Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

11
7

Всего в период с 1937 по 1943 год фирмой Daimler-Benz было изготовлено 19180 авиационных двигателей DB-601 всех вариантов.

Эти силовые установки считались одними из наиболее надёжных среди всех производившихся в то время в Германии и широко применялись, будучи установленными на большом количестве боевых самолётов Luftwaffe. На удивление быстрое создание фирмой Daimler-Benz авиационной силовой установки с системой впрыска топлива стало возможным благадаря тесной работе с фиpмой Вosch. Общее руководство работами с 1935 года осуществлял доктор Hans Scherenberg. Первые испытания одно цилиндрового варианта этой силовой установки начались в марте 1934 года. Первый «нормальный» 12-ти цилиндровый двигатель получивший обозначение F 4 E (M 74) начали испытывать на испытательных стендах в марте 1935 года. Испытания сначала проводились без нагнетателя. С нагнетателем в сентябре 1935 года двигатель развивал 1120 л.с. (820 кВт.).

Первое официальное испытаниe двигателя было завершено 9-го ноября 1935 года. В феврале 1936 года RLM еще до проведения первых лётных испытаний выдало заказ на изготовление первой партии этого двигателя в количестве 150 единиц. С июня двигатель испытывался будучи установленным на специально переоборудованный как летающий испытательный транспортный самолёт Ju-52. Первые серийные двигателя DB-601 были собраны в ноябре 1937 года на заводе в Genshagen-е и поступили в распоряжение RLM. Серийное производство этого двигателя разворачивалось довольно быстро. В течении 1938 года было изготовлено 1700 двигателей этого типа. Прoизводили их на на заводах в Genshagen-е иMarienfelde. В 1939 году к лицензионному производству были подключены еще 2 завода. Один завод Niedersächsische Motorenwerk Braunschweig располагался в Нижней Саксонии, второй Henschel-Flugmotoren GmbH в Kassel-Alterbauna. На этих 4-х предприятиях в 1940-м и 1941-м годах собиралось в общем более чем по 6000 двигателей в год. В 1941 году стоимость одного двигателя составляла 28000 RM. На изготовление ряда деталей и на сборку одного двигателя без учета поставляемых с других предприятий деталей и материалов в общей сложности затрачивалось 2420 часов. Летом 1937 года проходила интернациональная авиационная выставка в ходе которой самолётами заявленным для участия в сравнительных и демонстрационных полётах выполнялись полёты по маршруту Zürich-Dubendorf. От Германии на этой выставке принимали участие одномоторные истребители Bf-109 V10, V13 V14 и один 2-х моторный бомбардировщик Do-17. Согласно опубликованным данным на всех этих самолётах были установлены карбюраторные силовые установки DB-600. В действительности на этих самолётах продемонстрировавших очень высокие ТТХ были установлены предсерийные силовые установки DB-601 А-0 у которых благадаря более высоким максимальным оборотам двигателя и повышенному давлению наддува развивалась мощность в 1366 л.с. (1005 кВт.). Серийные установки развивали значительно меньшую мощность: DB-601 А- 1100 л.с. (805 кВт.), DB-601 Аа- 1175 л.с. (860 кВт). Начиная с силовых установок серии „В» было решено отказаться от использования 2-ступнечатого редуктора для привода нагнетателя двигателя. Вместо него устанавливалось гидравлическое бесступенчатoe сцепление/муфта регулирование которого осуществлялось при помощи барометрического датчика .У этих силовых установок по мере увеличения высоты полёта обороты развиваемые нагнетателем двигателя постепенно увеличивались и на высотах равных расчетной высотности (4000-4800 м) достигали 24000 об/мин. Преимуществом такого варианта нагнетателя было отсутствие провала мощности развиваемой силовой установкой и типичного на определённых высотах для силовых установок со ступенчатыми редукторами нагнетателя. Значительных улучшения были введены на сериях E и F. Эти серии отличались от серии C/D и G/H только редукцией воздушного винта (Е: 0,59; F: 0,53). Это позволяло устанавливать на различных вариантах силовых установок воздушные винты различного диаметра. Для серий от E до L взлётную мощность увеличили до 1350 л.