Авиационные поршневые двигатели второй мировой войны: Сердца и моторы. Самые быстрые истребители Второй мировой

Сердца и моторы. Самые быстрые истребители Второй мировой

Летний ветерок щекотал траву на летном поле аэродрома. Через 10 минут самолет набирал высоту 6000 метров, где температура за бортом опускалась ниже –20°, а атмосферное давление становилось вдвое ниже, чем у поверхности Земли. В таких условиях ему предстояло пролететь сотни километров, чтобы затем вступить в схватку с противником. Боевой разворот, бочка, потом — иммельман. Бешенная тряска при стрельбе из пушек и пулеметов. Перегрузки в несколько “же”, боевые повреждения от огня противника…

Авиационные поршневые моторы времен Второй мировой продолжали работу в любых, подчас самых жестоких условиях. Чтобы понять, о чем идет речь, переверните современный автомобиль “вверх тормашками” и посмотрите, куда потечет жидкость из расширительного бачка.

Вопрос про расширительный бачок был задан неспроста. Многие из авиационных моторов расширительных бачков попросту не имели и охлаждались воздухом, сбрасывая избыточное тепло цилиндров напрямую в атмосферу.

Увы, столь простого и очевидного пути придерживались далеко не все: половина парка истребителей ВМВ имела моторы жидкостного охлаждения. Со сложной и уязвимой “водяной рубашкой”, насосами и радиаторами. Где малейшая пробоина от осколка могла стать фатальной для самолета.

Появление моторов жидкостного охлаждения стало неизбежным следствием погони за скоростью: уменьшение площади поперечного сечения фюзеляжа и снижение силы лобового сопротивления. Остроносый стремительный “мессер” и тихоходный И-16 с тупым широким носом. Примерно так.

Нет, не так!

Во-первых, интенсивность теплопередачи зависит от градиента (разности) температур. Цилиндры моторов воздушного охлаждения при работе раскалялись до 200°, в то время как макс. температура в системе водяного охлаждения была ограничена температурой закипания этиленгликоля (~120°). В результате появлялась необходимость в громоздком радиаторе, что увеличивало лобовое сопротивление, нивелируя кажущуюся компактность моторов водяного охлаждения.

Дальше — больше! Эволюция авиационных моторов привела к появлению “двойных звезд”: 18-цилиндровых моторов воздушного охлаждения ураганной мощности. Расположенные друг за другом, оба блока цилиндров получали достаточно хороший обдув, в то же время такой мотор помещался в пределах сечения фюзеляжа обычного истребителя.

С двигателями водяного охлаждения было сложнее. Даже с учетом V-образного расположения разместить такое кол-во цилиндров в пределах длины моторного отсека представлялось весьма проблематичным.

Наконец, КПД мотора воздушного охлаждения всегда был несколько больше, ввиду отсутствия необходимости отбора мощности на привод насосов системы охлаждения.

В результате самые скоростные истребители Второй мировой зачастую не отличались грацией “остроносого мессершмитта”. Однако, установленные ими рекорды скорости поражают воображение даже в век реактивной авиации.

Советский Союз

Победители летали на истребителях двух основных семейств — Яковлева и Лавочкина. “Яки” традиционно оснащались моторами жидкостного охлаждения. “Ла” — воздушного.

Поначалу первенство было за “Яком”. Один из самых маленьких, легких и вертких истребителей Второй мировой, “Як” оказался идеально приспособлен к условям Восточного фронта. Там, где основная масса воздушных боёв происходила на высотах менее 3000 м, а главным боевым качеством истребителей считалась их маневренность.

К середине войны конструкция “Яков” была доведена до совершенства, а их скоростные качества не уступали американским и британским истребителям — гораздо более крупным и технически изощренным машинам с двигателями фантастической мощности.

Рекорд среди Яков с серийным мотором принадлежит Як-3. Различные модификации Як-3 развивали на высоте скорость 650…680 км/ч. Показатели были достигнуты с применением двигателя ВК-105ПФ2 (V12, 33 л, взлетная мощность 1290 л.с.).

Рекордным стал Як-3 с экспериментальным двигателем ВК-108. После войны на нем была достигнута скорость 745 км/ч.

Ахтунг! Ахтунг! В воздухе — Ла-5.

Пока КБ Яковлева пыталось решить с капризным двигателем ВК-107 (предыдущий ВК-105 к середине войны исчерпал резервы наращивания мощности), на горизонте стремительно взошла звезда Ла-5. Новый истребитель КБ Лавочкина, оснащенный 14-цилиндровой “двойной звездой” воздушного охлаждения.

В сравнении с легким, “бюджетным” Яком, могучий Ла-5 стал очередным этапом в карьерах прославленных советских асов. Наиболее известным пилотом Ла-5/Ла-7 стал самый результативных советский истребитель Иван Кожедуб.

Вершиной эволюции “Лавочкиных” военных лет были Ла-5ФН (форсированный!) и его еще более грозный преемник Ла-7 с моторами АШ-82ФН. Рабочий объем этих монстров 41 литр! Взлетная мощность 1850 л.с.

Неудивительно, что “тупоносые” Лавочкины ничуть не уступали Якам по своим скоростным характеристикам, превосходя последние по взлетной массе, и как следствие — по огневой мощи и совокупности боевых характеристик.

Рекорд скорости для истребителей своего семейства установил Ла-7 — 655 км/ч на высоте 6000 м.

Любопытно, что опытный Як-3У, оснащенный мотором АШ-82ФН развил большую скорость, чем его “остроносые” братья с моторами жидкостного охлаждения. Итого — 682 км/ч на высоте 6000 м.

Германия

Подобно ВВС РККА, на вооружении Люфтваффе стояло два основных типа истребителя: “Мессершмитт” с мотором жидкостного охлаждения и “Фокке-Вулф” с воздушным охлаждением.

Среди советских пилотов, наиболее опасным противником считался Мессершмитт Bf.109, концептуально близкий легкому маневренному Яку. Увы, несмотря на всю арийскую гениальность и новые модификации двигателя “Даймлер-Бенц”, к середине войны Bf.109 окончательно устарел и требовал немедленной замены. Которой взяться было не откуда. Так и продули войну.

На Западном ТВД, где воздушные бои велись преимущественно на больших высотах, прославились более тяжелые истребители с мощным двигателем воздушного охлаждения. Атаковать порядки стратегических бомберов было куда удобнее и безопаснее на тяжеловооруженных бронированных “Фокке-Вулфах”. Они, словно нож в масло, вонзались в порядки “Летающих крепостей”, круша все на своем пути (FW.190A-8/R8 “Штурмбок”). В отличие от легких “Мессершмиттов”, чьи моторы умирали с одного попадания пули 50-го калибра.

Большая часть “Мессершмиттов” комплектовалась 12-цилиндровыми моторами “Даймлер Бенц” линейки DB600, крайние модификации из которых развивали взлетную мощность свыше 1500 л.с. Максимальная скорость самых быстрых серийных модификаций достигала 640 км/ч.

Если с “Мессершмиттами” все понятно, то с “Фокке-Вулфом” произошла следующая история. Новый истребитель с радиальным двигателем хорошо зарекомендовал себя в первую половину войны, но к началу 1944 года случилось неожиданное. Немецкая суперпромышленность не осилила создание новых радиальных двигателей воздушного охлаждения, в то время как 14-цилиндровый BMW 801 достиг “потолка” в своем развитии. Арийские юберконструкторы быстро нашли выход: изначально спроектированный под радиальный двигатель, истребитель “Фокку-Вулф” закончил войну, имея под капотом V-образные двигатели жидкостного охлаждения (упоминавшийся выше “Даймлер-Бенц” и потрясающий Jumo-213).

Оснащенные Jumo-213 “Фокке-Вулфы” модификации D достигли больших высот, во всех смыслах этого слова. Но успех “длинноносых” FW.190 был связан отнюдь не с радикальным преимуществами системы жидкостного охлаждения, а банальным совершенством двигателей нового поколения, по сравнению с устаревшим BMW 801.

1750…1800 л.с. на взлете. Свыше двух тысяч “лошадей” при впрыске в цилиндры смеси Methanol-Wasser 50 !

Макс. скорость на больших высотах для “Фокке-Вулфов” с двигателем воздушного охлаждения колебалась в пределах 650 км/ч. Последние из FW.190 с двигателем Jumo 213 могли кратковременно развить на больших высотах скорость 700 и более км/ч. Дальнейшее развитие “Фокке-Вулфов”, Танк-152 с тем же Jumo 213 оказался еще быстрее, развив 759 км/ч на границе стратосферы (кратковременно, с применением закиси азота). Впрочем, этот выдающийся истребитель появился в последние дни войны и его сравнение с заслуженными ветеранами попросту некорректно.

Великобритания

Королевская авиация летала исключительно на двигателях с жидкостным охлаждением. Такая консервативность объясняется не столько верностью традициям, сколько созданием чрезвычайно удачного двигателя “Ролл-Ройс Мерлин”.

Если поставить один “Мерлин” — получится “Спитфайр”. Два — легкий бомбардировщик “Москито”. Четыре “Мерлина” — стратегический “Ланкастер”. Подобным приемом можно было получить истребитель “Харрикейн” или палубный торпедоносец “Барракуда” — всего более 40 моделей боевых самолетов различного назначения.

Кто бы что ни говорил о недопустимости подобной унификации и необходимости создания узко-специализированной техники, заточенной под конкретные задачи, подобная стандартизация пошла лишь на пользу Королевским ВВС.

Каждый из перечисленных самолетов мог считаться эталоном своего класса. Один из самых мощных и элегантных истребителей Второй мировой, “Супермарин Спитфайр” ни в чем не уступал своим ровесникам, а его летные характеристики всякий раз оказывались выше, чем у его аналогов.

Наибольшие показатели имели крайние модификации “Спитфайра”, оснащенные еще более мощным двигателем “Роллс-Ройс Грифон” (V12, 37 литров, жидкостное охлаждение). В отличие от немецкого “вундерваффе”, британские моторы с турбонаддувом имели превосходные высотные характеристики, могли продолжительное время выдавать мощность свыше 2000 л.с. (“Грифон” на высококачественном бензине с октановым числом 150 выдавал 2200 л.с.). Согласно официальным данным, “Спитфайр” подсерии XIV развивал скорость 722 км/ч на высоте 7 километров.

Hawker Tempest

Помимо легендарного “Мерлина” и менее известного “Грифона”, у британцев был еще один 24-цилиндровый супермотор “Нэйпиер Сейбр”. Оснащенный им истребитель “Хаукер Темпест” также считался одним из самых скоростных истребителей британской авиации на завершающем этапе войны. Установленный им рекорд на большой высоте составил 695 км/ч.

США

“Капитаны небес” пользовались широчайшим спектром истребительной авиатехники: “Киттихоки”, “Мустанги”, “Корсары”… Но в конечном итоге, все многообразие американской авиатехники сводилось к трём основным двигателям: “Паккард” V-1650 и “Аллисон” V-1710 с водяным охлаждением и чудовищной “двойной звезде” Пратт&Уитни R-2800 с воздушным охлаждением цилиндров.

Индекс 2800 был присвоен ей не спроста. Рабочий объем “двойной звезды” составлял 2800 куб. дюймов или 46 литров! В результате, её мощность превышала 2000 л.с., а у многих модификаций достигала 2400…2500 л.с.

R-2800 “Дабл Уосп” стал пламенным сердцем для палубных истребителей “Хэллкет” и “Корсар”, истребителя-бомбардировщика “Тандерболт”, ночного истребителя “Черная вдова”, палубного бомбардировщика “Саваж”, сухопутных бомбардировщиков A-26 “Инвейдер” и B-26 “Марадер” — всего около 40 типов боевых и транспортных летательных аппаратов!

Второй двигатель “Аллисон” V-1710 не снискал столь большую популярность, тем не менее, он использовался в конструкции могучих истребителей P-38 “Лайтнинг”, также в семействе знаменитых “кобр” (основной истребитель “Ленд-лиза”). Оснащенная этим двигателем P-63 “Кингкобра” развивала на высоте скорость 660 км/ч.

Гораздо больший интерес связан с третьим двигателем “Паккард” V-1650, который, при ближайшем рассмотрении, оказывается лицензионной копией… британского “Роллс-Ройс Мерлин”! Предприимчивые янки лишь оснастили его двухступенчатым турбонаддувом, что позволяло развивать мощность 1290 л.с. на высоте 9 километров. Для таких высот, это считалось невероятным большим результатом.

Именно с этим выдающимся мотором была связана слава истребителей “Мустанг”. Самый быстрый американский истребитель Второй мировой развивал на высоте скорость 703 км/ч.

Американцам на генетическом уровне была чужда концепция легкого истребителя. Но созданию крупных, хорошо оснащенных самолетов препятствовало основное уравнение существования авиации. Важнейшее правило, согласно которому невозможно изменить массу одного элемента, не затронув остальные элементы конструкции (при условии сохранения изначально заданных ТТХ). Установка новой пушки/бака с топливом неизбежно повлечет за собой увеличение площади поверхности крыла, что, в свою очередь, вызовет дальнейший рост массы конструкции. “Весовая спираль” будет виться до тех пор, пока все элементы самолета не увеличатся в массе, а их соотношение не станет равным первоначальному (до установки дополнительного оборудования). В этом случае, летные характеристики сохранятся на прежнем уровне, но все упрется в мощность силовой установки…

Отсюда — яростное стремление янки к созданию сверхмощных моторов.

Истребитель-бомбардировщик (истребитель дальнего сопровождения) Рипаблик P-47 “Тандерболт” имел взлетную массу, вдвое большую, чем масса советского “Яка”, а его боевая нагрузка превышала нагрузку двух штурмовиков Ил-2. По оснащению кабины “Тандерболт” мог дать фору любому истребителю своего времени: автопилот, многоканальная радиостанция, кислородная система, писсуар… 3400 патронов хватало на 40-секундную очередь из шести “Браунингов” 50-го калибра. При всем при этом, неуклюжий с виду “Тандерболт” являлся одним из самых быстрых истребителей Второй мировой. Его достижение — 697 км/ч!

Появление “Тандерболта” было не столько заслугой авиаконструктора Александра Картвелишвили, сколько сверхмощной двойной звезды “Дабл Уосп”. Кроме того, сыграла роль культура производства — ввиду грамотной конструкции и высокого качества сборки, коэффициент лобового сопротивления (Сх) у толстолобого “Тандерболта” был меньше, чем у остроносого немецкого “Мессершмитта”!

Япония

Самураи отвоевали войну исключительно на двигателях воздушного охлаждения. Это никак не связано с требованиями кодекса Бушидо, но всего лишь показатель отсталости японского ВПК. Японцы вступили в войну на весьма удачном истребителе “Митсубиши А6М Зеро” с 14-цилиндровым мотором “Накадзима Сакае” (1130 л.с. на высоте). С этим же истребителем и мотором Япония закончила войну, безнадежно уступив господство в воздухе уже к началу 1943 года.

