Vliegtuigmotor: lucht- of watergekoeld?

Inhoudsopgave:

Vliegtuigmotor: lucht- of watergekoeld?
Vliegtuigmotor: lucht- of watergekoeld?

Video: Vliegtuigmotor: lucht- of watergekoeld?

Video: Vliegtuigmotor: lucht- of watergekoeld?
Video: Russian Attack Helicopters with Advance features 2024, Maart
Anonim
Afbeelding
Afbeelding

Dus, na de beste vertegenwoordigers van de motoren van de Tweede Wereldoorlog te hebben overwogen, beveelt de god van de motoren zelf om na te denken over welke van de helden winstgevender en cooler was. Er zijn hier veel meningen, maar laten we proberen om onpartijdig en met enige lust naar de motoren te kijken.

We zullen de voorbeelden van jagers beschouwen, simpelweg omdat de bommenwerper met zijn taken in principe niet uitmaakt met welke motor hij moet vliegen. We vliegen en we vliegen, we vlogen, bommen vielen, we vliegen terug. Voor de jagers was alles wat gecompliceerder in termen van missies.

Dus wat was beter: een luchtgekoelde motor of een watergekoelde?

Ja, we zullen de vloeistofkoelmotor uit gewoontewater noemen, want wat voor soort antivries waren er in de 30-40s van de vorige eeuw? In het beste geval water met ethyleenglycol. In het slechtste geval water en zout of gewoon water.

Met schroeven!

Afbeelding
Afbeelding

De confrontatie tussen "vloeibare" en "lucht" motoren begon toen deze motoren verschenen. Om precies te zijn, toen de ingenieurs op het idee kwamen dat het de moeite waard was om te stoppen om de cilinders van de rotatiemotor rond de krukas te laten draaien. En zo verscheen de "luchtster". Nogal een normale motor, geen eigenaardigheden en problemen. Maar tegen het einde van de Eerste Wereldoorlog waren ingenieurs heel goed in staat om een watergekoelde automotor aan te passen, dus de concurrentie begon toen al.

En gedurende zijn bestaan concurreerden vloeistofgekoelde V-motoren en luchtgekoelde radiale motoren met elkaar.

Elk van deze typen motoren heeft voor- en nadelen. Laten we ter vergelijking een paar motoren uit beide categorieën nemen. Laten we zeggen het beste van het beste.

ASh-82 en Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp spelen voor de piloten, de Rolls-Royce Merlin X, Daimler-Benz DB 605, Klimov VK-105 spelen voor de watermannen.

Afbeelding
Afbeelding

Er is één onrecht in de tabel. Kenners zullen meteen begrijpen waar dit over gaat: dit is natuurlijk gewicht. Voor "water" in de prestatiekenmerken wordt altijd het zogenaamde "droge" gewicht gegeven, dat wil zeggen zonder water / antivries. Dienovereenkomstig zullen ze achter de schermen, dat wil zeggen op de startbaan, zwaarder zijn. Ergens met 10-12%, wat veel is.

Laten we nu gaan vergelijken.

Ontwerp

Structureel is het natuurlijk gemakkelijker te luchten. Geen koelmantel nodig, geen radiator nodig, geen bepantsering die de radiator beschermt, leidingen, radiatorluiken.

De luchtmotor is eenvoudiger en daardoor goedkoper in fabricage en onderhoud. En veiliger in de strijd. Het is bekend dat luchtgekoelde motoren verschillende klappen doorstonden en bleven werken, nadat ze twee of zelfs drie cilinders hadden verloren. Maar bij één klap in de radiateur viel de watermotor al snel uit.

1: 0 in het voordeel van luchtmotoren.

Koeling

Effectiever, in het algemeen, lucht. Het grootste probleem met dubbele sterren was de warmteafvoer van de tweede rij cilinders. Als de ontwerpers het aankonden, was alles in orde.