с. (990 кВт.).Устройство для перестановки угла атаки воздушного винта фирмы VDM монтировалось перед понижающим редуктором и было связано с системой смазки понижающего редуктора. По мимо вышеуказанных специальных вариантов силовой установки DB-601 и силовых установок специально доработанных для выполнения рекордных полётов с целью достижения рекорда скорости в основном для одномоторного истребителя Bf-109 серии «F“ в большом количестве производился вариантDB-601 N. Для получения более высоких ТТХ на высотах больших расчетных высот обычных вариантов силовых установок на самолётах Bf-109 серии «F“ устанавливалось специальная система GM-1 впрыскивавшая во впускной коллектор двигателя закись азота. Система GM-1 начиная с 1941 года всё чаще начала использоваться в силовых установках фирм Daimler-Benz и Jumo позволяя на определённые отрезки времени получить высокие ТТХ самолётов на высотах значительно превышающих расчетную высотность производившихся тогда в Германии авиационных силовых установок с одноступенчатыми нагнетателями. Хотя эта система и считалась менее эффективной чем 2-х ступенчатые нагнетатели и занимаемый ею объём и вес могли бы использоваться как то иначе, на определённом этапе развития немецких ВВС эта система оказалась очень важным и полезным изобретением . В сравнении с 12-ти цилиндровыми V-образными авиационными силовыми установками других авиационных двигателестроительных фирм DB-601 имел ряд интересных технических особенностей. Оба отлитых из лёгких металлов блока цилиндров вместе со стальными посадочными гнёздами цилиндров образовывали пространство в котором располагалась полость системы охлаждения двигателя .Блоки цилиндров крепились к картеру при помощи резьбовых соединений самого цилиндра. Распределительные валы и рычаги распределительных валов были выполнены таким образом ,что они по очерёдно приводили и впускные и выпускные клапаны двигателя. В средней части рычагов располагалось крепление рычага к распределительному валу. Регулятор нагнетателя на высотах ниже расчетной ограничивал давление нагнетаемого воздуха не позволяя двигателю перегреваться. При взлёте в течении одной минуты регулятор давления автоматически отключался. Двигатель развивал при этом несколько большую, взлётную мощность. Затем по истечении минуты регулятор давления так же автоматически возвращался в своё нормальное положение, и двигатель работал на режиме набора высоты. Применение в силовых установках фирм Daimler-Benz и Jumo систем впрыска топливо содержалось в строжайшей тайне до тех пор, пока бомбардировщик He-111 с двигателями DB-601 сбитый над территорией Британии не был тщательно обследован британскими специалистами. Примерно в то же время 20-го сентября 1939 года над территорией Франции был сбит одномоторный истребитель Вf-109 Е-3. На истребителе был установлен двигатель DB-601А. И этот истребитель был тщательно обследован союзниками оказавшись в итоге в Farnborouhgt. Официально в Германии об установке на авиационных силовых установках DB-601 систем впрыска топлива сообщили в печати в одном из авиационных журналов изданном в феврале 1942 года . Значительно ранее еще 8 октября 1938 года в издаваемой в городе Кёльн газете появилась статья „Benzin flugmotoren ohne Vergaser“ в которой кратко рассматривались вопросы связанные с использованием на авиационных силовых установках систем впрыска топлива созданных двигателeстроительным подразделением Jumo фирмы Junkers. Генеральный директор фирмы Daimler-Benz Kassel направил письмо генерал-фельдмаршалу Milch-у. В письме содержались сведения свидетельствующие о том, что фирма Daimler-Benz начала раньше работать над созданием систем впрыска топлива для авиационных силовых установок чем фирма Junkers.