Любопытно, что благодаря мотору с воздушным охлаждением японский “Зеро” обладал не столь низкой живучестью, как это принято считать. В отличие от того же немецкого “Мессершмитта”, японский истребитель нельзя было вывести из строя попаданием одной шальной пули в двигатель.

Война моторов. История становления боевой авиации. (часть I)

Борьба за господство в воздухе — это прежде всего ВОЙНА МОТОРОВ. Опыт Второй Мировой показал, что именно превосходство в скорости является решающим фактором в воздушном бою, а отставание СССР в моторостроении стало главной «ахиллесовой пятой» наших ВВС в Великой Отечественной войне. Вся история авиации есть ожесточенная БИТВА ЗА СКОРОСТЬ, а значит — за мощность авиадвигателей, по праву считающихся вершиной технологии и доказательством научно-технической состоятельности государства.

К сожалению, до сих пор нет доступного и системного изложения истории отечественного авиа­ци­онного моторостроения. В силу этого попробую для начала сформировать ретроспектив­ную компи­ля­цию по методу «с миру по нитке …» в продолжение http://alternathistory.com/nikolai-brilling-ob-organizatsii-motorostroeniya-daesh-sovetskii-motor и http://alternathistory.com/serdtse-plamennyi-motor. Рассчитываю на понимание и посильную помощь.

Содержание:

Двигатель М-2

Итак, начало 20-х годов XX века. Молодой стране Советов досталось скромное наследство в области авиационной техники, но особенно плохо обстояло дело с авиационными двигателями. В двадцатые годы эксплуатировался ротативный двигатель, в котором вращался блок цилиндров, а вместе с ним и воздушный винт, двигатель воздушного охлаждения М-2 мощностью 120 л.с. Строился он по образцу 9-цилиндрового французского двигателя «Рон». Затем осваивался 12-цилиндровый двигатель водяного охлаждения М-5 мощностью 420 л.с. — копия американского «Либерти» и, наконец, V-образный двигатель М-6 мощностью 300 л.с. по образцу французского «Испано-Сюиза». Устанавливались они на самолетах марки «Авро», «Ньюпор», «Фоккер», «Хавеланд», а также на некоторых других, составлявших материальную основу наших ВВС, и имели очень небольшой ресурс работы. Однако это обращение к иностранным образцам позволило готовить собственных специалистов и организовать планомерную разработку отечественных авиационных моторов.

М-2-120 — копия двигателя Le Rhone 9Jb с алюминиевыми поршнями, мощность 120 л.с.

Пришло время, когда стало необходимым создание специализированных научно-исследо­ватель­ских и опытно-конструкторских организаций. Рабочие группы профессора Н. Р. Брилинга явились теми небольшими ячейками, с которых началась организация отечественного моторостроения. В 1918 г., одновременно с созданием Н. Е. Жуковским ЦАГИ, Н. Р. Брилинг создал НАМИ (Научно-автомоторный институт) и конструкторское бюро при нем преимущественно из выпускников МВТУ. Будущие главные конструкторы В. Я. Климов, А. А. Микулин, А. Д. Швецов, А. Д. Чаромский, В. А. Добрынин, Е. В. Урмин начинали работать под его руководством. Кроме того, сам будучи профес­сором МВТУ, он читал лекции по двигателям внутреннего сгорания. Позднее было разработано несколько проектов двигателей. Тем не менее, поскольку техническая база в стране оставалась слабой, авиационные двигатели в больших количествах закупались за границей.

Огромную роль в организации, становлении и создании отечественного моторостроения сыграл заместитель Народного комиссара тяжелой промышленности, который до 1931 г. являлся и начальником Военно-воздушных сил, Петр Ионович Баранов, Он всегда поддерживал опытные работы, направленные на развитие авиации, и отлично понимал, какую роль сыграет в совер­шенствовании моторостроения собственный научно-исследовательский центр, которым стал Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ). Этот институт объединил научные и отчасти конструкторские силы, работавшие в этой области. В него вошли винтомоторный отдел ЦАГИ, руководимый Б. С. Стечкиным, а также авиационный отдел Автомоторного института с конструкторами А. А. Микулиным, В. Я. Климовым, В. А. Добрыниным и другими.

вернуться к меню ↑

Мотор М-17 (BMW-VI)

Основным авиадвигателем этого времени (1931–1934) в советской авиации стал немецкий лицен­зионный 12-цилиндровый V-образный мотор М-17 (BMW-VI) мощностью 680 л.с., произ­во­див­шийся в Рыбинске на заводе № 26.

  

Этот завод — старейший в российском авиапроме. Он был основан по указу Николая II во время Первой мировой войны (в 1916 г.) в тылу как один из пяти автомобильных заводов (филиал петер­бургского завода «Русский Рено»). А в 1924 г. завод, к тому времени закрытый из-за кризиса, был взят на баланс передачей из автопрома в авиапром и получил обозначение как ГАЗ (Госу­дар­ственный авиационный завод) № 6 (с 1928 г. — № 26).

В 1927 г. в СССР в связи с военной угрозой после разрыва дипотношений с Англией стали концен­трировать оборонную промышленность под единым государственным управлением. Ситуация с производством военного снаряжения в то время была катастрофическая. Так, мощность авиа­ци­он­ных заводов в 1927 г. составляла только 15 % французского авиапрома. В техническом плане отставание было еще больше: ни мощных моторов, ни современных разработок самолетов не было. Появился и мобилизационный план (С-30) на случай войны и на его основе сформированы задания на строительство и оснащение современным импортным оборудованием оборонных заводов. Эти задания и вошли в план Первой пятилетки. Было выделено 56 действующих заводов военно-промышленного комплекса и им присвоены порядковые номера. Заводы стали «номерные», как тогда говорили, в документах же они именовались «кадровыми». Символично, что номер «первый» получил именно авиационный завод (им. Авиахима у метро «Динамо»).

В 1928 г. оборонные заводы были объединены в шесть трестов (типа сегодняшних холдингов), работающих на хозрасчете, т. е. заводы работали уже достаточно экономически эффективно. Координация была возложена на Главное управление военной промышленности (ГУВП) ВСНХ (Высший Совет народного хозяйства). В авиатресте в это время было 11 авиационных заводов. Но тресты просуществовали недолго — в 1932 г. «кадровые» заводы передаются в Нарком­тяжпром, в котором организуется авиационный главк (главное управление), объединяющий 17 заводов.

В 1935 году подвели первые итоги: основные моторные заводы (№ 24 в Москве — 15 тыс. моторов/год; № 19 в Перми — 6 тыс. моторов/год; № 26 в Рыбинске — 10 тыс. моторов/год; № 29 в Запо­рожье — 5 тыс. моторов/год; № 16 в Воронеже — 16 тыс. маломощных моторов М-11 /год; новый завод в Казани № 27 — 6 тыс. моторов/год) модернизированы и построены. В СССР появилась современная авиамоторная промышленность, планировалось к 1939 г. нарастить суммар­ную мощность авиамоторных заводов до 57 тыс. штук в год.

В 1936 г. в связи с расширением объема производства из Наркомтяжпрома выделяют Наркомат оборонной промышленности, а в 1939 г. по той же причине из него Наркомат авиационной промышленности, ставший самым крупным подразделением оборонной промышленности. В него входило 86 заводов, 9 НИИ и КБ, 5 стройтрестов, 7 институтов и 15 техникумов. По объему выпускаемого валового продукта, численности работающих и объему капитального строительства Наркомат авиационной промышленности составлял 30 % всей оборонной промышленности.

Еще в 1927 г., пользуясь только что (1926 г.) подписанным договором с Германией, в Мюнхен на стажировку выезжает группа специалистов завода, а в октябре того же года подписывается договор об оказании технической помощи заводу со стороны Баварских моторных заводов (БМВ), включая покупку лицензии на производство мотора BMW-VI, или, по советской классификации, М-17. Этот мотор производился с небольшими модификациями десять лет — с 1928 по 1938 г. Первые два года мотор собирался в Рыбинске из немецких комплектов деталей, а с 1930 г. — полностью отече­ст­вен­ного производства. Всего было выпущено 8 тыс. моторов. Этот мотор стоял тогда на всех основных типах советских самолетов: поликарповском биплане Р-5, морском ближнем разведчике Григо­ро­вича МБР-2, туполевских бомбардировщиках ТБ-1 и ТБ-3.

Вообще в начале 1930-х гг. старую инженерную школу МВТУ в авиации потеснили более энергич­ные и имевшие связи наверху военные — выпускники ВВИА им. Жуковского. Нельзя сказать, что это дало положительные результаты — фундаментальная подготовка этих двух инже­нер­ных школ сильно отличалась не в пользу военных, а амбиции у последних были большие. Собственно же авиационная инженерная школа только начала создаваться — в 1928 г. от МВТУ отпочковалось ВАМУ (Высшее Аэро-Механическое училище, позже, с 1929 г., ставшее Московским авиационным институтом).

Во многом именно это определило дальнейшее отставание нашего моторо­строения, активная молодежь успешно отодвигала грамотных и опытных специалистов, вначале в моторостроении, а позднее и в самолето­строении.

вернуться к меню ↑

Модификации мотора М-17. М-34, АМ-35 и АМ-38

А. А. Микулин разрабатывает в ЦИАМе вначале проект модификации мотора М-17, а именно М-34 (АМ-34). Оставив неизменной поршневую группу, Микулин сосредоточился на изменении силовой схемы корпуса. В тени Микулина работает его бывший коллега по конструкторскому бюро в НАМИ В. А. Добрынин, на плечи которого ляжет основная работа по доводке М-34 в Рыбинске. Став в 1936 г. во главе КБ завода № 24, Микулин с коллегами к 1941 г. разрабатывают самый мощный мотор того времени АМ-35 (1350 л.с.), оказавшийся, однако, неудачным (тяжелым) приме­нительно к истре­би­телю. Позже на его основе был создан АМ-38 для штурмовика Ил-2.

Добрынин из-за разногласий с Микулиным уходит из его КБ и в 1939 г. фактически становится главным конструктором КБ-2 при МАИ, в котором начинается разработка мощного (2500 л.с.) 24-цилиндрового мотора водяного охлаждения Х-образной схемы М-250 (по 6 цилиндров в четырех рядах). Эта незаконченная разработка, имевшая драматическую судьбу в связи со вскоре начавшейся войной, сыграет-таки свою роль в истории советского авиамоторостроения. В ее ходе создавалась новая конструкторская школа. А в негласном споре конструкторских школ бывших коллег Микулина и Добрынина в конечном счете победит Добрынин.

Самолетостроение очень быстро развивается (нарастает инновационная волна), и ему нужны все более мощные и надежные двигатели, которых в стране нет. Время является критическим фактором в предвоенной гонке: в том, что война неизбежна (или с Англией, или с Польшей, или с Японией), никто не сомневается. В СССР — состояние враждебного окружения капиталистических государств. Используя мировой экономический кризис и связанную с этим благоприятную конъюнктуру (кроме СССР, заказчиков нет), правительство принимает решение о закупке лицензий и целых заводов за рубежом. В качестве партнеров выбираются уже известные нам французские компании «Гном-Рон» и «Испано-Сюиза» и американская «Райт».

вернуться к меню ↑

Двигатели М-85, М-100 и М-25

Еще до решения о закупке лицензий разворачиваются строительные работы по расширению и возведению заводов с нулевого цикла для серийного производства современных авиамоторов в Запорожье («Гном-Рон»), Рыбинске («Испано-Сюиза») и Перми (вначале планировалось произ­вод­ство мотора М-22, т. е. лицензионного мотора воздушного охлаждения фирмы «Гном-Рон», а затем было принято решение о договоре с «Кертис-Райт».

Во Францию выезжает В. Я. Климов, а в США — будущий директор Пермского завода, крупный организатор Авиапрома И. И. Побережский и технический директор А. Д. Швецов для принятия решения о закупке лицензий и технологий. Выбраны три самых современных двигателя: 14-цилиндровая двухрядная звезда воздушного охлаждения «Мистраль-Мажор» мощностью 725 л.с. («Гном-Рон»), классический 12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения HS-12Y («Испано-Сюиза») и 9-цилиндровая однорядная звезда воздушного охлаждения «Циклон» («Кертис-Райт») мощностью 635 л.с. Соответственно конструкторское сопровождение произ­водства этих двигателей, получивших традиционную маркировку «М», и их дальнейшую модификацию на новых заводах осуществляют Назаров А. С. (Запорожье, завод № 29), Климов В. Я. (Рыбинск, завод № 26) и Швецов А. Д. (Пермь, завод № 19). Соответственно советские аналоги лицензионных моторов получают индексы М-85, М-100, М-25. Так сформировались основные моторные школы в СССР.

 

M-25 — авиационный двигатель, выпускавшийся в СССР в 1930-е и 40-е годы по лицензии на американский двигатель Wright «Cyclone» R-1820

Советская копия двигателя Gnome-Rhone «Mistral Major» 14Kdrs соответствовала оригиналу по мощности и расходу топлива, но отличалась большим расходом масла и имела меньший срок межремонтного ресурса.

 

Поршневой авиационный двигатель M-100 (Hispano-Suiza 12YBbrs)

---

Список источников:

• Валерий Августинович. Битва за скорость. Великая война моторов.
• В. Р. Котельников. Поршневые моторы А.А.Микулина. Отечественные авиационные поршневые моторы.
• Л. Берне, В. Перов. Александр Микулин: человек-легенда.
• Л. Берне. Создатель трёх ОКБ.

Поршневые ДВС для самолетов | Журнал Популярная Механика

На годы Второй мировой войны и первое послевоенное время пришлась лебединая песня поршневых двигателей в авиации. Технологии производства силовых установок такого типа были развиты и прекрасно отлажены, а индустрия турбореактивных и турбовинтовых двигателей только начиналась, ее продукты страдали детскими болезнями. Казалось, у поршневых ДВС есть еще порох в пороховницах и шанс вывести в небо новое поколение «большой авиации». Но этого не случилось…

3 мая 2020 14:00

Bristol Brabazon

Так назывался экспериментальный британский пассажирский лайнер с трансконтинентальными возможностями. Расшифруем. Bristol — это город в Англии, а также одна из старейших и давно поглощенных авиастроительных компаний страны. Brabazon — фамилия подполковника, английского лорда и пионера британской авиации. В военные годы лорд Джон Брабазон возглавлял Министерство транспорта, но потом был вынужден подать в отставку после того, как выразил надежду на взаимное уничтожение СССР и Германии в ходе Сталинградской битвы. Это был скандал. Тем не менее в 1943 году подполковник возглавил правительственную комиссию, в задачу которой входило определение послевоенного будущего британского авиапрома.