Tijdens de vlucht zorgde het vliegtuig stilletjes voor de nodige hoeveelheid lucht om de cilinderkoppen te koelen. En de watermotor had een beperking in de vorm van vloeistoftemperatuur, die werd beperkt door het kookpunt van water/antivries. De temperatuur van de cilinderkoppen van een luchtmotor is in ieder geval hoger dan de temperatuur van de koelvloeistof, zodat bij eenzelfde hoeveelheid lucht die door de cilinderkoppen van de lucht en de radiateur van de watermotoren gaat, lucht efficiënter wordt., aangezien het radiatoroppervlak duidelijk inferieur was aan het gebied van de ster. En voor het verwijderen van één warmte-eenheid was een grotere hoeveelheid lucht nodig dan uit de cilinderkoppen.

Zeker toen na verloop van tijd de radiatoren in de tunnels verstopt zaten.

2: 0 in het voordeel van lucht.

Aërodynamica

Ja, watermotoren hadden hier zeker een voordeel. Dunnere en scherpere neus, smallere romp - wateraangedreven vliegtuigen waren merkbaar sneller dan hun luchtaangedreven concurrenten.

Afbeelding
Afbeelding

Het dikke voorhoofd van een luchtaangedreven vliegtuig is een serieuze klap voor de aerodynamica van het vliegtuig. En aan het begin van de reis, en in het algemeen, werd de Townend-ring beschouwd als het toppunt van aerodynamische uitvindingen.

En aan het begin van de jaren 40 was er een soort van dergelijke verdeling: vliegtuigen met watermotoren waren sneller, vliegtuigen met luchtmotoren waren wendbaarder.

Het is vermeldenswaard dat de lichtere I-16, A6M, "Rock" inderdaad zeer wendbare machines waren. Maar ze waren in snelheid inferieur aan hun waterconcurrenten.

Het beste voorbeeld hier is onze I-16.

Afbeelding
Afbeelding

In feite versloeg I-16 met de "Cyclone" van het bedrijf "Wright" gemakkelijk Bf-109B in Spanje. Zodra de Duitsers echter de DB-600 kregen, die Emil het voordeel gaf in snelheid en verticaal, veranderden de rollen onmiddellijk en werd de jager van gisteren een spel.

Afbeelding
Afbeelding

In werkelijkheid was het niet alleen een krachtigere generatie motoren, het was ook een kwestie van aerodynamica. De vliegtuigen werden dunner en gladder, de radiatoren werden verzonken in de vleugels en rompen, en het gebruik van antivries maakte het mogelijk om de warmteoverdracht te verbeteren en de grootte en - belangrijker nog - het gewicht van de radiatoren en koelvloeistof, die moesten worden gegoten, te verminderen in het systeem.

Dus 2: 1 in het voordeel van lucht.

bewapening

En hier zijn er veel nuances.

De watermotor is gewoon gemaakt voor echte luchtsluipschutters, omdat het het gebruik van zoiets geweldigs als een motorgeweer mogelijk maakte. Het pistool was precies op de neus van het vliegtuig gericht, geen probleem. Bovendien konden er een paar machinegeweren rond het cilinderblok worden geplaatst.

Afbeelding
Afbeelding

Dit alles leverde een zeer goede tweede volley op met minimale spreiding. Een heel belangrijk punt.

Hier moet je meteen een punt geven aan de watermannen. 2: 2.

Maar wie zei dat de luchtgekoelde jagers verdrietig waren? Absoluut niet!

Laten we beginnen met het feit dat er twee unieke jagers waren, La-5 en La-7, waarmee de ASh-82-motor het mogelijk maakte om twee en drie synchrone ShVAK-kanonnen te plaatsen. Ja, de munitielading was behoorlijk, ongeveer 120 ronden per kanon, dit was genoeg boven het dak om een gevecht te voeren en elke vijandelijke bommenwerper te vernietigen.

Vliegtuigmotor: lucht- of watergekoeld?
Vliegtuigmotor: lucht- of watergekoeld?

Maar de jagers van Lavochkin zijn een zeer interessante uitzondering op de regel.

Maar alle anderen, Duitsers, Japanners, Amerikanen, wilden liever profiteren van het feit dat er geen grote koelradiatoren in en rond de vleugel waren, en plaatsten hele batterijen in de vleugels.

Afbeelding
Afbeelding

Pluspunten zijn er trouwens ook genoeg. Makkelijker te onderhouden… nee, geen wapens. Gewoon een motor waar omheen kanonnen, machinegeweren en patronen/granaten niet vastzitten. Er is meer ruimte in de vleugel, je kunt respectievelijk meer munitie en een groter aantal lopen afbakenen.