На фирме Junkers разработкой бензиновых силовых установок с системой впрыска топлива с 1935 года начал руководить доктор Lichte. В это время на фирме Daimler-Benz опытная силовая установка F 4 E с системой впрыска топлива являвшаяся прототипом DB-600/ DB-601 уже проходила стендовые испытания. Что касается Баварской фирмы BMW, то и в данном случае силовая установка с системой впрыска BMW VI так же разработанная совместно с фиpмой Вosch испытывалась уже в 1933 году. А самые первые попытки создания силовых установок с системой впрыска топлива ,по крайней мере это касалос немецких моторостроителей, еще в годы ПМВ предприняла фирма Daimler-Benz на силовой установке D IV а. Тогда фирме Daimler-Benz из за ряда технических проблемм и завершения ПМВ после которой все эти работы были прекращены получить удовлетворительный результат не удалось. Но о перспективных разработках не забыли.

Cиловые установки DB-601 A применялись для установления ряда рекордов: правда и тут из за соображений секретности так же официально обозначенные как DB-600 и DB-601 A. Под управлением пилота Kinderman-a Ju-89 V2 с 4-мя DB-601 A поднял груз массой 5000 кг. на высоту 9312 метров и 10000 кг. на высоту 7242 метров. DB-601 A устанавливались на одномоторные истребители Bf-109, двухмоторные истребители Bf-110, бомбардировщики He-111 P, Dornie Do-215, Fiеsеler Fi-167, истребители бомбардировщики Me-210.Последний сеpийный вариант силовой установки DB-601 N устанавливался на Bf-109 F и Me-110 E. Спаренные силовые DB-601 установки применялись при создании DB-606 мощностью 2700 л.с. (1980 кВт.). Лицензионое производство DB-601осуществлялось в Японии фирмой Kawasaki, в Италии фирмой Alfa Romeo. В 1939 году фирмой Daimler-Benz были проведены исследования целью которых было создание варианта очень экономичной силовой установки DB-601 L с удельным расходом топлива 224 гр/кВт*час. (165 гр/лс*час.). Этот вариант силовой установки испытывали на стендах и в полётах установив на He-118 .Этoт вариант специально разрабатывали планируя использовать на самолётах гражданской авиакомпании Lufthansaпредназначенных для выполнения перелётов по маршрутам большой протяженности. И Luftwaffe так же проявило интерес к этой силовой установке так же планируя использовать её на самолётах дальнего радиуса действия. Затем, прежде чем сделать окончательный выбор в пользу какой либо силовой установки планировалось сравнить DB-601 L с последними разработками 2-х тактных дизельных авиационных силовых установок фирмы Junkers. Для DB-601 L рассчитывали получить взлётную мощность в 1300 л.с. (955 кВт.). На экономичном режиме работы силовой установки она должна была развивать мощность 700-500 л.с. (515-365 кВт.). Hа взлёте DB-601 L должен был работать на авиационом бензине марки С3 с октановым числом в 100 единиц. Затем после набора нужной высоты силовая установка уже должна была работать на менее дефицитном авиационном бензине марки В4 с октановым числом в 87 единиц.

DB-601 L как обычный двигатель этого типа получил нагнетатель специально предназначенный для работы на малых высотах. Степень сжатия при наборе высоты и работе на топливе С3 у DB-601 L была 8,3/8,5. При работе на бензине В4 степень сжатия была равна 6,7. В ходе испытаний при работе силовой установки на бедной топливо-воздушной смеси при не высоких оборотах был получен удельный расход топлива 245 гр/кВт*час (180 гр/л.с.*час.). Взлётная мощность составляла 1450 л.с. (1065 кВт.). В ходе проведения дальнейших испытаний силoвойустановки в ноябре 1939 года при работе на 1800 об/мин. был получен желаемый удельный расход топлива 224 гр/кВт*час. (165 гр/л.с.*час). При этом силовой установкой развивалась мощность 675 л.с. (495 кВт.).

 

F2

DB-600G/H

F4

DB-601Q/R*

(F4 E)

DB-600A/B

DB-600C/D

DB-601 A/B

DB-601C/D

DB-601E/G

Варианты силовых установок

V-12

V-12

V-12

V-12

V-12

V-12

V-12

Охлаждение

водяное

водяное

водяное

водяное

водяное

водяное

смесь воды с гликолем

Диаметр цил-в, мм

165

145(150)

150

150

150

150

150

Ход поршня, мм

210

150(160)

160

160

160

160

160

Рабочий объём, л

33,9

30,0 (33,9)

33,9

33,9

33,9

33,9

33,9

Степень сжатия

5,8

6,5

6,5

6,5

6,9

7,2

7,2 (8,5)

окт. число бензина

87

87

87

87

87

87

87 (100)

Нагнет-ль

одноступ. 1 скорость

одноступ. 1 скорость

одноступ. 1 скорость

одноступ. 1 скорость

одноступ. 2 скорость

одноступ. 2 скорость

одноступ. 2 скорость

Редукция винта

0,51

0,53 (0,65 )

0,65 (0,53)

0,65 (0,53)

0,65 (0,53)

0,49 (0,53)

0,60 (0,49)

Размеры
длина, мм

2423

1740

1720

1720

1852

2363

2304

ширина, мм

980

715

712

712

739

739

739

высота, мм

1080

1000

1000

1000

1027

1000

1035

Сухая масса, кг

850

620 (688)

545

560 (573)

610

685

660

Взлётная мощность, л.с./ кВт

1030/755

800/585

1000/735

850/625

1100/835

1300/955

1350/990

при об/мин.

1700

2400

2400

2300

2400

2700

2700

Давление наддува, бар.