Комиссией было установлено несколько типов самолетов, в которых Британия будет нуждаться после окончания боев в Европе. Среди них был так называемый Type 1 — вместительный пассажирский самолет, способный совершать трансатлантические полеты. Накануне и во время войны компания Bristol пыталась разрабатывать сверхтяжелый дальний бомбардировщик, но проект оказался невостребованным: в войне с Гитлером вполне хватало американских бомберов и местных «Ланкастеров». Однако предложенный комиссией Брабазона Type 1 вдохновил конструкторов и менеджмент Bristol. Заявка была подана и Bristol получила правительственный заказ на строительство двух прототипов.

В основу нового пассажирского лайнера были положены разработки по несостоявшемуся бомбардировщику. В результате у конструктора Лесли Фрайса получился один из самых больших пассажирских самолетов в мире, и самый большой из когда-либо произведенных в Британии. Достаточно сказать, что размахом крыльев он превосходил Boeing 747, который появится только через пару десятилетий, а диаметром фюзеляжа — самый современный A350 XWB (напомним, что XWB — это extra wide body, «сверхширокий фюзеляж»). Самолет оснастили восьмеркой поршневых двигателей Bristol Centaurus (2650 л.с. каждый) — ранее такие устанавливались на истребители Hawker Tempest и Hawker Sea Fury. Лайнер обеспечивал дальность 8900 км при скорости 400 км/ч.

Первый полет первого и единственного образца был совершен 4 сентября 1949 года, в следующем году он уже красовался на авиасалоне в Фарнборо. Тем не менее Bristol Brabazon, названный в честь лорда-покровителя, оказался ошибкой и тупиком. И дело не только в поршневых двигателях в эпоху, когда на крыло уже становилась реактивная и турбовинтовая пассажирская авиация, но и в чисто маркетинговом просчете. При огромных размерах самолет должен был брать на борт около 100 человек, которым предлагались просто царские условия: огромное пространство на каждого пассажира, плюс бар, кинотеатр, лаунж. В общем, подсчитали и прослезились: в экономику авиаперевозок послевоенного времени такой шик никак не вписывался. Проект закрыли, самолет утилизировали наряду со вторым, недостроенным опытным образцом. Кстати, его проектировали уже под турбовинтовые силовые установки.

Lockheed Сonstellation

Одной из причин неудач британского авиапрома, приведшей к его почти полному исчезновению, были успехи американских конкурентов (мы об этом рассказывали в нашей статье «Жертвы конкуренции и катастроф: куда подевались британские лайнеры»). Даже в «поршневом» сегменте американцам удалось сработать успешнее. В 1939 г. авиакомпания TWA, крупным акционером которой являлся легендарный Говард Хьюз, предложила фирме Lockheed разработать самолет вместимостью 40 пассажиров и дальностью свыше 5600 км, что достаточно для перелета через Атлантику. Конструкторы Келли Джонсон и Рон Хиббард превысили заданный показатель. Самолет Lockheed Constellation (т.е. «Созвездие»), отправившийся в первый полет в январе 1943 года имел дальность 7300 км и мог развивать скорость до 550 км/ч (сравним с 400 км/ч неудачливого «Брабазана»).

Во время войны было выпущено 22 машины в военно-транспортном варианте С-69С, а уже в 1945 г. началась коммерческая эксплуатация гражданского самолета в авиакомпаниях, прежде всего TWA и Pan American. В разных модификациях «Созвездие» мог принимать на борт до 109 пассажиров. Машину оснастили четырьмя поршневым звездообразными турбированными 18-цилиндровыми двигателями Wright R-3350 Turbo Compound (мощность порядка 2500 л.с.). Несмотря на то, что на больших дистанциях Constellation быстро вытеснили самолеты с газотурбинными двигателями, эти рабочие лошадки с причудливо выгнутыми фюзеляжами и тремя килями еще долго работали у военных и на местных линиях на разных континентах вплоть до 1990-х годов. Стоит упомянуть, что и другие производители — Boeing и Douglas — имели в своем ассортименте машины близкого класса. Например, отличавшийся высочайшим уровнем комфорта также поршневой Boeing 377, который являлся по сути глубокой модификацией знаменитой «суперкрепости» — тяжелого бомбардировщика B-29.

Tу-85

Были у B-29 и другие, не вполне официальные, потомки. Как известно, советский бомбардировщик Ту-4 — это нелицензионный клон американской «суперкрепости», созданный методом обратной разработки (реверс-инжиниринга). Времена менялись, у США появилось ядерное оружие, а Советский союз вот-вот собирался им обзавестись. Чтобы не остаться беззащитными и получить возможность при необходимости ответить Америке, понадобился бомбардировщик с большей дальностью и большей боевой нагрузкой. Кроме того, и американский авиапром не стоял на месте, произведя глубокую модернизацию B-29 под именем B-50.

ОКБ Туполева пошло в том же направлении, начав в ответ работы над модификацией Ту-4, которая получила название Ту-80. Потом в США появился межконтинентальный стратегический бомбардировщик B-36 и задача для советских авиаконструкторов стала еще сложнее. Следующей ступенью стал Ту-85 — бомбардировщик с практической дальностью 12000 км при бомбовой нагрузке 5 т. На высоте 10 000 м он мог развивать скорость 638 км/ч. Первый полет опытного экземпляра Ту-85 состоялся в январе 1951 года. Самолет оснастили четырьмя турбокомпаундными (то есть дополнительно использующими энергию турбин) поршневым двигателем со звездчатым расположением блоков цилиндров (четыре цилиндра — 6 лучей). Охлаждение силовых установок — жидкостное с дополнительным воздушным. Существовала и конкурирующая силовая установка на воздушном охлаждении — АШ-2ТК — но она так и не была доведена до нужной кондиции. В том же 1951 году проект Ту-85 был закрыт.

Опыт боев в Корее показал, что поршневому бомбардировщику не хватает скорости для борьбы с реактивными истребителями. Поэтому туполевцы перешли к проектированию турбовинтового бомбардировщика Ту-95, поздние модификации которого находятся в рядах российских ВКС до сих пор. В его создании, разумеется, были учтены наработки по Ту-80 и ТУ-85, что позволяет некоторым злым языкам на Западе называть нашего «Медведя» модификацией B-29 Superfortress.

Convair B-36

Convair B-36 Peacemaker («Миротворец») — шестимоторный бомбардировщик, в котором Советский Союз видел угрозу и на который ответил, разработав Ту-85, изначально не проектировался как оружие холодной войны. Потребность в тяжелом дальнем бомбардировщике стала ощущаться у американцев в начале 1941 года, когда все еще сохранялась возможность падения Англии. В этом случае США (при условии вступления в войну, а дело было до Пирл-Харбора) лишились бы аэродромов Великобритании, и бомбы для Гитлера пришлось бы возить через океан, желательно побыстрее, без дозаправок и вне досягаемости немецких зениток. Несколько позже обсуждалась возможность бомбить Японию с аэродромов на Гавайях.

Поначалу военные запросили нечто фантастическое — рабочий потолок 14 000 м, максимальная скорость 720 км/ч и дальность 19 000 км. Им объяснили, что существующие технологии пока не позволяют соответствовать этим запросам. Тогда требования снились: потолок 12000 м, дальность 16000 км, максимальная скорость 700 км/ч. Самолет впервые поднялся в воздух уже после окончания войны — в 1946 г., а в 1948 году был принят на вооружение.

Характерными чертами B-36 стали огромный размах крыла (70,1 м), что является абсолютным рекордом для боевых самолетов, и комбинация из шести поршневых моторов с толкающими винтами. Такая схема была выбрана, очевидно, из-за желания улучшить аэродинамику крыла, чтобы не нарушать его обтекание вихрями от пропеллеров. Однако обратной стороной решения стали перегрев и даже воспламенение двигателей. В модификации B-36D была сделана попытка значительно усилить тяговооруженность самолета добавлением к шести поршневым моторам (Pratt & Whitney R-4360−53 Wasp Major, 3800 л.с.) четырех турбореактивных (General Electric J47). Получалось всего 10 двигателей, что тоже можно считать рекордом. Усиление дало возможность сократить разбег на взлете, а также увеличить максимальную скорость на больших высотах, отдалив ее от скорости сваливания.

Со временем реактивные двигатели были добавлены к уже находившимся в строю B-36 других модификаций. Конечно, к моменту принятия на вооружение огромный бомбардировщик на поршневых двигателях морально устарел. Однако до вступления в строй в 1955 году восьмимоторного реактивного B-52, B-36 оставался единственным в распоряжении стратегического воздушного командования Америки самолетом, способным дотащить тяжелые водородные бомбы первого поколения с территории США на советскую территорию.

Convair XC-99

А имя этого самолета совсем не на слуху, хотя он является «родным братом» B-36, и разрабатывался параллельно. У него то же крыло и те же шесть поршневых двигателей с толкающими винтами. «Транспортник», способный поднять на борт 45 тонн или 400 солдат с полной выкладкой, совершил первый полет в 1947 году, а в 1949 году был принят на вооружение, но… в единственном экземпляре. Налетав 7400 часов, в 1957 г. XC-99 оставил службу. Обсуждалась даже идея создания на базе машины дальнемагистрального пассажирского самолета, но реальных заказов на такой лайнер от авиакомпаний так и не поступило.

Бомбардировщик XB-35

Перечень неординарных проектов эпохи уходящей поршневой авиации можно продолжить, вспомнив, например, не пошедший в серию бомбардировщик XB-35, в котором были заложены конструктивные основы самолетов типа «летающее крыло», или многократно описанный «Еловый Гусь» — деревянный транспортный монстр от Говарда Хьюза, который, как в известном анекдоте, летал «но низэнько».Эти и другие подобные истории дают нам интересные примеры движения инженерной мысли в той ситуации, когда нужно создать что-то новое, оставаясь в русле устоявшихся технологий.

Авиационный поршневой двигатель: обзор, устройство и характеристики

Долгое время, с конца XIX века и до середины XX, поршневой авиационный двигатель оставался единственным мотором, который обеспечивал полеты самолетов. И только в сороковых годах прошлого века он уступил свое место двигателям с иными принципами работы — турбореактивным. Но, несмотря на то, что поршневые моторы и утратили свои позиции, они не исчезли со сцены.

Современные области применения поршневых моторов

В настоящее время авиационные поршневые двигатели применяют в основном на спортивных самолетах, а также на малых летательных аппаратах, изготовленных по персональным заказам. Одной из главных причин того, что моторы этого типа используются крайне мало, является то, что соотношение единицы мощности к единице массы поршневого двигателя существенно меньше по сравнению с газотурбинными. Поршневые по скоростным показателям не выдерживают никакой конкуренции с иными моторами, применяемыми в авиастроении. Более того, КПД их не превышает 30 %.

Виды поршневых авиамоторов

Поршневые авиационные двигатели имеют различия в основном по порядку расположения цилиндров по отношению к коленвалу. Вследствие этого имеется достаточно большое количество разнообразных видов поршневых моторов. Наиболее широкое применение получили следующие:

• двигатели, у которых V-образное расположение цилиндров;
• поршневой радиальный двигатель, где цилиндры расположены звездообразно;
• оппозитный двигатель, у него цилиндры располагаются рядно.

Двигатели с V-образным расположением цилиндров

Они являются самыми известными и применяемыми типами двигателей внутреннего сгорания в авиастроении и не только. Их название связано с характерным расположением цилиндров по отношению к коленвалу. При этом они имеют различный уровень наклона по отношению друг другу. Он может составлять от 10 до 120 градусов. Такие моторы работают по тем же принципам, как и иные двигатели внутреннего сгорания.

К достоинствам двигателей с V-образным расположением цилиндров относится относительная их компактность при сохранении мощностных показателей, а также возможность получать приличный крутящий момент. Конструкция позволяет достигать значительных ускорений вала вследствие того, что инерция, создаваемая при работе, значительно выше, чем у иных типов двигателей внутреннего сгорания. По сравнению с другими типами, эти отличаются наименьшей высотой и длиной.

Моторы этого вида имеют высокую жесткость коленвала. Это обеспечивает большую конструктивную прочность, что увеличивает сроки службы всего двигателя. Рабочие частоты таких моторов отличаются большими диапазонами. Это позволяет быстро набирать обороты, а также устойчиво работать на предельных режимах.

К недостаткам поршневых авиационных двигателей с V-образным мотором относят сложность их конструкции. Вследствие этого они стоят значительно дороже других типов. Более того, они отличаются достаточно большой шириной двигателя. Также V-образные моторы характеризуются высоким уровнем вибрации, сложностями при балансировке. Это приводит к тому, что приходится специально утяжелять различные их части.

Радиальный авиационный поршневой двигатель

В настоящее время радиальные поршневые моторы опять стали востребованы в авиации. Они активно применяются в спортивных моделях самолетов, либо в изготовленных по персональным заказам. Все они малых размеров. Устройство авиационного поршневого двигателя радиального вида, в отличие от иных моторов, заключается в том, что его цилиндры расположены вокруг коленвала через равные углы, как радиальные лучи (звездочки). Это и дало ему название — звездообразный. Такие моторы оборудуются выхлопной системой, которая расходится радиальными лучами. Более того, двигатель этого типа может иметь несколько звезд — отсеков. Это возможно вследствие того, что коленвал увеличивают в длину. Как правило, радиальные двигатели изготавливают с нечетным количеством цилиндров. Это позволяет подавать искру в цилиндр через один. Но делают и радиальные моторы с четным числом цилиндров, однако их количество должно быть больше двух.

Самым большим недостатком двигателей радиального типа является возможность проникновения масла к нижним цилиндрам мотора, когда самолет находится на стоянке. Эта проблема достаточно часто приводит к возникновению мгновенного гидроудара, что влечет поломку всего кривошипно-шатунного механизма. Для недопущения таких проблем перед пуском мотора требуется постоянная проверка состояния нижних цилиндров на предмет отсутствия проникновения к ним масла.

К достоинствам двигателей радиального типа относят их малые габариты, простоту эксплуатации и приличную мощность. Обычно их устанавливают на самолеты спортивных моделей.

Оппозитный авиационный поршневой двигатель

В настоящее время оппозитные авиационные моторы начинают переживать свое второе рождение. Вследствие того, что они обладают небольшими размерами и сравнительно малым весом, их ставят на легкие спортивные самолеты. Они способны развивать достаточную мощность и обеспечивают очень высокие скорости.

Оппозитные двигатели имеют несколько типов конструкций:

1. Мотор, изготовленный по методу «боксер» (Subaru). В таких двигателях поршни цилиндров, расположенных против друг друга, двигаются равноудалено. Это приводит к тому, что в каждом цикле один находится в верхней мертвой точке, а противоположный — в нижней.

2. Двигатели, снабженные устройством ОРОС (Opposed Piston Opposed Cylinder). В таких моторах цилиндры по отношению к коленвалу, расположены горизонтально. В каждом из них находится по два поршня, которые при работе двигаются навстречу. Дальний поршень связан с коленвалом специальным шатуном.

3. Двигатель, сделанный на основании принципа, примененного в советском моторе 5ТДФ. В таком изделии поршни передвигаются навстречу друг другу, работая попарно в каждом отдельном цилиндре. При достижении обоих поршней верхней мертвой точки между ними впрыскивается топливо. Двигатели такой разновидности могут функционировать на горючем различных видов, от керосина до бензина. Для увеличения мощности оппозитных моторов их снабжают турбонаддувом.

