Tijdens onze uitzending over vliegtuigen werd een vraag gesteld over vliegtuigdieselmotoren. Het onderwerp is helemaal niet etherisch, omdat er niet veel is om over te discussiëren, maar er zijn interessante momenten die in onze tijd zijn voortgezet.
Omdat - hier is het, een luchtvaartdieselmotor.
Over het algemeen hebben slechts twee landen het verstandige gebruik van diesel in de luchtvaart bereikt. Duitsland en de Sovjet-Unie. God zelf beval de eerste, aangezien Diesel een Duitser was en alle ontwikkelingen na zijn dood in Duitsland bleven, maar de USSR is een aparte en complexe kwestie.
In feite begonnen beide landen het dieselthema niet vanuit een goed leven te ontwikkelen. Er waren problemen met de motoren, de Duitsers hadden nog steeds een tekort aan olie, we hadden geen technologie voor de normale verwerking ervan. Benzine met een hoog octaangehalte was een onvervulde droom voor de USSR; ze vochten de hele oorlog tegen geïmporteerde brandstof met een hoog octaangehalte.
De wezenlijk verschillende problemen van het olieplan gaven in feite aanleiding tot belangstelling voor dieselmotoren. En het was van wat.
Een enorm voordeel van een dieselmotor werd beschouwd als het vermogen om niet op benzine te werken, maar, zoals ze nu zouden zeggen, op alternatieve brandstoffen. Dat wil zeggen kerosine en dieselbrandstof. Ja, kerosine uit die tijd kon normaal gesproken in een dieselmotor worden geladen en de motor kauwde er perfect op. Zelfs moderne dieselmotoren kunnen kerosine gebruiken als winterbrandstof bij zeer lage temperaturen, het is alleen nodig om cetaanverhogende additieven toe te voegen.
Kerosine was niet zo brandbaar als vliegtuigbenzine en sinds 1746 waren er geen problemen met de destillatie uit olie.
Het nadeel is de grote massa van de dieselmotor in vergelijking met de benzine-tegenhanger.
Het resultaat was een situatie waarin het zonde was om niet te proberen motoren voor vliegtuigen te ontwikkelen die zouden draaien op de brandstof die gemakkelijker te verdrijven is. Het is logisch, nietwaar? Zeker als er ontwikkelingen zijn. De Duitsers deelden hun recepten op een zeer vriendelijke manier en het werk in de USSR begon ook te koken.
Elk land ging zijn eigen weg.
Naarmate het werk vorderde, werd duidelijk dat een dieselmotor geen motor was voor een straaljager. Hij kwam te ongehaast naar buiten, niet in staat in te spelen op de vraag om de omzet snel te verhogen. Dit is nu echter nog steeds relevant.
Daarom hebben de Sovjet-ontwerpers (laten we bij ons beginnen) onmiddellijk een niche toegewezen voor langeafstands- en zware bommenwerpers voor vliegtuigdiesel. Ten eerste waren de vliegtuigen zelf groot en waren ze niet bang voor de massa van de motor, en ten tweede efficiëntie, wat betekent dat het bereik de bepalende factor was.
In tegenstelling tot de Duitsers hadden onze ontwerpers de taak om het maximaal mogelijke vermogen van 1300-1500 pk uit dieselmotoren te halen, wat een enigszins fantastisch cijfer was. In die tijd kon het land geen benzinemotor met zo'n vermogen maken, maar hier een dieselmotor …
Maar het was precies op motoren met dit vermogen die een bommenwerper met een gewicht van 13-15 ton zouden kunnen versnellen tot een acceptabele snelheid van 400 km / u en een bereik van 2500-3000 km zouden bieden waarop Sovjetontwerpers waren gericht.
Andrei Dmitrievich Charomsky moet worden beschouwd als de belangrijkste dieseloperator van het land.
Onder zijn leiding ontwikkelde het CIAM-team (Central Institute of Aviation Motors genoemd naar PI Baranov) een 900 pk sterke AN-1A-dieselmotor, die op lage (tot 2500 m) hoogte absoluut niet onderdoen voor benzinemotoren. De AN-1A werd de basis voor de verdere ontwikkeling van deze motoren, nadat hij met succes tests op de TB-3D-bommenwerper had doorstaan.