De Focke-Wulf 190A-2, de eigenaar van een van de meest indrukwekkende tweede rondes, had vier 20 mm kanonnen in zijn vleugels. Toegegeven, er was een "geheim". De wortel (dichter bij de romp) kanonnen hadden 200 munitie, en de verre kanonnen slechts 55. Maar nog steeds indrukwekkend. Plus twee synchrone machinegeweren.

Afbeelding
Afbeelding

De Japanners op de Ki-84 "Hayate" kosten minder munitie voor vleugelkanonnen, slechts 150 patronen en 350 patronen voor synchrone machinegeweren.

Maar naar mijn mening hebben de Amerikanen het meest significante succes geboekt wat betreft de inzet van wapens. De P-47 met acht 12,7 mm Browning en de F4U Corsair met zes is best wel. Plus een munitielading van 400-440 patronen per vat. Op de buitenste vleugel van de romp zou de zijkast kunnen worden teruggebracht tot 280 ronden, maar dit is echt onbeduidend.

Afbeelding
Afbeelding

Je kunt lang praten over wat beter is, twee kanonnen of zes machinegeweren van groot kaliber, maar dit is een onderwerp voor een aparte studie. Er zijn voor- en nadelen. In ieder geval 3.000 ronden tegen 300-400 ronden - er is iets om over te praten.

Afbeelding
Afbeelding

Dus in kwantitatieve termen van de inzet van wapens, bleken de jagers met luchtmotoren niet slechter te zijn dan hun collega's. Bovendien, omdat de luchtmotoren krachtiger waren dan de watermotoren, lieten ze dienovereenkomstig het meest aan boord toe. Het is logisch.

En als we de Yak-9 met een 20 mm kanon en een 12,7 mm machinegeweer vergelijken met een Amerikaanse jager met een batterij van acht 12,7 mm "Browning", is het erg moeilijk om te zeggen wie de winnaar. Asu-sluipschutter heeft natuurlijk maar een dozijn of twee granaten nodig, maar als we het hebben over mid-plane piloten … Daar zullen de machinegeweren interessanter zijn, omdat er tenminste iets zal raken.

Luchtscore. 3: 2.

Bescherming

Alles is hier totaal anders. De watermotor moest worden beschermd. Bescherm de motor zelf tegen lumbago, bescherm de radiator, bescherm alle fittingen. Voor een of twee slagen in de motorjas of radiator - en dat was het, ze kwamen aan. Ja, er is enige tijd voordat de motor vastloopt door oververhitting. En u kunt proberen een geschikte plaats op uw grondgebied te bereiken, of - een parachute. Niet erg betrouwbaar, niet erg handig.

Een luchtster kon eenvoudig worden verdedigd als pantserplaat. Deze motoren waren natuurlijk bang voor lumbago, maar er waren gevallen waarin de Focke-Wulfs rookten zonder een paar cilinders, maar vlogen. En onze "La" kroop normaal gesproken met drie uitgeschakelde cilinders naar vliegvelden. Er zijn veel van dergelijke gevallen in de geschiedenis opgetekend.

Daarom bleken La, Thunderbolt en Focke-Wulf zeer goede aanvalsvliegtuigen te zijn. De luchtmotor kon zich verbergen voor klein kaliber luchtafweergeschut en alles op zijn pad dragen. En met krachtigere motoren konden gemakkelijk bommen aan boord worden genomen. La-5 - 200 kg, "Focke-Wulf" serie 190 F - tot 700 kg en "Thunderbolt" serie D - tot 1135 kg.

Nu zullen sommigen zeggen dat het beste aanvalsvliegtuig van de Tweede Wereldoorlog op een watermotor vloog, en ze zullen gelijk hebben.

Afbeelding
Afbeelding

De Il-2 is echter een aanvalsvliegtuig dat werd geboren als een aanvalsvliegtuig. En daarboven ging het over jagers die aanvalsvliegtuigen werden. Er is een verschil, en vooral op het gebied van bescherming.

En qua bescherming lopen luchtgekoelde motoren zeker voorop. 4: 2.