Главное достоинство в двигателях оппозитного типа — это компактность, малые габариты. Их можно применять на самолетах очень маленьких размеров. Мощность их достаточно высока. В настоящее время они находят все большее распространение в спортивных летательных аппаратах.

В качестве основного недостатка отмечается высокий расход топлива и особенно моторного масла. По отношению к двигателям других типов оппозитные моторы расходуют горюче-смазочные материалы в два раза больше. Они требуют постоянной замены масла.

Современные авиадвигатели

Современные поршневые авиационные двигатели – это очень сложные системы. Они оснащены современными узлами и агрегатами. Их работу обеспечивают и контролируют современные системы и приборы. Вследствие применения передовых технологий весовая характеристика двигателя существенно снижена. Мощности их возросли, что способствует широкому применению в легкомоторной — спортивный авиации.

Авиационные масла

Масло в поршневых авиационных двигателях работает в достаточно сложных условиях. Это высокие температуры в зонах поршневых колец, на внутренних частях поршней, на клапанах и иных узлах. Поэтому для качественного обеспечения работы мотора в условиях значительных температур, давления, нагрузок, в них используют высоковязкие масла, которые подвергают специальной очистке. Они должны обладать высокой смазочной способностью, оставаться нейтральными к металлам и иным конструктивным материалам двигателя. Авиационные масла для поршневых моторов должны быть стойкими к окислению при воздействии высоких температур, не терять своих свойств при хранении.

Отечественные поршневые авиационные моторы

История производства поршневых моторов в России начинается с 1910 года. Массовый выпуск начался в годы Первой мировой войны. В Советском Союзе советские поршневые авиационные двигатели собственной конструкции стали создавать с 1922 года. С ростом промышленного производства, в том числе авиационного, страна стала массово выпускать поршневые моторы 4-х производителей. Это были двигатели В. Климова, А. Швецова, завода № 29, А. Микулина.

После войны начинается процесс модернизации авиации СССР. Проектируются и создаются авиадвигатели для новых самолетов. Активно развивается реактивное самолетостроение. В 1947 году вся военная авиация, работающая на высоких скоростях, переходит на реактивную тягу. Поршневые авиадвигатели применяются только на учебных, спортивных, пассажирских и военно-транспортных самолетах.

Самый большой поршневой авиадвигатель

Самый мощный поршневой авиационный двигатель был создан в США В 1943 году. Он назывался Lycoming XR-7755. Это был мотор с тридцатью шестью цилиндрами. Его рабочий объем составляла 127 литров. Он был способен развить мощность в 5000 лошадиных сил. Предназначался для самолета Convair B-36. Однако в серию не пошел. Был создан в двух экземплярах, в качестве прототипов.

Боевые самолёты. Об авиамоторах, своих и не очень. Необходимое продолжение

Написав в начале лета статью об отечественных поршневых авиамоторах, я был несколько удивлен реакцией читателей. К моему глубочайшему сожалению, большее число читателей более заинтересовалось оценкой не истории авиамоторов, а «АвтоВАЗа».
Боевые самолёты. Об авиамоторах, своих и не очень.

Но тем, кто не отклонился от темы и поднял весьма интересные вопросы, я посвящаю вторую часть. На изучение которой у меня ушло немало времени.

Итак, в начале скажу, что мне несколько жаль, что основная масса читателей совершенно не поняла посыла первой статьи.

В том, что наши моторы в основе своей имели двигатели зарубежного производства, ничего зазорного нет. Именно для этого я и привел в пример «Фиат-124» и ВАЗ-2101. Вся проблема в том, как это истолковать.

Я толкую это просто. В стране, вообще не производившей до 1917 года авиадвигатели (несколько десятков лицензионных «Гном-Рон» не в счет совершенно), самостоятельно изобрести и поставить на поток двигатели было более чем проблематично.

Так что совершенно ничего зазорного в том, что представители СССР закупали по миру все, что могли, нет. А закупали многое. В том числе и указанный мною Hispano-Suiza 12YB, который нам продали с правом выпуска по лицензии.

Двигатель мало того что был сам по себе неплох (иначе «Девуатин» Д520 не был бы конкурентом «Мессершмитту» Bf.109), но имел и модернизационный потенциал. Чем наши конструкторы и воспользовались.

Так, собственно, начиналась эволюция моторов Климова.

Владимир Яковлевич Климов

Собственно, к рубежу 30-х годов в СССР уже сложилась конструкторская школа. Как это можно увидеть? Все просто. Если школы нет, то налицо исключительно лицензионное производство без всяких там изысков. А вот если конструкторы есть…

Тогда линейка будет выглядеть так:

Первый этап: лицензионное производство и изучение базы.
Второй этап: модернизация базового мотора. В нашем случае это М-100.
Третий этап: создание уже собственного двигателя, отличного от базовой модели.

В общем, это М-103.

И если М-100 это по факту «Испано-Сюиза», то вот М-103… Другой диаметр поршня. Причем, меньше, чем на оригинале (148 вместо 150 мм), другой ход и размеры клапанов, вообще очень сильно изменили именно механизм газораспределения. Под отечественный бензин, который, как всем известно, был у нас, мягко говоря, не очень.

Соответственно, изменились обороты и мощность. Причем, изрядно так, ибо если М-100 выдавал те же 860 л.с., что и оригинал, то М-103 выдавал уже почти 1000 л.с.

Вообще, если модернизация, то ну очень глубокая. Хорошо, я не двигателист, но соображающие у нас есть, вот пусть и скажут, что это было на самом деле, модернизация или фактически другой двигатель.

Идем дальше. Дальше был М-104, который лучше бы не был. Потому я сразу перейду к М-105.

Чем М-105 отличался от М-103?

Двухскоростной нагнетатель, два выпускных клапана вместо одного, да еще и увеличили их диаметр на 15%. Новый беспоплавковый карбюратор, который позволял летать с отрицательной перегрузкой и выполнять маневры в перевернутом состоянии. Это М-105А.

Касаемо мощности. М-105 выдавал до 1050 л.с. Когда смогли увеличить наддув, то у М-105ПФ мощность составила 1150 л.с., у следующей модификации М-105 ПФ2 — 1310 л.с.

Дальше был М-107.

Другой блок цилиндров. Совсем другой. 4 клапана на цилиндр, не 3 как у М-105 и не 2 как у оригинала. То есть – совершенно иная система газораспределения. Дрелью дырку под клапан точно не просверлить, иной подход.

Собственно, другой блок породил другие коленвал, шатуны, поршни. Даже принцип создания смеси был несколько иным (и на мой взгляд извращенным): часть воздуха шла через карбюратор, и на выходе получалась сильно обогащенной, а часть шла напрямую от нагнетателя и разбавляла обогащенную смесь. В общем, как-то двухступенчато и не совсем понятно, если честно.

Но на выходе было уже 1650 л.с. против 860 у «Испано-Сюизы». Да, и вес увеличился. Оригинал весил 500 кг, а М-107 – 870 кг.

Если не обращать внимания на условность пригодности М-107 к эксплуатации (постоянный перегрев и мизерный моторесурс), можно сказать, что с оригиналом сходство минимальное.

Дальше. Дальше у нас работы Микулина.

Александр Александрович Микулин

Все примерно так же, как и у Климова. Сначала было дело, и делом был мотор М-17, который BMW VI.

Моторы у баварской фирмы мы закупали в 20-е годы с удовольствием, благо, продавали их немцы без проблем. И с 1925 года BMW VI стал основным нашим мотором. Потом появился М-17, все канонично. А вот потом…

М-17 стал базой сразу для двух двигателей. АМ-35 и АМ-38 (да простят сведущие. Я сразу на «новую» маркировку перескочу). На АМ-35 летал МиГ-3, на АМ-38 – Ил-2. Точка. Жирная такая.

АМ-35

АМ-38

Кстати, вопреки логике, в отличие от двигателей Климова, споры о том, на чьих моторах летали Ил-2, не утихают даже сегодня. С одной стороны, понятно, как же не ткнуть этим «патриотам» тем, что их штурмовик летал на немецком моторе?

Заходим с другой стороны и лупим из всех стволов. Огромное тут спасибо Дмитрию Алексеевичу Соболеву и Дмитрию Борисовичу Хазанову, создателям книги «Немецкий след в истории советской авиации». Очень познавательно и полезно, рекомендую.

Да, двигатель BMW VI действительно был приобретен вместе с лицензией, и производство его развернуто в СССР под названием М-17. Совершенно так же, как были до этого куплены предыдущие версии BMW о 6-ти и 8-ми цилиндрах. И их точно так же производили, пытались усовершенствовать, то есть – нарабатывали опыт конструкторам.

А дальше все – вторая ступень. То есть, не М-17, а М-17Ф. Как именно его форсировали, толком нигде не говорится, но в цифрах это выглядит как 800 л.с. вместо 600 у М-17/ BMW VI. Да, мотор стал тяжелее, но тут есть такое толкование: в отличие от немцев, мы могли себе позволить не экономить на металле и «слабые» места сразу же усиливали.

Кстати, мотор совершенно «зашел», и исправно таскал на себе до конца войны не только самолеты (ТБ-1, ТБ-3, Р-5, МБР-2), но и танки (БТ-7, Т-28, Т-35 и даже в начале выпуска, когда не хватало дизелей, В-2, КВ и Т-34).

Почему не идти дальше?

И пошли. И вот тут начинаются чудеса. Особенно, если посмотреть на М-17 и М-34, гипотетически разместив их рядом.

Это совершенно разные моторы. На М-17/ BMW VI каждый цилиндр выполнен отдельно, у каждого своя рубашка охлаждения, подвод смазки и охлаждающей жидкости к каждому цилиндру тоже выполнен отдельно.

На М-34 — единый, литой блок цилиндров, со всеми топливо- и маслопроводами, со всеми входящими и исходящими отсюда нюансами. А дальше пошли модификации, коих было довольно изрядно, и с каждой в мотор что-то да привносилось.

Да, М-34Р – это тот самый мотор, который (опять в разных модификациях, с редуктором и без него) перенес в Северную Америку экипажи Чкалова и Громова.

А версия АМ-34ФРНВ (другие коленвал, редуктор, система смазки, механизм газораспределения, 4 карбюратора вместо 1-го) – это, собственно то, что пошло в серию под наименованием АМ-35…

Собственно, АМ-38 отличался от АМ-35 тем, что был его низковысотной версией. За счет снижения высотности удалось поднять номинальную мощность до 1500 л.с., а взлетную — до 1600 л.с. То есть, переделка центробежного нагнетателя.

По факту, все моторы Микулина – это моторы Микулина. АМ-34, 35, 37, 38 и появившиеся в конце войны АМ-39 и 42 лично мне сложно назвать модернизацией BMW VI, который купили в 1925 году. Полный цикл BMW VI – М-17 – АМ-34 налицо.

Но идем дальше. Заглянем к «воздушникам». Естественно, к Швецову, ибо там споры тоже не утихают последние 20 лет. И не зря.

Аркадий Дмитриевич Швецов

Все как обычно, я писал, что сперва был Wright R-1820, которого купили и начали производить под именем М-25.

Потом начались модернизации, и появился М-25А. Далее были М-62 и М-63, венцом линейки стал М-71.

С М-62 все просто: «Циклон», он же М-25 плюс центробежный нагнетатель. Повысили степень сжатия – вот вам и М-63. Оба (62-й и 63-й) исправно таскали по небу все поликарповские истребители, 63-й был даже предпочтительнее, «ходил за газом», как говорили про него летчики. АШ-62 на Ан-2 до сих пор летает, где «кукурузники» еще остались. Своеобразный такой рекорд долголетия, да.

М-71 – это два по АШ-62.

То есть, мотор уже более продвинутой компоновки «двойная звезда» и максимум, что можно было выжать из «Циклона». Парадокс, но двигатель вышел сильно так себе, хоть по сути и американец удвоенный.

Дурь и бред начинается в спорах по моторам Швецова, когда на сцене появляется АШ-82. Я тоже в первой статье, скажем так, не совсем разобрался. Бывает. То есть, я не смог правильно оценить степень переработки, сделанной инженерами КБ Микулина.

Исправляюсь.

То есть, сейчас слова будут те же самые, что и первой статье, но вот смысл за ними будет несколько иной.

Итак, АШ-82 и АШ-62.

АШ-62

АШ-82

«Двойные звезды», но у 82-го на 4 цилиндра меньше. 14 и 18 (2х9) соответственно. Эти цифры говорят о том, что по факту АШ-82 – совершенно другой мотор. Просто так взять и выбросить 4 цилиндра – нет, это не просто так.

АШ-82 действительно был «создан с использованием элементов АШ-62», но вот тут точно, что не «на основе». Другое количество цилиндров повлекло за собой другую схему газораспределения, смазки, уменьшился ход поршня, что уменьшило диаметр мотора, а значит, улучшило аэродинамику.

Ну а когда АШ-82ФН получил (первым, кстати) непосредственный впрыск топлива… И, да, впрыск-то был скопирован с немецкого двигателя BMW-801, стоявшего на ФВ-190. Согласитесь, что скопирована была сама идея, а уж то, что в КБ Швецова приспособили немецкий впрыск на вроде бы копию американского двигателя – уже свидетельствует о весьма неслабых инженерных работах.

И вот получаются очень даже странные вещи: М-71, который два по М-25, который Райт «Циклон», не идет, хоть переплавляй, а АШ-82, который из элементов (некоторых) АШ-62, да с измененной до неузнаваемости конфигурацией – очень даже мотор. Учитывая, сколько он отпахал после войны – один из лучших наших поршневых моторов.

И тут уже однозначно не в исходниках дело. А в собственных умах и руках.

Позволю себе процитировать самого себя в первой статье:

«Но, увы, тяжело отрицать то, что фактически ВСЕ советские авиамоторы были копиями импортных разработок».

Согласен, не совсем корректно. Сейчас эта фраза должна звучать так:

«Но, увы, тяжело отрицать то, что фактически ВСЕ советские авиамоторы имели в основе своей двигатели импортных разработок».

Ключевое слово – «в основе».

И, собственно, ничего такого в этом нет. Нормальная практика. Взять то лучшее, что есть у соседа и употребить себе во благо. А копировали все: и BMW, и «Роллс-Ройс», и «Испано-Сюиза». Это получается, как с генофондом. У истоков стояли некие моторные Адам и Ева, все остальное…

Так что позволю себе еще одну цитату. Оттуда же.

«Целью данной статьи совершенно не ставится некое уничижение нашей промышленности или труда советских конструкторов, скорее, наоборот. Это демонстрация в цифрах и фактах того, как из ничего получалось что надо».

Да, действительно, в начале 20-х годов нам взять авиамоторы было негде. Своих не было, и это общеизвестный факт. Брали чужие, да. Где могли, там и добывали.