Toen werd Charomsky gearresteerd als een plaag en op basis van de AN-1A ontwikkelden ze twee motoren, de M-40 (werk werd uitgevoerd in de Kirov-fabriek in Leningrad onder leiding van V. M. Yakovlev) en M-30 ("Sharaga" in fabriek nummer 82 in Moskou onder leiding van S. I. Zhilin en A. G. Takanaev).
Het werk werd uitgevoerd in de "topgeheime" modus, het bereikte het punt van waanzin: militaire vertegenwoordigers, die van een andere afdeling waren, konden geen toegang krijgen tot de motoren om de kwaliteit van producten te controleren. De vergunningen zijn persoonlijk afgegeven door de Volkscommissaris van de Luchtvaartindustrie A. I. Shakhurin.
De ontwikkeling van beide motormodellen werd uitgevoerd in de richting van het handhaven van het werkvolume, cilinderboring en zuigerslag in de richting van toenemend startvermogen en motorhoogte. De hoogte van de motoren moest worden geleverd door tweetraps turbocompressoren, TK-88 op M-40 en TK-82 op M-30. Op elke motor werden vier turbocompressoren geïnstalleerd.
In 1940 waren de motoren nog niet klaar, maar er was ook weinig behoefte aan. Diesel werd uitsluitend gezien als een politieke motor die in staat was een wereldvlucht te maken van een recordvliegtuig onder controle van M. M. Gromov. Zo'n project was er.
De vlucht vond niet plaats, omdat ze met beide motoren niet de vereiste motorresource van 100 uur konden bereiken. Fabrieken en ontwerpers kregen de taak om tegen augustus 1940 testbanken uit te voeren en in de herfst om motoren te installeren op de TB-7 en DB-240 vliegtuigen (toekomstige Er-2) voor vliegtesten.
Laten we eerlijk zijn, diesels worden overschat. Men krijgt de indruk dat de Sovjet-luchtvaartleiding een soort wonder van de motoren verwachtte, aangezien in 1941 een commissie bijeenkwam bij het Air Force Research Institute, die de vereisten voor een nieuw vliegtuig onder de geforceerde M-40F-dieselmotoren vaststelde, een bommenlast van maar liefst 6.000 kg!!!
Het vliegtuig in ontwikkeling zou volgens de commissie (onder leiding van generaal-majoor Filin) één FAB-2000-bom in het bommencompartiment moeten dragen, en twee (!) op de externe sling!
Het is moeilijk te zeggen wat er in de ziel van de ontwerper Eromolaev omging, maar ik denk niet dat alles daar straalde van geluk. Want alleen toen in 1944 4 ASh-82F-motoren (1700 pk) op de Pe-8 werden geïnstalleerd, kon de Pe-8, in uitzonderlijke gevallen en over korte afstanden, pas 6.000 kg bommen opnemen.
En toen 1941…
Bovendien gaf de afdeling van Shakhurin (NKAP) zonder te wachten op de start van het testen een taak aan Voronezh-vliegtuigfabriek nr. 18 met een order voor de bouw van 90 Er-2-vliegtuigen met M-40F-dieselmotoren in 1941 en 800 machines in 1942.
Het is duidelijk dat al deze plannen door de oorlog zijn vernietigd. Maar het is beter zo, want net voor het uitbreken van de oorlog hebben ze de motoren in vliegende staat kunnen brengen.
Pas op 23 juli 1941 keurde het hoofd van de LII NKAP M. M. Gromov de handeling goed voor het testen van het Er-2-vliegtuig met M-40F-motoren. Bij tests liet het vliegtuig met dieselmotoren een snelheid zien van 448 km/u bij een geschatte 480 km/u. Na het wegwerken van tal van tekortkomingen kregen de machines groen licht, maar de oorlog begon en bracht het einde van de dieselluchtvaart met zich mee.
We hebben het over de beroemde aanvallen op Berlijn in augustus 1941. Op 10 augustus zouden 8 TB-7-vliegtuigen met M-30-motoren aan de operatie deelnemen. In feite namen zeven auto's deel aan de overval, aangezien de achtste crashte tijdens het opstijgen. Van de overige zeven keerde EEN (!) Vliegtuig terug naar zijn vliegveld in Poesjkin. De rest moest helaas op verschillende plaatsen zitten, juist vanwege het uitvallen van de M-30-motoren.
Welnu, zoals gebruikelijk bij ons kwamen alle tekortkomingen van dieselmotoren, waarvoor de leiding van de NKAP gewillig een oogje dichtkneep voor het Berlijnse fiasco, "plots" aan het licht en werden een voldoende reden voor de bijna volledige inperking van de diesel programma. Toegegeven, in eerste instantie werd besloten om de M-40F af te wijzen, en de M-30 werd even later "verbannen".
Ermolaev vocht tot het laatst voor zijn vliegtuig. Op 5 augustus 1941 richtte hij een brief aan de Volkscommissaris van de luchtvaartindustrie, Shakhurin:
"Rekening houdend met de speciale behoefte van onze verdediging aan langeafstandsbommenwerpers, achten we het noodzakelijk om het werk van onze fabriek voort te zetten voor de creatie van vliegtuigen - langeafstandsbommenwerpers en we vragen u … om het team van onze plant de mogelijkheid om de verfijning van het Er-2 2M-40F-vliegtuig af te ronden."
Het lot van de M-40F werd echter praktisch bepaald door de mislukte TB-7-aanval op Berlijn. Bovendien ging Kharkov verloren, maar zelfs vóór het verlies van de stad werd de Kharkov-tractorfabriek overgezet naar de productie van V-2-dieselmotoren en T-34-tanks. En in de herfst van 1941 werd het onmogelijk om werk aan de M-40F in Leningrad uit te voeren, omdat de Duitsers een blokkade begonnen.
Als we ons wenden tot de historische documenten, kunnen we zien dat de volledige set documentatie voor dieselmotoren door het Ermolaev Design Bureau in de eerste helft van 1941 naar Voronezh werd overgebracht. Plant # 18 assembleerde echter vliegtuigen, geen motoren. Daarom was het gewoon onrealistisch om snel de productie van de M-40F in Voronezh te starten. En in 1942 begon de evacuatie van deze fabriek.
Over het algemeen werden aan het begin van de oorlog ongeveer 200 vliegtuigdiesels van beide merken geproduceerd in de USSR. Allereerst werden de motoren geïnstalleerd op de TB-7 en ten tweede op de Er-2. De resultaten waren teleurstellend: tijdens de tests kon slechts 22% van de M-40-motoren en 10% van de M-30-motoren meer dan 50 uur draaien, terwijl ongeveer elke derde dieselmotor het begaf zonder zelfs maar 10 uur te hebben gediend.
In feite werd het dieselprogramma voor vliegtuigen ingeperkt, de vrijgegeven Er-2 werd overgebracht naar de AM-35 en AM-37.
Maar Ermolaev en Charomsky gaven niet op. Ze wilden echt dat de luchtmacht een langeafstandsbommenwerper zou krijgen. En in 1943 presenteerden ze de Er-2 met M-30B-motoren aan de rechtbank.
De letter "B" in de naam van de motor betekende dat de supercharger op een gecombineerde manier werd uitgevoerd: naast de twee linker turbochargers, leverde Charomsky de diesel met een drive supercharger geleend van de AM-38-motor. Dit zorgde voor een stabiele werking van de motor op grote vlieghoogten.
Het leeggewicht van het voertuig nam toe tot 10325 kg (dat is bijna anderhalve ton meer dan dat van de Er-2 2AM-37), en de maximale start (berekend) - tot 17650 kg. De samenstelling van de bemanning veranderde niet en omvatte een piloot, navigator, schutter en schutter-radio-operator.
De tests werden in februari 1943 uitgevoerd door het Air Force Research Institute. Het vliegtuig werd getest door ingenieur-luitenant-kolonel N. K. Kokorin en piloten-kolonel Alekseev en majoor Lisitsin. Volgens de piloten was het vliegtuig in bijna alle modi gemakkelijk te besturen. De maximale snelheid, vergeleken met de AM-37-versie, daalde tot 429 km / u, maar het berekende maximale vliegbereik overschreed het oorspronkelijk gespecificeerde voor Er-2 en bereikte een fantastische 5500 km.
De bommenwerper werd vasthoudender, omdat kerosine uiterst schoorvoetend in de koude lucht ontbrandde. De totale massa van het pantser bereikte 180 kg, terwijl de piloot een gepantserde rug van 15 mm ontving. De bovenste toren was uitgerust met een elektrische aandrijving, wat het werk van de schutter gemakkelijker maakte. Nu was een 360 ° draai in slechts 6 seconden gedaan.
In een brief aan het hoofd van het Air Force Research Institute, luitenant-generaal PA Loskutov, gedateerd 1 juni 1943, gaf Ermolaev aan dat de nieuwe versie van zijn bommenwerper twee keer zo groot was als de Il-4 in termen van het aantal afgeleverde bommen. naar het doel. Bovendien had Er-2 een voordeel ten opzichte van Ilyushin's vliegtuig in vliegsnelheid - zowel op de grond als op hoogte. Met een vliegbereik van 3.000 km kon de IL-4 met name 1.000 kg aan bommen vervoeren en de Er-2 2M-30B 2.000 kg.
Er waren echter ook nadelen. Lage stijgsnelheid, lange startafstand, onvermogen om te vliegen zonder hoogteverlies op één motor. De auto bleek te zwaar te zijn, het motorvermogen was weer niet genoeg.
Er was echter ook zo'n opmerking:
“Onderhoud van M-ZOB-motoren door grondpersoneel in de winter en zomer is gemakkelijker dan het onderhouden van benzinemotoren door het ontbreken van een ontstekingssysteem en carburateurs in aanwezigheid van betrouwbaar werkende injectieapparatuur. De brandstofapparatuur (TN-12-brandstofpomp en TF-1-injectoren) die op de M-ZOB waren geïnstalleerd, werkte betrouwbaar en had gedurende de hele testperiode geen defecten.
In het algemeen moet worden toegegeven dat ze in de USSR geen normaal werkende vliegtuigdieselmotor konden maken. Er-2 nam nooit een plaats in de gelederen van gevechtsvliegtuigen, aangezien enkele tientallen uitgerust met M-30 Er-2 niet zoveel vluchten maakten tijdens de oorlog.
Het kan niet gezegd worden dat al het werk voor niets was, aangezien de M400 (M-50F-3) motor met een vermogen van 800 pk de opvolger werd van de M-30. met. en M-401 (turbo) met een inhoud van 1000 liter. met. Deze motoren bewogen van de hemel naar het water en werden geïnstalleerd op hogesnelheidsschepen "Zarya", "Raketa", "Voskhod" en "Meteor".
De dieselmotor op Sovjet-bommenwerpers speelde helaas geen rol van betekenis.
Laten we nu eens kijken wat de Duitsers hadden.
En de Duitsers hadden Junkers. Professor Hugo Junkers.
Na het einde van de Eerste Wereldoorlog stapte Junkers over op transport- en passagiersvliegtuigen. Met de uitbreiding van de productie bij Junkers in 1923 werd Junkers Motrenbau GmbH opgericht, waar begonnen werd met de creatie en productie van vliegtuigmotoren, waaronder dieselmotoren.
Junkers werkt al 20 jaar aan de vliegtuigdiesel en heeft met de Jumo.205 motor de beste resultaten behaald.
Maar de eerste echte vliegtuigdiesel was de Jumo 204, een 740 pk sterke twaalfcilinder dieselmotor. Deze dieselmotor werd geïnstalleerd op Junkers G24-vliegtuigen en werd tot 1929 met succes gebruikt.
De Jumo 204 diesel bleek een succesvolle motor die ook in andere vliegtuigen werd gebruikt. De lijst bestaat uit zeer bekende modellen: Junkers F.24kay, Junkers Ju.52, Junkers Ju.86, Junkers G.38, Blohm & Voss BV.138.
Maar de beste dieselvliegtuigmotor kan echt worden beschouwd als de Jumo.205, waarvan de ontwikkeling in 1932 begon. Het was een van de weinige succesvolle dieselvliegtuigmotoren ter wereld. Jumo.205 werd de basis voor de creatie van een hele familie dieselmotoren.
De motor toonde zich uitstekend onder constante belasting, maar reageerde op een sterke toename of afname van de snelheid, zoals Sovjet-motoren, met een afname van het vermogen of kon zelfs afslaan. Bovendien kon de Jumo.205 geen motor op grote hoogte worden genoemd: over 5000 meter daalde het motorvermogen sterk met 20-22% en zelfs meer.
De motor werd gebruikt op de volgende vliegtuigmodellen: Blohm & Voss BV.138, Blohm & Voss Ha.139, Blohm & Voss BV.222, Dornier Do.18, Dornier Do.26, Junkers Ju.86.
In feite werden Junkers-diesels geïnstalleerd op die vliegtuigen die gegarandeerd waren tegen ontmoetingen met vijandelijke jagers. Patrouille oceaan en zee vliegende boten, verkenners en ga zo maar door. Dat wil zeggen, vliegtuigen die geen krachtig manoeuvreren nodig hadden, maar het maximale vliegbereik vereisten.
Ondanks de uitstekende zuinigheid en daarmee het uitstekende rijbereik, voldeden de Jumo.205-diesels echter niet aan de verwachtingen. Ze werkten goed onder constante en langdurige belasting, maar ze tolereerden de snelheidsverandering die nodig was voor gevechtsmanoeuvres niet. Deze tekortkoming is niet volledig verholpen.
Bovendien vereisten de Jumo.205-motoren uiterst vakkundig onderhoud door speciaal opgeleid personeel. En als de Luftwaffe dit nog kon oplossen, dan mislukten pogingen om de Jumo.205 te "landen" en van de motor een tankmotor te maken volledig uit. Juist omdat de motor onnodig veeleisend was qua onderhoud.
Ondanks een behoorlijke lijst van vliegtuigen, waren enkele tientallen van het totaal uitgerust met dieselmotoren. En hoewel uiteindelijk de interesse van de Luftwaffe voor dieselmotoren wegebde, bleef Junkers werken aan het verbeteren van de Jumo.205 vliegtuigdieselmotor en bracht in 1939 een hooggelegen versie uit - Jumo.207 met twee centrifugale superchargers: de eerste met een uitlaat aandrijving, de tweede met een mechanische aandrijving en met een intercooler.
Het hoogtepunt van de ontwikkeling van de dieselmotoren van Junkers-vliegtuigen was een werkelijk monsterlijk ding genaamd Jumo.224. Deze motor was in feite een ruit van vier Jumo.207-motoren. 24-cilinder, 48-zuiger, tweetakt, vloeistofgekoelde dieselmotor met tegengestelde zuigerbeweging.
Deze nachtmerrie woog 2.600 kg en had volgens berekeningen 4.400 pk moeten produceren. bij het opstijgen en 3.500 pk. op een hoogte van 15 km. De motor was zelfs niet gemonteerd om te testen, ze hadden geen tijd. De foto's die ons zijn binnengekomen, zijn prototypes.
Dit, als ik het zo mag zeggen, het ontwerp was na het einde van de oorlog erg geïnteresseerd in onze ingenieurs. Er zijn studies en tests uitgevoerd, maar Jumo.224 is het onderwerp van een apart artikel, maar hier wil ik alleen zeggen dat er een memorandum is ingediend bij de vice-minister van de Luchtvaartindustrie, generaal-majoor IAS MM Lukin, waarin, na een beschrijving van de motor en het analyseren van de mogelijkheden zijn de volgende conclusies getrokken:
Sovjet-ingenieurs waren bekend met de voorlopers van Jumo.224, aangezien Jumo.4 en Jumo.205 in de jaren 30 in de USSR werden gekocht en bestudeerd, dus onze specialisten begrepen en evalueerden hun sterke punten bij de productie van dergelijke motoren perfect.
Het gebeurde zo dat de diesel nog steeds van de hemel naar de aarde migreerde. Maar de reden hiervoor was elementaire technische vooruitgang, die aanleiding gaf tot turbostraalmotoren, die uiteindelijk zowel benzine- als dieselmotoren vervingen.
Twee landen hebben vliegtuigdieselmotoren kunnen bouwen, elk met iets om trots op te zijn. Diesel was een interessante motor voor langeafstandsvliegtuigen, het kon goed transport- en passagiersvliegtuigen vervoeren. Misschien was dit de eerste fout - om dieselmotoren in gevechtsvliegtuigen te installeren, maar je kunt er niets aan doen.
We kunnen niet zeggen dat we hetzelfde succes hebben behaald als de Duitsers. De ontwerpers van de twee landen volgden verschillende routes, Duitse ingenieurs behaalden misschien veel succes, maar: Diesel liet hen alles na. Onze ingenieurs gingen hun eigen weg en Charomsky en zijn studenten slaagden er meer dan waardig in.