—-

—-

—-

—-

1,37

—-

1,39

Мощность при наборе высоты и боевая мощн-ть, л.с./кВт

—-

—-

—-

910/670

960/705

1120/820

1200/880

при об/мин

—-

—-

—-

—-

2400

2500

2500

на расчетной высоте, м

4000

4000

0

4000

4000

8000

4900

Миним-й расход топлива, кг/кВт×ч(кг/л.с.×ч)

305(225)

305(225)

292(215)

305(225)

285(210)

285(210)

279(207)

Удельная мощность, кг/кВт(кг/л.с.)

1,12 (0,82)

1,05 (0,77)

0,73 (0,54)

0,90 (0,66)

0,75 (0,55)

0,72 (0,53)

0,67 (0,49)

Удельная мощность кВт/л (л.с./л)

14,0 (19,1)

19,5 (26,6)

22,8 (31,0)

18,6 (25,4)

23,9 (32,5)

28,2 (38,4)

29,2 (39,8)

Примечания

Вариант с карбюр-м испытан только на стендах. ОF2-дизельный вариант

Вариант с карбюр-м. Испытан только на стендах. Прототип DB-600. F4 E с системой впрыска.

Серийный вариант для малых высот с карбюратором.

С карбюратором и с регулятором давления нагнетаемого воздуха. Производился серийно. Взлётная мощность DB-600G/H950 л.с. (700 кВт.). Устанавливался на Do-217 и Не-111.

Крупносерийное производство. Впрыск топлива. Гидравлический привод нагнетателя двигателя.

Силовая установка для Hs128.

Крупносерийное производство. Q/R с топливом С3 1300 л.с. 955 (кВт.). Высотность 5600 м. Устанавливался на Bf-109 F и Me-110.

Все двигатели за исключением F2 были перевёрнутыми (головки цилиндров располагались внизу).

Силовые установки DB-601 специально доработанные для установления рекордов скорости.

Фирма Daimler-Benz активно занималась разработкой специальных силовых установок для установления рекордов скорости на базе DB-601 в период с 1936 по 1939 годы. Не малую роль в этом сыграл конкурс объявленный RLM на создание для Luftwaffe одномоторного истребителя нового поколения. Основными конкурентами в данном случае были опытные варианты одномоторных истребителей Bf-109 и He-112. Менее совершенный с точки зрения аэродинамики Bf-109 тем не менее был более технологичен в производстве что давало ему не большое преимущество. Как уже упоминалось летом 1937 года проходила интернациональная авиационная выставка, в ходе которой самолётами заявленным для участия в сравнительных и демонстрационных полётах выполнялись полёты по маршруту Zürich-Dubendorf. От Германии на этой выставке принимали участие одномоторные истребители Bf-109 V10, V13 V14 и один 2-х моторный бомбардировщик Do-17. Немецкие самолёты принимавшие участие в этой авиационной выставке с новейшими мощными силовыми установками показали значительно лучшие в сравнении с зарубежными самолётами результаты. Тогда руководство немецких авиастроительных фирм Heinkel и Messerschmitt решило закрепить успех, сделать, так сказать, следующие шаги в части получения высоких ТТХ своих самолётов. Для этого необходимо было основательно доработать с точки зрения аэродинамики свои опытные одномоторные истребители Bf-109 и He-112 и установив на них новейшие форсированные силовые установки созданные на базе DB-601 установить рекорд скорости. Hа фирме Heinkel надеялись таким образом получить крупный заказ на изготовление одномоторных истребителей. По инициативе профессора Heinkel был создан подобный самолёт Не-100. В 1938 году генерал-лейтенант Udet на таком самолёте Не-100 на маршруте протяженностью в 100 км. установил мировой рекорд скорости. Heinkel после установления рекорда сказал следующее: «Мы думали с чисто технической точки зрения добиться достижения абсалютного рекорда скорости и планировали и далее дорабатывать машину». Willy Messerschmitt в 1937 году, выступая в академии Немецкого авиационного научно-иследовательского центра в Берлине, заявил о необходимости проведения научно-исследовательских работ в области создания специальных скоростных самолётов. В этом же году Willy Messerschmitt получил заказ на разработку такого самолета, который вошел в историю как Ме-209 R. RLM от лица правительства 3-го Рейха поддержало идеи фирм Heinkel, Messerschmitt и Daimler-Benz, целью которых было различными способами продемонстрировать всем возможности недавно созданных Luftwaffe. В 1936 году фирма Daimler-Benz уже работавшая над созданием специальных вариантов силовых установок для установления рекордов скорости увеличила давление наддува серийного двигателя DB-601 А-1 и использовав в качестве топлива спирт получила вместо развиваемых в течении одной минуты обычным двигателем 1100 л.с. (805 кВт.) 1228 л.с. (900 кВт.), которые двигатель мог развивать в течение 5 минут. Для проведения испытаний эти силовые установки были установлены на истребители Bf-109 и He-112. Летом 1937 года проходила интернациональная авиационная выставка в ходе которой самолётами заявленным для участия в сравнительных и демонстрационных полётах выполнялись полёты по маршруту Zürich-Dubendorf. К этому времени Daimler-Benz уже поставили специально доработанные силовые установки DB-601 А-0 у которых благадаря более высоким максимальным оборотам двигателя и повышенному давлению наддува развивалась мощность в 1366 л.с. (1005 кВт.). Генерал-лейтенант Udet в ходе этих соревнований летал на таком самолёте Не-100 V4. И Heinkel и Messerschmitt прилагали отчаянные усилия для улучшения уже полученных результатов и тщательно дорабатывали аэродинамику самолётов предназначавшихся для установления рекордов скорости. Оба конструктора решили использовать испарительную систему охлаждения двигателей самолётов .Оба столкнулись с рядом технических проблем. Тем временем моторостроители получили мощнейший для того времени специально доработанный двигатель DB-601 Re III. Давление нaддува у этого двигателя было увеличено до 1,59 атм, двигатель кратковременно развивал мощность в 1660 лс.(1220 кВт.). Ernst Heinkel в своей изданной в 1953 году книге „ Schtürmisches Leben“ писал об этом следующее:» Angelos в 1934 году на гидросамолёте Macchi 72 с силовой установкой Fiat мощностью 3100 л.с. мог добиться достижения рекордно высокой скорости в 709 км/час. Я считаю, что нам необходимо уже ориентироваться на величину порядка 750 км/час. Мы же могли использовать только силовую установку DB-601 которая вот вот должна быть доведена до стадии серийного производства и которая в своём серийном исполнении могла развивать только 1100 л.с. (805 кВт.). Для установления рекордов скорости нам необходимо было получить с этой силовой установки мощность порядка 1600-1800 л.с. (1175-1320 кВт.). Следовало увеличить давление наддува двигателя и использовать специальные виды топлива. Аэродинамику самолёта следовало основательно переработать, установить крылья минимально допустимого размера, избавиться от лишнего веса. У Bf-109 и He-112 было над чем поработать. В первую очередь это касалось водяных и масляных радиаторов располагавшихся в нижней части фюзеляжа и создававших значительное сопротивление набегающему воздушному потоку. В этом случае значительно более совершенная с точки зрения аэродинамики испарительная система охлаждения давала бы нам значительное преимущество. Двигателя фирмы Daimler-Benz предназначенные для установления рекордов работали в очень напряженном тепловом режиме. Для повышения эффективности системы охлаждения двигателей была разработана более совершенная система охлаждения работавшая под давлением. Температура охлаждающей жидкости доходила до 120 град С. без образования паров в жидкости. Вне двигателя охлаждающая жидкость не сжималась как в рубашке охлаждения двигателя. Жидкость начинала испаряться. В специальном приспособлении вода отделялась от пара и направлялась вновь в систему ожлаждения двигателя в то время как пар направлялся по специальным паропроводам в крылья. В крыльях пар охлаждался и уже в виде воды вновь направлялся в систему охлаждения. Если бы эта идея смогла бы быть реализована на практике, то нам удалось бы получить дополнительный прирост скорости порядка 80 км/час. Затем следовало каким то образом доработать масляный радиатор. Это так же представляло собой очень большую проблему. И в этом случае мы должны были применять масляный радиатор иной конструкции.