Однако со временем, а именно к середине 30-х годов, у нас появилась реальная конструкторская школа, и советские конструкторы уже могли себе позволить перейти от простого копирования не только к модернизациям, значительно опережающим основу, но и к созданию совершенно новых двигателей. АШ-82ФН – наилучший тому пример.

Как раз то, о чем я и говорил в первой статье. Из ничего получилось то, что требовалось.

На рубеже 1920 года у нас не было ничего в плане авиационных двигателей. Через 20 лет у нас уже были свои моторы, которые если и уступали двигателям союзников и врагов, то весьма несильно.

Сегодня многие говорят, что наши конструкторы так и не смогли в форсаж. Хорошо. Есть такое. Ни MW-50, ни GM-1 в аналогах у нас не смогли создать. А надо было? Тот же АШ-82Ф вполне себе нормально мог работать в так называемом «взлетном» режиме столько, сколько было нужно. Чем не заменитель форсажа?

И в итоге? В итоге не ВВС РККА были сведены под корень, а Люфтваффе.

Впрочем, на эту тему уже столько написано, что остается только подытожить: после 1940 года в Советском Союзе имелись авиационные моторы, разработанные советской школой конструкторов, имеющие основой моторы зарубежного производства, но настолько отличные от основы, что можно смело делать выводы о том, что это были двигатели собственной разработки.

Источники:
Соболев Д. А., Хазанов Д. Б. Немецкий след в истории отечественной авиации.
Котельников В. Р. Отечественные авиационные поршневые моторы.

Авиационный двигатель: воздушного или водяного охлаждения?

Итак, рассмотрев лучших представителей моторов Второй мировой войны, сам бог моторов велит поразмыслить над тем, кто из героев был выгоднее и круче. Здесь мнений много, но попробуем посмотреть на двигатели беспристрастно и с некоторым вожделением.

Рассматривать станем на примерах истребителей, просто потому, что бомбардировщику с его задачами, в принципе, без разницы, на каком двигателе лететь. Летим и летим, долетели, высыпали бомбы, летим назад. У истребителей все было несколько сложнее в плане задач.

Итак, кто был лучше: двигатель воздушного охлаждения или водяного?

Да, будем называть двигатель жидкостного охлаждения по привычке водяным, поскольку ну какие там антифризы были в 30-40 годах прошлого века? В лучшем случае – вода с этиленгликолем. В худшем – вода с солью или просто вода.

От винта!

Противостояние «жидких» и «воздушных» двигателей началось тогда, когда появились эти моторы. Точнее, когда инженеры додумались до того, что стоит прекратить вращать цилиндры роторного мотора вокруг коленвала. И так появилась «воздушная звезда». Вполне нормальный двигатель, без закидонов и проблем. Но к концу Первой мировой инженеры вполне смогли уже адаптировать автомобильный двигатель водяного охлаждения, так что соревнование началось уже тогда.

И на протяжении всего существования конкурировали друг с другом V-образные двигатели жидкостного охлаждения и звездообразные двигатели воздушного охлаждения.

Каждый из этих типов двигателей имеет свои достоинства и недостатки. Для того чтобы сравнить, возьмем несколько моторов из обеих категорий. Скажем так, лучшие из лучших.

За «воздушников» сыграют АШ-82 и Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp, за «водяных» — «Роллс-Ройс» «Мерлин Х», «Даймлер-Бенц» DB 605, Климов ВК-105.

В таблице есть одна несправедливость. Знатоки сразу поймут, о чем речь: конечно, это вес. У «водяных» в ТТХ всегда дается так называемый «сухой» вес, то есть без воды/антифриза. Соответственно, они будут за кадром, то есть на ВПП, тяжелее. Где-то на 10-12%, а это немало.

А теперь пойдем сравнивать.

Конструкция

Конструктивно, конечно, проще воздушные. Не нужна рубашка охлаждения, не нужен радиатор, не нужна броня, защищающая радиатор, трубопроводы, жалюзи радиатора.

Воздушный двигатель проще, а значит, дешевле в производстве и обслуживании. И надежнее в бою. Известно, что двигатели воздушного охлаждения выдерживали несколько попаданий и продолжали работать, лишившись двух и даже трех цилиндров. А вот водяной двигатель запросто выходил из строя в случае одного попадания в радиатор.

1:0 в пользу воздушных двигателей.

Охлаждение

Эффективнее, в общем, воздушные. Главной проблемой двойных звезд был отвод тепла от второго ряда цилиндров. Если конструкторы с этим справлялись, все было просто прекрасно.

В полете самолет спокойно предоставлял необходимый объем воздуха для охлаждения головок цилиндров. А у водяного двигателя существовало ограничение в виде температуры жидкости, которую ограничивала точка кипения воды/антифриза. Температура головок цилиндров воздушного двигателя в любом случае выше, чем температура охлаждающей жидкости, так что при одном объеме воздуха, проходящем через головки цилиндров воздушного и радиатор водяного двигателей, эффективнее был воздушный, поскольку площадь радиатора явно уступала площади звезды. И на отвод одной единицы тепла требовался больший объем воздуха, чем от головок цилиндров.

Тем более тогда, когда со временем радиаторы упрятали в тоннели.

2:0 в пользу воздушных.

Аэродинамика

Да, здесь однозначно водяные двигатели имели преимущество. Более тонкий и острый нос, более узкий фюзеляж – самолеты с водяными двигателями были заметно быстрее своих конкурентов с воздушными двигателями.
Толстый лоб самолета с воздушным двигателем – это серьезный удар по аэродинамике самолета. А в начале пути и вообще кольцо Тауненда считалось верхом аэродинамических изобретений.

И в начале 40-х получилось некое такое разделение: самолеты с водяными двигателями были более скоростными, самолеты с воздушными – более маневренными.

Тут стоит отметить, что более легкие И-16, А6М, «Рок» действительно были весьма маневренными машинами. Но уступавшими в скорости своим водяным конкурентам.

Тут лучший пример — наш И-16.

Фактически с «Циклоном» от фирмы «Райт» И-16 запросто лупил в Испании Bf-109B. Однако, как только у немцев появился DB-600, давший «Эмилю» преимущество в скорости и вертикали, роли поменялись тут же, и вчерашний охотник стал дичью.
Реально дело было не только в более мощном поколении моторов, дело было и в аэродинамике. Самолеты стали более тонкими и гладкими, радиаторы стали утапливать в крылья и фюзеляжи, а применение антифризов позволило улучшить теплоотдачу и уменьшить размер и – немаловажно – вес радиаторов и охлаждающей жидкости, которую надо было заливать в систему.

Так что 2:1 в пользу воздушных.

Вооружение

А тут нюансов очень много.

Водяной двигатель был просто создан для настоящих авиаснайперов, поскольку позволял использовать такую замечательную вещь, как мотор-пушку. Наводилась пушка точно по носу самолета, никаких проблем. Плюс вокруг блока цилиндров можно было разместить пару пулеметов.

Все это давало очень неплохой секундный залп с минимальным рассеиванием. Очень важный момент.

Здесь сразу нужно давать балл водяным. 2:2.

Однако кто сказал, что у истребителей с воздушным охлаждением все обстояло печально? Совершенно нет!

Начнем с того, что были два уникальных истребителя, Ла-5 и Ла-7, которым мотор АШ-82 позволил разместить две и три синхронных пушки ШВАК. Да, боекомплект был вполне приличный, около 120 снарядов на пушку, этого выше крыши хватало, чтобы провести бой и разнести любой бомбардировщик противника.

Но истребители Лавочкина – это очень интересное исключение из правил.

А вот все остальные, немцы, японцы, американцы, предпочли воспользоваться тем, что в крыле и около него не стоят громоздкие радиаторы охлаждения, и разместили в крыльях целые батареи.

Плюсов, кстати, тоже достаточно. Проще обслуживать… нет, не оружие. Как раз двигатель, вокруг которого не натыкано пушек, пулеметов и патронов/снарядов. В крыле места больше, соответственно, можно разметить больший боезапас и большее количество стволов.

«Фокке-Вульф» 190А-2, обладатель одно из самых впечатляющих секундных залпов, нес в крыльях четыре 20-мм пушки. Правда, был «секрет». Корневые (расположенные ближе к фюзеляжу) пушки имели боезапас 200 снарядов, а дальние – всего 55. Но все равно внушительно. Плюс два синхронных пулемета.

Японцы на Ki-84 «Хаяте» обошлись меньшим боекомплектом для крыльевых пушек, всего 150 снарядов и 350 патронов для синхронных пулеметов.

Но наиболее весомых успехов в плане размещения оружия добились, на мой взгляд, американцы. Р-47 с восемью 12,7-мм «Браунингами» и F4U «Корсар» с шестью – это весьма. Плюс боекомплект из 400-440 патронов на ствол. У крайних от фюзеляжа крыла б/к мог быть уменьшен до 280 патронов, но это реально несущественно.

Можно долго говорить на тему, что лучше, две пушки или шесть крупнокалиберных пулеметов, но это тема отдельного исследования. Есть и плюсы, и минусы. В любом случае, 3 000 патронов против 300-400 снарядов – есть о чем говорить.
Так что в количественном плане размещения вооружения истребители с воздушными двигателями оказались ничуть не хуже коллег. Более того, так как воздушные двигатели были мощнее водяных, то, соответственно, позволяли брать на борт больше всего. Логично.

А если взять в качестве сравнения Як-9 с одной 20-мм пушкой и одним 12,7-мм пулеметом против американского истребителя с батареей из восьми 12,7-мм «Браунингов», то очень сложно сказать, кто станет победителем. Асу-снайперу, конечно, потребуется всего десяток-другой снарядов, а вот если речь пойдет о летчиках среднего плана… Там пулеметы будут поинтереснее, потому что хоть что-то да попадет.

Балл воздушным. 3:2.

Защита

Здесь все совершенно по-разному. Водяной двигатель надо было защищать. Защищать сам двигатель от прострела, защищать радиатор, защищать всю арматуру. Ибо одно-два попадания в рубашку двигателя или радиатор – и все, прилетели. Да, какое-то время до того момента, как двигатель заклинит от перегрева, имеется. И можно попробовать дотянуть до удобного места либо на свою территорию, либо – парашют. Не очень надежно, не очень удобно.

Воздушной звездой можно было просто защищаться, как бронеплитой. Прострелов эти двигатели, конечно, боялись, но отмечались случаи, когда «Фокке-Вульфы» без пары цилиндров дымили, но летели. А наши «Ла» вполне нормально доползали до аэродромов с тремя выбитыми цилиндрами. В истории зафиксировано множество таких случаев.

Потому и «Ла», и «Тандерболт», и «Фокке-Вульф» очень неплохо зарекомендовали себя именно как штурмовики. Воздушным двигателем можно было прикрыться от малокалиберных зениток и разносить все на своем пути. И бомбы более мощные двигатели запросто позволяли взять на борт. Ла-5 – 200 кг, «Фокке-Вульф» 190 серии F – до 700 кг, а «Тандерболт» серии Д – до 1135 кг.

Сейчас некоторые скажут, что лучший штурмовик Второй мировой войны летал на водяном моторе, и будут правы.

Однако Ил-2 – это штурмовик, который был рожден штурмовиком. А выше шла речь о истребителях, которые стали штурмовиками. Разница есть, и в первую очередь именно в плане защиты.

А в плане защиты однозначно впереди двигатели воздушного охлаждения. 4:2.

Вот такая картина получается. Виной тому, конечно, появившиеся в начале 1940-х двухрядные звёзды. И они затмили водяные двигатели, которые сделали большой шаг вперед с самого начала своего появления.

Главным шагом в развитии двигателей воздушного охлаждения стал момент, когда конструкторы справились с проблемой охлаждения второго ряда цилиндров. Для этого было сделано много: раздвигали ряды цилиндров, чтобы дать воздуху возможность лучше обтекать головки цилиндров, увеличивали площадь маслорадиаторов, так как большая часть тепла отводилась именно через масло, увеличивали оребрение цилиндров.

Именно решение проблемы охлаждения вывело звезды вперед в плане мощности и массы. Это было просто: двойная звезда имела больший литраж по сравнению с водяным двигателем. Отсюда и большая мощность.

Если сравнить удельную мощность наших моторов на уровне 1943 года, то АШ-82Ф имел показатель 1,95 л.с./кг, а ВК-105П – 2,21 л.с./кг массы двигателя. Вроде бы ВК-105П был лучше. И любой самолет с ним должен был иметь преимущество.

Однако если мы возьмем самолет, который летал и на ВК-105, и на АШ-82 и сравним, то без удивления увидим, что ЛаГГ-3 с ВК-105П в плане ЛТХ проигрывал Ла-5 с АШ-82 по всем параметрам. И это несмотря на то, что Ла-5, скажем так, не блистал аэродинамически.

Мощность двойной звезды АШ-82 решила все проблемы аэродинамики, просто вытащив самолет за счет «лишних» 500 л.с.

Конечно, конструкторы водяных двигателей не собирались сдаваться и попробовали догнать воздушников. Были попытки спарить двигатели, чтобы два двигателя работали через редуктор на один винт. В реальности не получилось ни у кого.

Более умным был проект Н- и Х-образных двигателей, когда несколько блоков цилиндров работали бы на один коленвал. Такой двигатель получился у британцев, Нэпир «Сейбр», 24-цилиндровый монстр. «Тайфун», конечно, с ним полетал, но как только британцы довели до ума свой воздушный Бристоль «Центавр», то и про «Сейбр» благополучно забыли.

В самом конце Второй мировой войны появились водяные двигатели нового поколения, с увеличенным литражом в основном за счет увеличения диаметра поршня и утончения стенок блоков. Это с одной стороны, сказалось на ресурсе, с другой – дало необходимую мощность. АМ-42, «Гриффон», DB-603, Юмо-213 – все они были хороши в этом плане, но опоздали на войну.

Для того чтобы поставить последнюю точку в соревновании поршневых двигателей, стоит посмотреть на окончание их карьеры.

Когда появились турбореактивные двигатели, поршневым пришлось уйти на заслуженный покой.

Уделом двигателей внутреннего сгорания стала лёгкая и спортивная авиация, где были свои требования к двигателям.

Воздушные двигатели оккупировали спортивную авиацию, а вот водяным просто пришлось уйти совсем. Правда, в последние годы намечается тенденция по возвращению в авиацию дизелей, но в любом случае это не столько авиационные, сколько автомобильные двигатели.

Так что, подытоживая все сказанное, я бы взял на себя ответственность по утверждению того, что авиационные двигатели внутреннего сгорания с воздушным охлаждением были более эффективны, чем их коллеги с жидкостным охлаждением сразу по нескольким параметрам.

То, что чудо-двигатель АШ-82 работает до сих пор как в самолетах, так и в вертолетах, только подтверждает это утверждение.

Так что если кто-то считает иначе, есть где высказаться и оставить свой голос в соответствующей форме.

Боевые самолёты. Об авиамоторах, своих и не очень

Совершенно справедливо, говоря об авиации, поговорить об авиационных двигателях. Тех самых «пламенных моторах», на которых, собственно, летали наши самолеты в годы Второй мировой войны.

Вообще, в 30-40-е годы наша промышленность, бесспорно, сделала просто огромный рывок. От прямого ксерокопирования, что, в общем, не зазорно, а является показателем уровня развития конструкторской школы в стране, до устойчивого выпуска своей техники массово и серийно.

И если танкостроения у нас до революции вообще как такового не было, то с авиацией было худо и бедно. Худо – потому что производство авиадвигателей в России так и не наладили (давайте отверточную сборку «Гном-Рон» не брать вообще в статистику, это несерьезно), а наиболее продвинутые конструкторы типа Сикорского и Лебедева предпочли не связываться с большевиками.

Да, остались Поликарпов, Гаккель, Григорович, Туполев, подрастали молодые, но… Двигателей не было по-прежнему.

Сошлемся на мемуары Александра Яковлева. В «Цели жизни» он не раз приводил свои заявки на моторы зарубежного производства. И не потому, что молодого конструктора что-то там не устраивало, а просто потому, что своего не было. Факт, конечно, не очень утешительный.

Но, увы, тяжело отрицать то, что фактически ВСЕ советские авиамоторы были копиями импортных разработок.

Целью данной статьи совершенно не ставится некое уничижение нашей промышленности или труда советских конструкторов, скорее, наоборот. Это демонстрация в цифрах и фактах того, как из ничего получалось что надо.

Технический прогресс – вообще штука сложная. Не надо далеко ходить за примерами, не так давно, в 1966 году, в СССР был построен некий автозавод, выпускавший устаревшие итальянские автомобили. А в 2016 году, правда, уже в статусе дочерней компании концерна «Рено», с конвейера начали сходить машины с дисковыми задними тормозами и похожие на автомобили.

Да, у нас было принято раньше выставлять напоказ все лучшее, то есть отечественное, и максимально принижать заслуги зарубежных производителей в нашем техническом развитии. Сегодня, конечно, проще.

А потому сегодня я вполне нормально и без упреков в непатриотичности могу сказать, что воздушный щит и меч Страны Советов ковался по всему миру.

Начнем? От винта!

Итак, чем крутили винты советских самолетов. Понятно, что двигателями. А какими?

1. Bristol Jupiter. Великобритания.

Девятицилиндровый однорядный со звездообразно расположенными цилиндрами. Серийно выпускался с 1918 по 1930 годы.

Конечно, британцы просто так моторчик нам не презентовали. Зато они открыли производство во Франции под маркой «Гном-Рон», а у французов вполне нормально лицензию приобрел Советский Союз. Так «Юпитер» получил официальную прописку в СССР и выпускался до 1935 года, провоевав всю Великую Отечественную. Ну первую половину точно.

М-22 (он же «Юпитер») устанавливался на И-16 и И-15.

2. Wright R-1820 Cyclone. США.

Девятицилиндровый, однорядный, звездообразный, воздушного охлаждения. Выпускался с 1931 по 1954 годы.

Лицензировано производился в Испании и Советском Союзе под маркой М-25.

М-25 устанавливался на самолеты И-15, И-15бис, И-153, И-16, КОР-1.

Дальнейшей модификацией М-25 стал М-62/АШ-62, наработки по которому, в свою очередь, пригодились при создании двухрядных звездообразных двигателей (АШ-82, например).

М-62 устанавливался на И-153, И-16 (18 и 27 серии, в базовом варианте без редуктора), Ли-2 и до сих пор под маркой АШ-62ИР применяется на уцелевших Ан-2.

М-82/АШ-82. Вот тут немного сложностей. В принципе, кто скажет, что это разработка наших инженеров – будет прав. Кто скажет, что двигатель из той же оперы, что и предшественники – тоже прав.

М-82 был двухрядным, но два ряда цилиндров – не что иной, как М-62, у которого количество цилиндров было уменьшено с 9 до 7. Был также уменьшен ход поршня, что привело к уменьшению диаметра мотора. Соответственно, снижение лобового сопротивления. Плюс М-82 стал первым инжекторным двигателем советской постройки.

Всего было произведено более 70 000 двигателей данного семейства.

М-82 устанавливался на:
— бомбардировшкиТу-2, Су-2, Пе-8;
— истребители Ла-5, Ла-5ФН, Ла-7, Ла-9, Ла-11;
— пассажирские Ил-12, Ил-14;
— вертолёт Ми-4.

Существовало семейство моторов Швецова, представлявших собой «необрубленные» сдвоенные «Циклоны», то есть 18-цилиндровые М-71, М-72 и М-73.

М-73/АШ-73 с турбокомпрессором ТК-1

М-73 устанавливался на Ту-4 и Бе-6, причем, на летающей лодке показал себя просто замечательно, так как Бе-6 не требовал установки высотного компрессора.

3. Hispano-Suiza 12Y. Франция.

12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения.

Про этот мотор я уже рассказывал в материалах про «Испано-Сюизу» и «Девуатин Д-520». Его тоже выпускали у нас по лицензии и дорабатывали, и HS 12Y стал родоначальником своей, не менее известной семьи двигателей водяного охлаждения В. Климова.

М-100. Устанавливался на бомбардировщиках СБ. Далее была цепочка модернизаций через М-103 к М-105.

М-100

М-105. Это был действительно сильно доработанный М-103. Мотор имел меньший рабочий объём, увеличенную степень сжатия, двухскоростной центробежный нагнетатель, два впускных (а позже и два выпускных) клапана на цилиндр.

Всего было выпущено более 90 000 моторов М-105 всех модификаций.

М-105/ВК-105 устанавливали на:
— истребители ЛаГГ-3, Як-1, Як-7, Як-9, Як-3, Пе-3;
— бомбардировщики Як-4, Ер-2, Пе-2, Ар-2.

Форсированная версия двигателя М-105, которой стал М-107, тоже была выпущена пусть и не такой огромной серией, а всего чуть более 7 000 штук, тем не менее, имеет полное право на нахождение в списке.

ВК-107

М-107/ВК-107 устанавливался на Як-9У и Пе-2.

4. Gnome-Rhône Mistral Major. Франция.

Еще один звездообразный 14-цилиндровый двигатель. Лицензионную копию, производимую в СССР назвали М-85 а ее дальнейшую модификацию М-87. Главными конструкторами по мотору были А.С. Назаров (М-86) и С. К. Туманский (М-87).

Моторчик был откровенно слабый, но очень надежный. Вообще его по лицензии выпускали все, кто хотел: Италия, Япония, Великобритания, Румыния, Чехословакия, Венгрия. Даже немцы ставили «Мажора» на свои штурмовики Hs-129.

У нас же моторы М-85 – М-87 устанавливались на бомбардировщики ДБ-3 и Ил-4.

5. BMW VI. Германия.

Еще одна линейка моторов. Немецкий исходник, V-образный 12-цилиндровый двигатель с водяным охлаждением был доработан Александром Микулиным и пошел в серию как М-17. Нужно отдать должное немцам, любезно предоставившим нам право на выпуск двигателя, движки в Баварии строить умели всегда.

С этим двигателем летали Не-111 и Dо-17, его выпускали по всему миру (Румыния, Япония и др.)

М-17 устанавливался на ТБ-1, ТБ-3, Р-5, МБР-2.

Но самое интересное было впереди, в модификациях.

АМ-34 мы просто пропустим, поскольку он ставился на все те же модели, и еще летал в Америку на самолетах РД.

АМ-35. Устанавливался на МиГ-1, МиГ-3 и Пе-8. Был выпущен серией почти в 5 тысяч единиц.

Ам-35

АМ-38. Устанавливался на Ил-2. Всего было изготовлено более 40 тысяч моторов.

До сих пор на многих оружейных и авиационных сайтах люди ломают копья, как надо рассматривать именно моторы Микулина, как самостоятельные работы или как копию немецкого двигателя.

Истина, как всегда, где-то посередине будет. Если по сути – немцы создали достойный двигатель, а Микулин был сильным конструктором, сделавшим из «немца» чудовище, таскавшего в один винт бронированный короб Ил-2.

Так что спорно здесь. Но ничего неприятного лично я не ощущаю. Это скорее инженерам и конструкторам BMW должно быть неприятно.

Сейчас наверняка некоторые уже завелись, чувствую. Автор, а что, наших моторов вообще не было? Были.

Например, вот.

М-11, чудо-мотор, который вывел в небо без преувеличения несколько поколений советских летчиков, а во время войны таскал все, что придется: раненых, почту, бомбы.

Разработан мотор был КБ авиазавода № 4 в рамках конкурса на лучшую конструкцию мотора для учебных самолетов номинальной мощностью 100 л. с., в 1923 году. Начальником КБ в это время был А. Д. Швецов. Сам Швецов, хотя и был премирован, никогда не говорил, что это он автор разработки.

Двигатель не обладал выдающимися характеристиками, однако был надежен, как винтовка Мосина, технологичен в производстве, как болт, не требователен к используемым топливу и маслам.

Кто-то скажет, что мягко говоря, сравнивать сложновато, но вот, что есть – то есть. Маленький и надежный с одной стороны и заимствованные с другой. Простите, но время было такое. Никто нам, к сожалению, не подарил ни конструкторов, ни инженеров. Про заводы даже молчу.

То, что смогли и до недавнего времени у нас в стране даже не думали над такой проблемой, как авиамоторы, – достижение. Надеюсь, с этим никто спорить не станет?

Авиационные двигатели: Вторая мировая война

Щелкните, чтобы просмотреть все статьи «Авиационные двигатели: Вторая мировая война», начиная с самой последней.

24-цилиндровый авиационный двигатель Allison V-3420 — 24-цилиндровый двигатель Allison V-3420 представлял собой нечто большее, чем просто два спаренных двигателя V-1710. Большой двигатель был многообещающим, но другие приоритеты и отсутствие применения в самолетах сделали V-3420 безвестным. Авиационные двигатели Armstrong Siddeley «Dog». В 1930-х годах Armstrong Siddeley запустил новую линейку двигателей, названных в честь собак (собак).Большинство этих двигателей были радиальными с рядами рядных цилиндров. Самым известным двигателем серии был Deerhound. Авиационный двигатель Continental XI-1430 — перевернутый двигатель Vee XI-1430, разработанный на базе Continental O-1430, представлял собой компактный высокопроизводительный авиационный двигатель. Несмотря на то, что мощность двигателя составила 2100 л.с., двигатель оказался проблематичным и слишком поздно для Второй мировой войны. Авиационный двигатель Daimler-Benz DB 604 X-24 — Daimler-Benz DB 604 был двигателем X-24, предназначенным для питания самолетов спецификации Bomber B. Однако RLM выбрала двигатель Junkers Jumo 222, а DB 604 отменили в 1942 году.Добрынин Авиационные двигатели М-250, ВД-3ТК и ВД-4К. Во время Второй мировой войны и после нее советский инженер Владимир Добрынин разработал серию 24-цилиндровых авиационных двигателей. Эти рядные радиальные двигатели имели шесть рядов цилиндров и производили от 2200 до 4300 л.с. (от 1640 до 3207 кВт). Fairey P.24 Monarch Aircraft Engine — разработанный Ричардом Форсайтом, P.24 Monarch стал последней попыткой Fairey Aviation выйти на рынок поршневых двигателей для самолетов. 24-цилиндровый Monarch состоял из двух двигателей в общем картере.Авиационные двигатели FIAT A.38, A.40 и A.44 — Последние поршневые авиационные двигатели, разработанные FIAT, были особенными и инновационными. Однако двигатели V-16, X-24 и X-32 так и не поступили в производство из-за Второй мировой войны и из-за того, что существующих двигателей оказалось достаточно. Isotta Fraschini Zeta X-24 Авиационный двигатель — Isotta Fraschini Zeta представлял собой 24-цилиндровый двигатель с воздушным охлаждением, разработанный в Италии во время Второй мировой войны. Летал только на Caproni Vizzola F.6Z, проблемы с охлаждением и сдача Италии ограничили разработку двигателя.Авиационный двигатель Junkers Jumo 223 — Junkers Jumo 223 был 24-цилиндровым дизельным авиадвигателем с оппозитными поршнями. Двигатель мощностью 2500 л.с. (1860 кВт) предназначался для использования в дальнемагистральных самолетах во время Второй мировой войны. Авиационный двигатель Junkers Jumo 224. Вслед за Jumo 223 компания Junkers разработала более крупный 24-цилиндровый дизельный двигатель с оппозитными поршнями, который, по прогнозам, выдает 4400 л.с. (3280 кВт). Взятый на вооружение СССР после войны, двигатель был переименован в М-224. 24-цилиндровый авиационный двигатель Lycoming XH-2470 — Lycoming работал над созданием нового двигателя, объединив компоненты двух двигателей O-1230.Новый двигатель был известен как XH-2470, но он не был разработан вовремя, чтобы принести пользу вооруженным силам США. 36-цилиндровый авиационный двигатель Lycoming XR-7755 — В 1943 году Lycoming начал работу над мощным и эффективным двигателем, предназначенным для установки в действие следующего поколения очень больших самолетов. XR-7755 мощностью 5000 л.с. работал в 1946 году, но в таком большом двигателе больше не было необходимости. 42-цилиндровый авиационный двигатель Mathis Vega — Mathis Vega был французским 42-цилиндровым авиационным двигателем, построенным незадолго до Второй мировой войны. После войны пытались произвести двигатель мощностью 2800 л.с. (2088 кВт), но время больших поршневых авиадвигателей прошло.22-цилиндровый авиационный двигатель Mitsubishi A21 / Ha-50 — во время Второй мировой войны компания Mitsubishi пыталась создать авиационный двигатель, который производил более 3000 л.с. (2237 кВт). Конечным результатом стал 22-цилиндровый двухрядный A21 / Ha-50 мощностью 3100 л.с. (2312 кВт). 36-цилиндровый авиационный двигатель Накадзима [Ha-54] (Ha-505) — Накадзима [Ha-54] (Ha-505) был попыткой построить 36-цилиндровый радиальный двигатель мощностью 5000 л.с. (3728 кВт) для бомбардировщика. способны нанести удар по США. Технические проблемы и упадок Японии положили конец проекту.Авиадвигатели Reggiane Re 101 — Re 105 — Во время Второй мировой войны итальянский производитель самолетов Reggiane разработал несколько авиационных двигателей. Был построен только Re 103. Это был перевернутый W-18, который производил 1740 л.с. (1298 кВт) и имел объем 2435 куб. Дюймов (39,9 л).

Нравится:

Нравится Загрузка …

.

Типы авиационных поршневых двигателей

Существует много типов авиационных поршневых двигателей, каждый из которых требует особого капитального ремонта и ремонта авиационных двигателей. Понимание различных типов авиационных поршневых двигателей может помочь вам узнать, какое обслуживание или ремонт необходимо на вашем самолете.

Двигатели с прямым или рядным поршнем

Как видно из названия, у прямолинейных или рядных авиационных поршневых двигателей есть цилиндры, расположенные в линию, как и в автомобильных двигателях, поэтому они были популярны в первых самолетах.Основное преимущество рядного поршневого двигателя в самолете состоит в том, что двигатель узкий, что позволяет самолету иметь более узкую переднюю часть фюзеляжа, что снижает сопротивление. Однако из-за плохого обтекания двигателя воздушным потоком поршневой двигатель этого типа должен иметь водяное охлаждение, что увеличивает удельную массу самолета. Эти двигатели также требуют дополнительного обслуживания и имеют больший риск отказа, чем другие типы авиационных поршневых двигателей. Поскольку эти двигатели используются в старых самолетах, важно найти компанию по техническому обслуживанию самолетов, такую ​​как Covington Aircraft, которая знакома с этим типом двигателей.

Роторно-поршневые двигатели

Разработанный во время Первой мировой войны для военных самолетов, роторно-поршневой двигатель появился, когда военнослужащие определили, что рядные авиационные двигатели слишком тяжелы для военных операций. В поршневых двигателях этого типа весь двигатель вращался вместе с пропеллером, что создавало дополнительный воздушный поток для охлаждения. Эти типы двигателей были громоздкими и неудобными и не подходили для коммерческого использования. Требования к техническому обслуживанию для этого типа двигателя могут быть значительными, поэтому важно обратиться в компетентную компанию, имеющую опыт работы с поршневыми двигателями роторных самолетов.

Поршневой двигатель V-образного типа

В основном это два рядных двигателя, сваренных вместе, поршневой двигатель V-типа также использовался в автомобильной промышленности, а также в поездах и кораблях из-за огромного крутящего момента, который они обеспечивают. Большинство этих авиационных поршневых двигателей имеют водяное охлаждение, но мощность шептала уравновешивает дополнительный вес системы охлаждения. Однако во время Второй мировой войны самолеты были более уязвимы из-за попаданий пуль, повредивших системы охлаждения.

Радиально-поршневой двигатель

Радиально-поршневой двигатель намного более сложен, чем поршневой двигатель V-типа, он обеспечивает плавную и эффективную работу.Двигатель состоит из одного или нескольких рядов цилиндров с нечетными номерами, расположенных по кругу вокруг центрального коленчатого вала. Этот тип авиационного поршневого двигателя с относительно небольшим картером и одним кривошипом на ряд имел гораздо лучшее соотношение мощности и веса, чем двигатели V-типа. Двигатели охлаждаются равномерно и работают плавно благодаря контакту цилиндров с воздухом.

Горизонтально оппозитный поршневой двигатель

Эти авиационные поршневые двигатели, также известные как плоские или оппозитные двигатели, имеют два ряда цилиндров на противоположных сторонах центрального картера.Эти двигатели могут иметь воздушное или жидкостное охлаждение, но чаще всего имеют воздушное охлаждение. Надежность, простота и простота обслуживания сделали этот тип поршневого двигателя самым популярным авиационным двигателем на протяжении более чем полувека. Помимо эффективности, двигатель также может работать на различных видах топлива.

Более старые авиационные поршневые двигатели, такие как рядные, роторные или v-образные, требуют особого ухода. Компания Covington Aircraft находится всего на расстоянии одного телефонного звонка от ваших потребностей в ремонте авиационного двигателя. Позвоните нам сегодня по телефону 918-756-8320 и присоединяйтесь к нам онлайн на Facebook, Twitter и LinkedIn.

[gravityform id = ”2 ″ name =” Свяжитесь с нами — позвоните по телефону 918-756-8320 ″]

Похожие сообщения:

Делитесь и наслаждайтесь

.

Двигатель, победивший во Второй мировой войне

Ход Второй мировой войны был бы совсем другим без бессмертного двигателя Merlin от Rolls-Royce.

Рейс British Overseas Airways Corporation из Стокгольма, Швеция, приземлился на аэродроме в Леухарсе на севере Шотландии, что стало одним из нескольких сотен рейсов, совершенных авиакомпанией между двумя городами. Но это был необычный полет. Это был 1943 год, и хотя самолет имел гражданские опознавательные знаки, а пилот и штурман были номинально гражданскими служащими BOAC, это был бомбардировщик de Havilland Mosquito.А пассажиром, который вышел, окоченевший от того, что его втиснули в импровизированную койку в бомбоотсеке негерметичного самолета, был физик Нильс Бор, лауреат Нобелевской премии 1922 года и пионер в исследованиях ядерного деления.

Бор определил, что изотоп урана U-235 может вызвать цепную реакцию и, следовательно, может быть использован для создания мощной атомной бомбы, выводы, которые он подробно изложил на конференции в январе 1939 года в Вашингтоне, округ Колумбия. К 1943 году нацистские облавы и депортация евреев в Дании подверг Бора большому риску, так как его мать была еврейкой.Просочились слухи, что его вот-вот арестуют и перед ним встанет суровый выбор: присоединиться к проекту атомного оружия Адольфа Гитлера или быть отправленным вместе с женой и сыном на почти верную смерть в концлагерь.

С помощью британской секретной службы Бор был переправлен контрабандой в нейтральную Швецию. 6 декабря он вылетел из Англии в США, чтобы присоединиться к Манхэттенскому проекту.

«Москит» был единственным самолетом, достаточно быстрым, чтобы уклоняться от немецких истребителей, патрулирующих Северное море, чтобы перехватить полеты BOAC, которые перевозили тайный персонал и высокоточные предметы снабжения, такие как шарикоподшипники.Проект нацистской атомной бомбы в конечном итоге провалился, но все могло бы закончиться иначе, если бы Бор был во главе, вынужденный угрозами своей семье.

Конечно, его, возможно, никогда не спасли бы, если бы Британия проиграла яростную воздушную борьбу за свое существование летом 1940 года. Если бы битва за Британию на близком расстоянии пошла другим путем, Великобритания с большей частью своей брони, грузовики и тяжелое вооружение, оставленные при эвакуации из Дюнкерка, оказались бы в опасном положении.Можно только вообразить влияние возможной капитуляции Великобритании на последующие события в России, Северной Африке, Нормандии и на Дальнем Востоке.

Спустя два месяца после ужасного полета Бора, 13 декабря 1943 года, североамериканские истребители P-51B Mustang сопровождали 710 бомбардировщиков ВВС США во время миссии в Киль, Германия. 980-мильный перелет туда и обратно был первым полностью сопровождаемым дальним рейдом в войне, началом успешных высокоточных бомбардировок при дневном свете и постепенного уничтожения Люфтваффе.

Эти три знаменательных события — спасение Бора, поражение Германии в битве за Британию и вылеты американских истребителей по сопровождению на дальние расстояния — имели одну общую черту: все они стали возможными благодаря одному и тому же авиадвигателю — великолепному Rolls-Royce Merlin. Без вдохновенного гения одаренного математика и самоотверженности небольшой группы инженеров, разработавших Merlin, мир сегодня мог бы быть совсем другим.

История Merlin восходит к 1920-м годам, когда появился 21-литровый двигатель V12 Kestrel, первый серийный двигатель Rolls-Royce с наддувом.Находясь под сильным влиянием Curtiss D-12, базовая конструкция Kestrel была настолько продуманной, что ее производные в различных размерах и версиях выпускались до конца эры поршневых двигателей компании. Его увеличение до 37 литров привело к появлению Buzzard, от которого гоночная версия 1929 года, названная Rolls-Royce просто «R», в конечном итоге развила 2500 л.с. R принес Великобритании победы в гонках на гидросамолете Schneider Trophy три года подряд, мировой рекорд скорости в 407,5 миль в час и бессрочное владение трофеем.Примечательно, что самолеты-победители были разработаны Реджинальдом Дж. Митчеллом и построены Supermarine Company. Таким образом, инженеры и конструкторы Rolls-Royce и Supermarine создали пять лет спустя бессмертный Spitfire.

R также приводил автомобили в соответствие с мировыми рекордами скорости на суше, в конечном итоге достигнув 357 миль в час в 1938 году, и лодкой до мирового рекорда скорости на воде 142 миль в час в 1939 году. В результате до Второй мировой войны двигатель выдерживал или удерживал все три. мировые рекорды скорости на суше, воде и в воздухе.

Вопреки популярным преданиям, Merlin не был обесцененным R; вместо этого это была самая важная разработка Kestrel, увеличенная до 27 литров. Другой миф гласит, что двигатель был назван в честь волшебника из легенды о короле Артуре, но на самом деле он просто следовал практике Роллса, называя свои рядные авиадвигатели в честь хищных птиц. Мерлин — это вид сокола с тонкими заостренными крыльями, которые позволяют ему нырять с большой скоростью. Это был правильный выбор с точки зрения будущего использования двигателя.

Первые двигатели, получившие название PV-12 для Private Venture с 12 цилиндрами (поскольку на разработку не было выделено никаких государственных средств), были готовы к стендовым испытаниям в 1933 году и имели мощность 790 л.с.Двигатель, увеличенный до 950 л.с., впервые взлетел в 1935 году на «Хоукер Харт», последнем биплане Сиднея Камма и предвестнике его «Урагана».

Типовые испытания

выявили множество проблем, особенно в конструкции головки блока цилиндров, подшипников и шестерен, которые необходимо было исправить, чтобы двигатель стал реальной силовой установкой. К середине 1930-х годов он все еще был ненадежным, неоднократно проваливая гражданские 50-часовые типовые испытания. Казалось, «Мерлин» никогда не добьется успеха.

Следует помнить, что в то время Rolls-Royce была относительно небольшой компанией, в которой работало менее 7000 человек.Одновременно с Merlin он также работал над несколькими другими поршневыми авиадвигателями и морским Merlin для использования в быстрых патрульных катерах. В 1938 году компания также займется разработкой газотурбинных (реактивных) двигателей. К 1945 году в Rolls работало более 55 000 человек.

По мере того, как сгущались тучи войны и производители самолетов требовали нового двигателя, они продолжали улучшать Merlin, следуя принципу сэра Генри Ройса 1915 года: выявлять самое слабое звено путем постепенного увеличения частоты вращения и нагрузки двигателя, изменения конструкции проблемного компонента и дальнейшего увеличения спроса. даже больше, даже если это означало довести его до разрушения.Помимо динамометров, приборы того периода были в зачаточном состоянии. Но у компании были техники и механики с исключительным талантом и опытом в испытательных цехах, которые, как и Ройс, прошли свой путь через долгое ученичество. Они могли мгновенно определить, когда звук двигателя изменился, и определить начало детонации (стука), удерживая короткий кусок стали между зубами и опираясь другим концом на блок цилиндров двигателя, работающего на полном газу. Таким образом, Merlin постоянно увеличивал выходную мощность, которая за 12 лет увеличила бы более чем вдвое свой первоначальный рейтинг при сохранении надежности.

Rolls-Royce был чрезвычайно удачлив, сумев переманить блестящего молодого Стэнли Хукера из исследовательских лабораторий Адмиралтейства в 1938 году. Выпускник Оксфорда по математике, он также работал в аспирантуре по гидродинамике и стал, вероятно, величайшим экспертом в мире. в гидродинамике и термодинамике применительно к наддуву. Во время собеседования с Хукером при приеме на работу на заводе в Дерби руководитель завода Эрнест У. Хивс спросил его по техническим вопросам. «Я объяснил, как мог, — вспоминает Хукер, — а затем он сказал, наклоняясь вперед:« Ты не слишком большой инженер, не так ли? »Мне пришлось согласиться, и он ответил:« Неважно, это место полон лучших инженеров мира, и они научат вас….’”

Присоединившись к Rolls-Royce, Хукер был удивлен, узнав, что наука о наддуве была скудной, несмотря на то, что авиационные двигатели использовали наддув еще до Первой мировой войны. он обнаружил неточность. Хукер подошел к руководителю экспериментальной мастерской и попросил показать нагнетатель. «Какой нагнетатель?» его спросили. «Подойдет любой, потому что я никогда раньше не видел.Затем его доставили на испытательный стенд. «Это двигатель Мерлина. Это передняя часть, к которой крепится винт, а эта штуковина в задней части представляет собой нагнетатель с шестернями, которые его приводят. И ваша работа — сделать это лучше «.

Будучи новым сотрудником и математиком в придачу, Хукер сначала не решался подвергнуть сомнению работу инженеров Rolls, которые создали гигантский нагнетатель, позволивший двигателю R выиграть приз Шнайдера и установить новый рекорд скорости полета.Он проверил и перепроверил свои расчеты: цифры неопровержимы. Изменение конструкции ротора и диффузора приведет к немедленному увеличению эффективности на 15 процентов, и это будет только начало. В течение нескольких месяцев Хукер, который никогда раньше не видел авиадвигателя, добавил к Мерлину на 30 процентов больше мощности. (Во время войны он продолжал превращать рудиментарный турбореактивный двигатель Уиттла в серийный двигатель, увеличив его тягу с 1800 фунтов до 5000. К тому времени, когда он вышел на пенсию в 1967 году, после того, как королева посвятила его в рыцари, сэр Стэнли Хукер был глубоко вовлечен в конструкция почти каждого современного британского авиадвигателя, в том числе для сверхзвукового авиалайнера Concorde и прыжкового реактивного самолета Harrier.)

Многие гениальные инженеры работали упорно, и в некоторых случаях в начале могил, развивать Мерлин, но это был Стэнли Хукер, который, применяя передовые научные принципы к потоку и сжатию воздуха, был самым ответственным за повышение его мощности от 1025 л.с. в начале Второй мировой войны до более 2000 л.с. в конце. Merlin неизменно превосходил значительно более крупные авиационные двигатели.

Нагнетатель с приводом от выхлопных газов, или турбонагнетатель, кажется, предлагает что-то даром, используя в противном случае потерянную тепловую энергию от выхлопа двигателя для приведения в действие нагнетателя вместо энергоемкого редукторного метода.Это была предпочтительная система наддува для высотных операций американских радиальных авиационных двигателей во время Второй мировой войны. Rolls-Royce экспериментировал с турбонаддувом на своем двигателе Condor III еще в 1923 году.

Ремонтники выкладываются на полную, обрабатывая поврежденный Spitfire Mk. IX на переднем аэродроме в Нормандии, июнь 1944 г. (IWM CL 0186)

В обсуждениях о его возможном использовании с Merlin, Хукер указал на отсутствие подходящих мест для турбокомпрессора на Hurricane, Spitfire или Mosquito и предположил, что выхлопную энергию можно было бы использовать гораздо более простым способом.Эксперименты с конструкциями выхлопной трубы привели к получению короткого эжектора, создающего реактивную («реактивную») тягу, которая добавляла скорости самолета, эквивалентной дополнительным 150 л.с. Это было бы потеряно при турбонаддуве. Он предсказал, что главное преимущество турбокомпрессора — поддержание мощности на большой высоте — может быть получено путем последовательного использования двух нагнетателей, приводимых в движение одними и теми же шестернями двигателя. Фактически, Merlin 61, первый, оснащенный двухступенчатым нагнетателем, увеличил потолок Spitfire IX с 30 000 до 40 000 футов, а его максимальную скорость на 70 миль в час.