Dit is de foto. De reden hiervoor zijn natuurlijk de dubbele rij sterren die in het begin van de jaren veertig verschenen. En ze hebben de watermotoren overschaduwd, die sinds hun oprichting een grote stap voorwaarts hebben gezet.

De belangrijkste stap in de ontwikkeling van luchtgekoelde motoren was het moment waarop de ontwerpers het probleem van de koeling van de tweede rij cilinders aanpakten. Hiervoor is veel gedaan: ze hebben de rijen cilinders uit elkaar geschoven om de lucht beter rond de cilinderkoppen te laten stromen, het oppervlak van de oliekoelers vergroot, aangezien de meeste warmte juist via de olie werd afgevoerd, en verhoogde de vinnen van de cilinders.

Het was de oplossing voor het koelingsprobleem dat de sterren op voorsprong zette in termen van vermogen en massa. Het was simpel: de dubbelster had een grotere cilinderinhoud in vergelijking met de watermotor. Vandaar de grote kracht.

Als we het specifieke vermogen van onze motoren vergelijken op het niveau van 1943, dan had de ASh-82F een indicator van 1,95 pk / kg en de VK-105P - 2,21 pk / kg motorgewicht. Het lijkt erop dat de VK-105P beter was. En elk vliegtuig ermee zou een voordeel moeten hebben.

Als we echter een vliegtuig nemen dat zowel VK-105 als ASh-82 heeft gevlogen en vergelijken, zullen we niet verbaasd zijn om te zien dat LaGG-3 met VK-105P in termen van vliegprestaties verloor van La-5 met ASh-82 in alle opzichten. En dit ondanks het feit dat La-5, laten we zeggen, aerodynamisch niet blonk.

De kracht van de ASh-82 dubbelster loste alle aerodynamische problemen op door het vliegtuig er simpelweg uit te trekken ten koste van de "extra" 500 pk.

Afbeelding
Afbeelding

De ontwerpers van de watermotoren gaven natuurlijk niet op en probeerden de ventilatieopeningen in te halen. Er zijn pogingen geweest om de motoren te koppelen, zodat de twee motoren via een versnellingsbak op een enkele propeller werken. In werkelijkheid is het niemand gelukt.

Slimmer was het ontwerp van H- en X-vormige motoren, waarbij meerdere cilinderblokken op één krukas zouden werken. Zo'n motor kwam van de Britten, Napier "Saber", een 24-cilinder monster. "Typhoon" vloog natuurlijk met hem mee, maar zodra de Britten aan hun lucht Bristol "Centaur" dachten, vergaten ze veilig de "Saber".

Helemaal aan het einde van de Tweede Wereldoorlog verscheen een nieuwe generatie watermotoren, met een grotere cilinderinhoud, voornamelijk als gevolg van een toename van de zuigerdiameter en een dunner worden van de blokwanden. Enerzijds had dit gevolgen voor de resource, anderzijds gaf het de nodige power. AM-42, "Griffon", DB-603, Yumo-213 - ze waren allemaal goed in dit opzicht, maar kwamen te laat voor de oorlog.

Om de laatste hand te leggen aan de concurrentie met zuigermotoren, is het de moeite waard om naar het einde van hun carrière te kijken.

Toen turbojetmotoren verschenen, moesten zuigermotoren met pensioen.

Lichte en sportieve luchtvaart werd het domein van verbrandingsmotoren, die hun eigen eisen aan motoren stelden.

Afbeelding
Afbeelding

Luchtmotoren bezetten de sportluchtvaart, maar watermotoren moesten er gewoon helemaal uit. Het is waar dat er de afgelopen jaren een tendens is geweest om dieselmotoren terug te brengen in de luchtvaart, maar in ieder geval zijn dit niet zozeer vliegtuigmotoren als wel automotoren.

Samenvattend zou ik dus de verantwoordelijkheid op me nemen om te beweren dat luchtgekoelde interne verbrandingsmotoren van vliegtuigen op verschillende manieren efficiënter waren dan hun vloeistofgekoelde tegenhangers.

Het feit dat de wondermotor ASh-82 nog steeds werkt, zowel in vliegtuigen als in helikopters, bevestigt deze bewering alleen maar.

Afbeelding
Afbeelding

Dus als iemand er anders over denkt, is er de spreekkamer en laat je stem in de juiste vorm achter.

Aanbevolen: