningsvis 480 km / h. Efter att ha undanröjt många brister fick maskinerna grönt ljus, men kriget började och förde med sig dieselflyget.
Vi talar om de berömda räderna mot Berlin i augusti 1941. 8 TB-7-flygplan med M-30-motorer skulle delta i operationen den 10 augusti. Faktum är att sju bilar deltog i razzian, sedan den åttonde kraschade under start. Av de återstående sju återvände ETT (!) Plan till sitt flygfält i Pushkin. Resten, tyvärr, tvingades sitta på olika platser just på grund av M-30-motorernas fel.
Tja, som vanligt hos oss, kom alla brister i dieselmotorer, till vilka ledningen för NKAP villigt blundade för Berlin -fiaskot, "plötsligt" fram och blev en tillräcklig orsak till den nästan fullständiga nedskärningen av dieseln program. Det var sant att det först beslutades att avvisa M-40F, och M-30 "förbjöds" lite senare.
Ermolajev kämpade för sitt plan till det sista. Den 5 augusti 1941 riktade han ett brev till folkkommissarie för flygindustrin, Shakhurin:
"Med hänsyn till det särskilda behovet av vårt försvar för långdistansbombare anser vi att det är nödvändigt att fortsätta vår anläggnings arbete med att skapa flygplan-långdistansbombare och vi ber dig … att ge teamet till våra planera möjligheten att avsluta förfining av Er-2 2M-40F-flygplanet."
M-40F: s öde bestämdes emellertid praktiskt taget av den misslyckade razzian TB-7 på Berlin. Dessutom förlorades Kharkov, men redan innan förlusten av staden överfördes Kharkov-traktorverket till produktion av V-2-dieselmotorer och T-34-tankar. Och hösten 1941 blev det omöjligt att utföra arbete på M-40F i Leningrad, sedan tyskarna inledde en blockad.
Om vi vänder oss till de historiska dokumenten kan vi se att den kompletta uppsättningen dokumentation för dieselmotorer från Ermolaev Design Bureau överfördes till Voronezh under första hälften av 1941. Dock monterade Plant # 18 flygplan, inte motorer. Därför var det helt enkelt orealistiskt att snabbt etablera produktionen av M-40F i Voronezh. Och 1942 började evakueringen av denna anläggning.
I allmänhet tillverkades i början av kriget cirka 200 flygplansdieslar av båda märkena i Sovjetunionen. Först och främst installerades motorerna på TB-7 och för det andra på Er-2. Resultaten var en besvikelse: under testerna kunde endast 22% av M-40-motorerna och 10% av M-30-motorerna arbeta i mer än 50 timmar, medan ungefär var tredje dieselmotor misslyckades utan att ha tjänat ens 10 timmar.
Faktum är att flygplanets dieselprogram begränsades, den släppta Er-2 överfördes till AM-35 och AM-37.
Men Ermolajev och Charomsky gav inte upp. De ville verkligen att flygvapnet skulle få en långdistansbombare. Och 1943 presenterade de Er-2 med M-30B-motorer för domstolen.
Bokstaven "B" i motorns namn innebar att överladdningen utfördes på ett kombinerat sätt: förutom de två vänstra turboladdarna försåg Charomsky dieseln med en drivladdare som lånats från AM-38-motorn. Detta säkerställde en stabil drift av motorn vid höga flyghöjder.
Fordonets tomvikt ökade till 10325 kg (vilket är nästan ett och ett halvt ton mer än Er-2 2 AM-37) och maximal start (beräknad)-upp till 17650 kg. Besättningens sammansättning förändrades inte och inkluderade en pilot, navigatör, skytt och gunner-radiooperatör.
Testerna utfördes i februari 1943 av Air Force Research Institute. Flygplanet testades av ingenjör-överstelöjtnant N. K. Kokorin och pilotöversten Alekseev och major Lisitsin. Enligt piloterna var flygplanet lätt att flyga i nästan alla lägen. Dess maximala hastighet, jämfört med AM-37-versionen, minskade till 429 km / h, men det beräknade maximala flygområdet översteg det ursprungligen specificerade för Er-2 och nådde fantastiska 5500 km.
Bombplanet blev mer seg, eftersom fotogen antändes i den kalla luften extremt motvilligt. Pansarens totala massa nådde 180 kg, medan piloten fick en 15 mm pansarrygg. Det övre tornet var utrustat med en elektrisk drivning, vilket gjorde skyttens arbete lättare. Nu gjordes en 360 ° sväng på bara 6 sekunder.
I ett brev till chefen för flygvapenforskningsinstitutet, generallöjtnant PA Loskutov, daterat den 1 juni 1943, angav Ermolaev att den nya versionen av hans bombplan var dubbelt så stor som Il-4 vad gäller antalet levererade bomber till målet. Dessutom hade Er -2 en fördel gentemot Ilyushins flygplan i flyghastighet - både på marken och på höjden. I synnerhet, med en flygsträcka på 3000 km, kunde IL-4 bära 1000 kg bomber och Er-2 2M-30B kunde bära 2000 kg.
Det fanns dock också nackdelar. Låg stigning, lång startavstånd, oförmåga att flyga utan förlust av höjd på en motor. Bilen visade sig vara överviktig, motoreffekten räckte inte igen.
Men det fanns också en sådan anmärkning:
”Underhåll av M-ZOB-motorer av markpersonal på vintern och sommaren är lättare än att serva bensinmotorer på grund av frånvaron av ett tändsystem och förgasare i närvaro av pålitligt fungerande injektionsutrustning. Bränsleutrustningen (TN-12 bränslepump och TF-1-injektorer) installerade på M-ZOB fungerade pålitligt och hade inga defekter under hela testperioden."
I allmänhet bör det erkännas att de inte kunde göra en normalt fungerande flygdieselmotor i Sovjetunionen. Er-2 tog aldrig plats i stridsflygplan, eftersom flera dussin utrustade med M-30 Er-2 inte gjorde så många sorter under kriget.
Det kan inte sägas att allt arbete var förgäves, eftersom M400 (M-50F-3) -motorn med en kapacitet på 800 hk blev följaren av M-30. med. och M-401 (turboladdad) med en kapacitet på 1000 liter. med. Dessa motorer flyttade från himlen till vatten och installerades på höghastighetsfartyg "Zarya", "Raketa", "Voskhod" och "Meteor".
Dieselmotorn på sovjetiska bombplan spelade tyvärr ingen betydande roll.
Låt oss nu se vad tyskarna hade.
Och tyskarna hade Junkers. Professor Hugo Junkers.
Efter slutet av första världskriget gick Junkers över till arbete med transport- och passagerarflygplan. I och med att produktionen vid Junkers utvidgades 1923 grundades Junkers Motrenbau GmbH, där arbetet började med att skapa och producera flygmotorer, inklusive dieselmotorer.
Junkers har arbetat med flygplanets diesel i 20 år och har uppnått de bästa resultaten med Jumo.205 -motorn.
Men den första riktiga flygplansdieseln var Jumo 204, en tolvcylindrig dieselmotor på 740 hk. Denna dieselmotor installerades på Junkers G24 -flygplan och kördes framgångsrikt fram till 1929.
Jumo 204 -dieseln visade sig vara en framgångsrik motor som även användes på andra flygplan. Listan består av mycket kända modeller: Junkers F.24kay, Junkers Ju.52, Junkers Ju.86, Junkers G.38, Blohm & Voss BV.138.
Men den bästa dieselflygplansmotorn kan verkligen betraktas som Jumo.205, vars utveckling började 1932. Det var en av få framgångsrika dieselflygmotorer i världen. Jumo.205 blev grunden för skapandet av en hel familj av dieselmotorer.
Motorn visade sig utmärkt under konstant belastning, men den reagerade på en kraftig ökning eller minskning av varvtalet, som sovjetmotorer, med minskad effekt eller kan till och med stanna. Dessutom kunde Jumo.205 inte kallas en motor på hög höjd: över 5000 meter sjönk motoreffekten kraftigt med 20-22% och ännu mer.
Motorn användes på följande flygplansmodeller: Blohm & Voss BV.138, Blohm & Voss Ha.139, Blohm & Voss BV.222, Dornier Do.18, Dornier Do.26, Junkers Ju.86.
Faktum är att Junkers dieslar installerades på de flygplan som var garanterade mot möten med fiendens krigare. Patrullera hav och sjö flygande båtar, scouter och så vidare. Det vill säga flygplan som inte krävde kraftig manöver, men som krävde det maximala flygområdet.
Trots den utmärkta ekonomin och följaktligen utmärkta sortimentet levde Jumo.205 -dieslar dock inte upp till förväntningarna. De fungerade bra under konstant och långvarig belastning, men de tolererade inte den hastighetsförändring som krävdes för stridmanöver. Denna brist har inte helt övervinnats.
Plus Jumo.205 -motorerna krävde extremt skickligt underhåll av specialutbildad personal. Och om Luftwaffe fortfarande kunde lösa detta, försökte "landa" Jumo.205 och göra motorn till en tankmotor helt misslyckas. Just för att motorn var onödigt krävande när det gäller underhåll.
Trots en hyfsad lista över flygplan var flera dussin av totalen utrustade med dieselmotorer. Och även om Luftwaffes intresse för dieselmotorer till slut försvann, fortsatte Junkers att arbeta med att förbättra Jumo.205 -dieselmotorn och 1939 släppte han en höghöjdsversion - Jumo.207 med två centrifugala kompressorer: den första med en avgasdrift, den andra med en mekanisk drivning. och med en intercooler.
Toppen av utvecklingen av Junkers -dieselmotorer för flygplan var en verkligt monströs sak som kallades Jumo.224. Denna motor var i själva verket en romb av fyra Jumo.207 -motorer. 24-cylindrig, 48-kolvs, tvåtakts, vätskekyld dieselmotor med motsatt kolvrörelse.
Denna mardröm vägde 2600 kg och borde enligt beräkningar ha producerat 4 400 hk. vid start och 3 500 hk. på 15 km höjd. Motorn var inte monterad ens för testning, de hade inte tid. Bilderna som har kommit ner till oss är prototyper.
Detta, om jag får säga det, var designen mycket intresserad av våra ingenjörer efter krigsslutet. Studier och tester utfördes, men Jumo.224 är föremål för en separat artikel, men här kommer jag bara att säga att en promemoria överlämnades till biträdande ministern för luftfartsindustrin, generalmajor IAS MM Lukin, i vilken efter beskrivning motorn och analysera möjligheterna, gjordes följande slutsatser:
Sovjetiska ingenjörer var bekanta med föregångarna till Jumo.224, sedan Jumo.4 och Jumo.205 köptes och studerades på 30 -talet i Sovjetunionen, så våra specialister förstod perfekt och utvärderade nyktert deras styrkor i produktionen av sådana motorer.
Det hände så att dieseln fortfarande migrerade från himlen till jorden. Men anledningen till detta var elementära tekniska framsteg, som gav upphov till turbojetmotorer, som så småningom ersatte både bensin- och dieselmotorer.
Två länder har kunnat bygga flygmotordieselmotorer, som alla har något att vara stolta över. Diesel var en intressant motor för långdistansflygplan, den kunde mycket väl bära transport- och passagerarflygplan. Kanske var detta det första misstaget - att installera dieselmotorer på stridsflygplan, men det finns inget du kan göra åt det.
Det kan inte sägas att vi har uppnått samma framgångar som tyskarna. Konstruktörerna i de två länderna följde olika vägar, tyska ingenjörer uppnådde kanske stora framgångar, men: Diesel lämnade dem allt. Våra ingenjörer gick sin egen väg, och Charomsky och hans studenter klarade det mer än värt.