Появление в сентябре 1941 года нового Focke Wulf Fw-190A с 42-литровым радиальным двигателем BMW стало неприятным шоком для Королевских ВВС, поскольку он легко превзошел Spitfire V с 45 двигателями Merlin по скорости и подъему. Но в течение нескольких недель Rolls производил Merlin 61. Он составлял всего две трети от размера двигателя Fw-190, но, тем не менее, производил больше мощности, особенно на больших высотах, где происходило большинство действий. Оснащенный Merlin 61, новый Spitfire IX снова взял верх, удивив пилотов Люфтваффе своим всплеском характеристик, поскольку два типа Spitfire выглядели почти одинаково.Маршал авиации сэр Гарри Бродхерст, ведущий пилот-истребитель ВВС Великобритании во время Второй мировой войны, живо вспомнил свой первый полет на Spitfire IX, особенно изумленный взгляд на лице пилота Fw-190, когда Бродхерст с легкостью прошел мимо него.

В аналогичной гонке лошадиных сил с Merlin (а ​​позже Griffon) 34-литровый Daimler-Benz DB 601, который приводил в движение основных противников ранних Spitfires, Messerschmitt Me-109E и F, вырос до 36-литрового, 1475 -hp DB 605 в 109G. Но к тому времени Merlin 61 Spitfire IX производил 1560 л.с., а у Merlin 70 вскоре их стало 1710.В конце концов, Daimler-Benz расширил серию 600 до 44,5-литрового 603. Имея всего на 40 лошадиных сил больше, чем Merlin 70, и слишком тяжелый для любого из одномоторных истребителей Люфтваффе, он был переведен в категорию двухмоторных. Аналогичный Jumo 211 V12 от другого крупного немецкого производителя двигателей, Junkers, был на полпути между DB 601 и 605, на 35 литров, но к 1942 году его мощность составляла только 1400 л.с.

Сравнительно недостаточная мощность двигателя в Германии ошибочно объясняется нехваткой высокооктанового топлива.Но Великобритания вступила в войну с авиационным бензином с октановым числом около 87 «обычным», в то время как Германия уже имела 100-октановый бензин. К 1942 году немцы подняли это значение до 150. Rolls протестировал Merlin на 100-октановом бензине и обнаружил, что он с радостью будет работать при повышенном давлении в коллекторе с 43 до 48 дюймов ртутного столба, увеличивая мощность на 135 л.с., но это было академический интерес, поскольку в резервуарах РАФ не было 100-октанового топлива. К счастью, танкер Esso Beaconhill прибыл из Соединенных Штатов незадолго до битвы за Британию, принеся с собой достаточно нового топлива для обслуживания «Ураганов» и «Спитфайров» на протяжении всего конфликта.При более высоком допустимом давлении наддува решающее значение имели дополнительная скорость и скороподъемность. Без этого то, что, по словам герцога Веллингтона (имея в виду битву при Ватерлоо 1815 года), «проклятая мелочь», вполне могло бы повернуть в другую сторону.

Иллюстрация © Джон Бэтчелор, все права защищены

Непосредственный впрыск топлива в двигателях Daimler-Benz дал временное преимущество. В бою пилот Messerschmitt, преследуемый ранним Hurricane или Spitfire, мог толкнуть ручку вперед и нырнуть, в то время как тот же маневр заставил Merlin отключиться из-за наклона смеси от отрицательной G.Поплавок карбюратора отреагировал на то, что он теперь считал «опущенным», залив двигатель на несколько секунд, а несколько секунд могут означать жизнь или смерть в воздушном бою. Пилоты RAF кувыркались в перевернутом положении и тянули ручку назад, чтобы сохранить положительное значение G, но к тому времени их жертва часто ускользала.

Беатрис «Тилли» Шиллинг, ученый из Royal Aircraft Establishment, разработала простой ограничитель потока для решения этой проблемы. Напоминающий металлическую шайбу, он позволял получить максимальный расход топлива, необходимый при полном открытии дроссельной заслонки.Устройство стало известно на фабрике Rolls под несколько нескладным названием «Отверстие мисс Тилли». Пилоты Люфтваффе, привыкшие спасаться нырянием, теперь испытали неприятный сюрприз, обнаружив преследующий ураган или Спитфайр все еще позади них. В более поздних моделях Merlin, использовавшихся в истребителях, использовался одноточечный впрыск топлива Bendix или Rolls-Royce в глазок крыльчатки нагнетателя, и Orifice мисс Тилли со временем превратилось в легенду.

Сторонники радиальных двигателей отмечают, что силовые установки с жидкостным охлаждением более уязвимы для боевых повреждений: хотя радиальный двигатель часто продолжал работать даже при полном выстреле цилиндра из картера, пуля в системе охлаждения его линейного аналога могла вызвать полет. к быстрому концу.Но хорошо спроектированные двигатели с жидкостным охлаждением, такие как Merlin, могут работать в течение длительного времени за пределами нормальных эксплуатационных ограничений без перегрева, поскольку жидкостное охлаждение более эффективно, чем воздушное охлаждение, особенно для головки блока цилиндров и клапанов. И они могли работать на больших высотах, уменьшая риск от зенитного огня.

Далекий от деликатности и темперамента, как утверждают некоторые приверженцы «круглых двигателей», Мерлин снова и снова доказывал, что он может выдерживать насилие и по-прежнему доставлять раненые самолеты домой.Счета его стойкости многочисленны, в том числе тяжелые бомбардировщики, возвращающиеся с половиной двигателей, отключенных зенитной артиллерией или истребителями, с использованием дроссельной заслонки и наддува, намного превышающих указанные максимумы на сотни миль. Например, один пилот бомбардировщика написал: «Я должен был вернуться из Нюрнберга на Веллингтоне с одним двигателем и использовать максимальный наддув и обороты на Merlin X в течение пяти часов без каких-либо признаков бедствия». В другом инциденте пилот Avro Lancaster, который потерял двигатель сразу после взлета, въехал в Штутгарт, полностью загруженный топливом и бомбами, используя мощность набора высоты на трех двигателях на протяжении всей поездки.

«Мерлин» служил на всех театрах военных действий со всеми военно-воздушными силами союзников, включая Советский Союз, и был единственным британским двигателем, который использовался в американских боевых самолетах. Фактически, именно на P-51 Mustang Merlin, производимый по лицензии как V-1650 компанией Packard Motor Car Company, получил, пожалуй, наибольшую известность.

Американские высокоточные дневные бомбардировки ключевых целей в глубине Германии тяжелыми бомбардировщиками 8-й воздушной армии без сопровождения начались плохо. К концу весны 1943 года численность люфтваффе росла, а тактика истребления совершенствовалась.Во время налета на Бремен 17 апреля потери бомбардировщиков достигли 14 процентов. В июле было сбито 128 бомбардировщиков, 1 280 членов экипажа были убиты или взяты в плен, а половина уцелевших самолетов получила боевые повреждения.

Предположение, что бомбардировщики, летящие во взаимно обороняющихся формациях, могут проникнуть в Германию без сопровождения истребителей до цели, оказалось катастрофическим повторением опыта Люфтваффе против Великобритании тремя годами ранее. Он упорствовал перед лицом всех доказательств по той же причине: не было подходящих истребителей дальнего действия.Радиус действия Republic P-47, даже с подвесными танками, составлял всего 400 миль. Двухмоторный Lockheed P-38 обладал дальностью полета, но в воздушном бою уступал хорошо управляемым одномоторным истребителям, как и Messerschmitt Me-110 в 1940 году. Потери в налетах на Швайнфурт и Регенсбург 17 августа достигли до 20 процентов, а ответный налет на Швайнфурт 14 октября привел к невыносимым потерям в 27 процентов — 34 процента, если учитывать самолеты, сданные в лом по их возвращении, — вынудив Восьмые воздушные силы приостановить налеты до тех пор, пока не будет найдено решение.

Даже если фабрика пострадала, было практически невозможно уничтожить жизненно важные станки и прессы. После расчистки обломков производство часто возобновлялось в течение нескольких дней. Несмотря на временные сбои, производство немецких истребителей продолжало расти до последних месяцев войны. Немцы просто децентрализовали свое производство и сборку на более мелкие, вспомогательные заводы и объекты кустарной промышленности.

Allison V-1710, единственный американский рядный двигатель, использовавшийся во время Второй мировой войны, был очень похож на Merlin во многих отношениях, но ему не хватало потенциала развития мощности и высотных возможностей, из-за чего первые Mustang RAF с двигателями Allison были низкоуровневыми для фоторазведки.В союзе, заключенном на небесах, пять P-51 были оснащены Merlin 65 на исследовательском аэродроме Rolls-Royce в Хакнелле в 1942 году, превратив хороший истребитель в превосходный, быстрее, чем Fw-190 и Me-109 на всех высотах и превосходит оба практически по всем параметрам. Обладая внутренней емкостью 270 галлонов топлива и двумя баками на 75 галлонов, Mustang с двигателем Packard Merlin имел запас хода 7,5 часов. Они могли сопровождать B-17 и B-24 к любой цели в Германии и сражаться с любым самолетом Люфтваффе на пути туда и обратно.

Механики работают над одним из четырех Merlins, приводящих в действие бомбардировщик Avro Lancaster 207-й эскадрильи на аэродроме RAF Боттесфорд, Линкольншир, в июне 1942 г. (IWM TR 0020)

Легендарный ас 357-й истребительной группы Кларенс «Бад» Андерсон писал об оснащенном Merlin Mustang в своих мемуарах To Fly and Fight : «Merlin обладал огромной мощностью и одинаково хорошо себя чувствовал, высокий или низкий, благодаря двум -ступенчатый, двухскоростной нагнетатель ». Боб Гебель, который летал на Mustang с 31-й истребительной группой на Средиземноморском театре военных действий, объяснил работу нагнетателя в Mustang Ace : «У P-51 был двухступенчатый вентилятор в индукционной системе, который автоматически управлялся с помощью барометрического переключателя.Приблизительно на 17 000 футов, когда дроссельная заслонка была выдвинута почти полностью вперед, чтобы поддерживать нормальный крейсерский режим, воздуходувка взлетела до максимума, давление в коллекторе подскочило, и набор можно было продолжить до 30 000 футов ».

Хотя потери бомбардировщиков с сопровождением «Мустанга» резко снизились, генерал-майор Джеймс Х. «Джимми» Дулиттл считал, что Восьмая воздушная армия совершает ту же ошибку, которую совершил Герман Геринг в битве за Британию — вынуждая эскорт держаться поближе к бомбардировщикам. вместо того, чтобы позволить им свободно перемещаться вокруг и впереди строя.Приняв на себя командование Восьмым полком 6 января 1944 года, он заметил табличку в штабе VIII истребительного командования: ПЕРВАЯ ОБЯЗАННОСТЬ БОЙЦОВ ВОСЬМОЙ ВВС состоит в том, чтобы вернуть к жизни бомбардировщики. Дулиттл приказал изменить его на: ПЕРВАЯ ОБЯЗАННОСТЬ БОЙЦОВ ВОСЬМОЙ ВВС — УНИЧТОЖИТЬ НЕМЕЦКИХ БОЙЦОВ. Бомбардировщики будут приманкой, чтобы заманить в ловушку Люфтваффе, цель которого — полное уничтожение их истребительной авиации и достижение союзного превосходства в воздухе над Европой в рамках подготовки к Дню Д и позволить U.С. и британские самолеты по желанию бомбят ключевые цели.

Вскоре целым группам истребителей разрешили работать внештатно, и охотники Люфтваффе стали объектом охоты. Специалисты по связи в Англии следили за немецкими радиопередачами и направляли «Мустанги» для атаки истребителей противника по мере того, как собирались их соединения. Свободные «Мустанги» уничтожали немецкие истребители, в том числе реактивные «Мессершмитт Ме-262», на земле или во время взлета и посадки. В феврале и марте 1944 года люфтваффе потеряли 4236 самолетов.Хотя производство немецких истребителей выросло с 24 807 в 1943 году до 44 000 в 1944 году, нехватка топлива и неослабевающее давление со стороны авиации союзников подавили люфтваффе. Пилотов убивали быстрее, чем их можно было заменить, и ко времени последнего крупного рейда союзников 25 апреля 1945 года некогда доминирующие силы фактически прекратили свое существование.

Без P-51 Mustang и его двигателя Merlin союзники не смогли бы добиться превосходства в воздухе над Европой в 1944 году. Вторжение в Нормандию могло быть отложено или даже провалилось, а война могла затянуться до 1946 года.Перспектива сильного Люфтваффе, оснащенного тысячами поршневых двигателей и реактивных истребителей, не говоря уже о множестве реактивных бомбардировщиков Arado Ar-234, неприятна для размышлений. Вместо этого, как сказал министр вооружений Гитлера Альберт Шпеер в начале кампании сопровождаемых бомбардировок, «впервые начались … рейды, которые могут нанести поистине смертельный удар Германии».

Модель Merlin Mk. Я получил 950 л.с. К 1945 году Merlin RM17SM прошел летные испытания с постоянной мощностью 2200 л.с., из которых 2640 л.с. были доступны на короткие периоды.Ни один другой двигатель не достиг такого значительного увеличения мощности при продолжении надежной работы. Около 160 000 Мерлинов было произведено во время Второй мировой войны, более 100 000 — в Великобритании, остальные — компанией Packard в США. Они использовались в большем количестве применений — в воздухе, на море и на суше — и появлялись в большем количестве марок (50) и номинальной мощности (21), чем любые другие. другой двигатель. На них устанавливались самолеты большего количества целей (девять) и типов (31). Сегодня Мерлины продолжают управлять многими боевыми птицами в США, Великобритании и других странах, и хриплый рык двигателя все еще можно услышать на авиашоу по всему миру.

По иронии судьбы, последний вариант Ме-109, испанский Hispano Aviación HA-1112-M1L Buchón , был оснащен двигателем Merlin 500-45 мощностью 1600 л.с. Оставаясь в эксплуатации до декабря 1965 года, он позже использовался, замаскированный под Me-190E и G, в таких фильмах, как Battle of Britain , Memphis Belle и The Tuskegee Airmen . Итак, круг замкнулся: 30 лет назад на Rolls-Royce Kestrel был установлен прототип Messerschmitt Bf-109V1.

Николас О’Делл служил в RAF с 1958 по 1962 год. Для дальнейшего чтения он рекомендует: Clash of Wings Уолтера Дж. Бойна; Поршневые двигатели союзников времен Второй мировой войны , Грэм Уайт; и Не много инженера: автобиография сэра Стэнли Хукера и Билла Ганстона.

Первоначально опубликовано в сентябрьском номере журнала Aviation History за 2009 год. Чтобы подписаться, нажмите здесь.

.