Не-100 V2 с более мощной силовой установкой DB-601 Re II кратковременно развивавшей 1660 л.с. (1220 кВт.) служил для подготовки к полёту, в котором планировалось на участке протяженностью в 50 км. на высоте 4000 метров установить рекорд скорости. На этой машине Udet в 1938 году на маршруте протяженностью более чем в 100 км. установил рекорд скорости в 634,73 км/час превышавший ранее установленнй на 80 км/час. На фирме Messerschmitt так же основательно в тайне готовились к выполнению подобного полёта. В ноябре 1937 года тест-пилот фирмы доктор Wurster на 3-х километровом мерном участке на высоте 75 метров развил скорость в 611 км/час побив таким образом ранее установленный американцем Говардом Хьюзом рекорд скорости превысив его на 44 км/час. Этот полёт был выполнен на Bf-109 V-13 на котором был установлен двигателя DB-601 Re III мощностью 1660 л.с. (1220 кВт.). Доктор Wurster в интервью изданию Aerokurier сказал следующее:

«После сравнительных испытаний в Travemünde Bf-109 и He-112, после побед на авиационных гонках в Zürich-е, после прочих подoбных мероприятий мы могли подумать об установлении абсалютного рекорда скорости для сухопутных самолётов. Варианты силовой установки DB-601 предназначенные для установления рекорда скорости всё более совершенствовалась, степень сжатия увеличивалась. Топливо которое использовалось при работе этой силовой установки было очень пожароопасным и ядовитым. Фирма Bosch для этой силовой установки изготовила специальные свечи зажигания способные переносить высочайшие термические нагрузки. Сначала на данном рекордном двигателе для прогрева использовались обычные свечи, затем из заменяли на специальные. Силовая установка работала развивая всё большие обороты и в скоре мы получали с неё уже 1700 л.с. Kаркас самолёта мы практически не изменяли за исключением кока воздушного винта и улучшенного моторного капота. Внешнюю поверхность самолёта самым тщательным образом до блеска отполировали. Все щели во внешней обшивке заклеили. Посадочные щитки более не отклонялись на большой угол. Всё из оборудования самолёта, что не нужно было для установления рекорда скорости было демонтировано. Двигатель развивал максимальные обороты большие чем нормальные на 600 об/мин. достигая величины в 2800 об/мин. Всё было подготовлено для того, чтобы я установил рекорд скорости для сухопутных самолётов».

 

Фирма Heinkel для установления рекорда скорости подготовила самолёт Не-100 V3. Из за технической неполадки связанной с заклиниванием элементов конструкции крыла. Разбитую машину быстро заменили подготовив Не-100 V8. Силовая установкаDB-601 Re V кратковременно развивала уже мощность в 2770 л.с. (2035 кВт.). Из неё выжали всё что только можно было выжать отчего мото ресурс по данным фирмы Daimler-Benz составлял всего 30-60 минут. Авиационное топливо содержало большое количество спирта. Кроме этого использовалась еще и специально разработанная системы впрыска спирта. Давление наддува увеличили до не обычайно выcокой для того времени величины в 2,1 бара. Максимальные обороты увеличили до 3100 об/мин. Всего этого было достаточно для того чтобы силовая установка на малых высотах в течении 5 минут могла развивать мощность в 2770 л.с.(2035 кВт.). Что касается конструкции рекордного двигателя DB-601 Re V в сравнении с обычным серийным DB-601, то тут изменения были не столь велики. Изменили параметры регулировки газораспределительного механизма, использовали специально разработанные свечи зажигания, степень сжатия была увеличена, маловысотный нагнетатель силовой установки получил усиленный вал и новое сцепление. Подшипники и коленчатый вал оставили без изменений. В дальнейшем выносливость DB-601 тысячи раз была продемонстрирована на практике. 30-го марта 1939 года пилот Hans Dieterle на самолёте Не-100 V8 на мерной линий под Oranienburg-ом установил новый рекорд скорости для сухопутных самолётов равный 746,60 км/час. Одновременно RLM поддерживало и стремление фирмы Messerschmitt установить рекорд скорости. Специально разработанная и изготовленная всего лишь в 3-х экземплярах для установления рекорда скорости силовая установка DB-601 Re V была установлена и на подготовленный фирмой Messerschmitt Me-209 V1. Этот опытный самолёт имел очень мало общего с Bf-109. Фюзеляж был очень маленьким, кабина пилота была смещена назад. Размах крыльев составлял всего 7,8 метра. Оборудование было сокращено до минимума. Большой в виде кольца масляный радиатор был расположен между коком воздушного винта и двигателем. Воздух для охлаждения масляного радиатора подвался через щелевой зазор. Первый прототип Me-209 был изготовлен в 1938 году и сначала получил нормальный DB-601 А . Me-209 V2 во время пробных полётов при посадке был разбит. Me-209 V1 получил уже специальную предназначенную для установления рекорда скорости силовую установку DB-601 (V10) Re V. В процессе выполнения опытных полётов в системе охлаждения двигателя возникли серьезные проблемы. Поверхность крыла искривлялась в следствии чего не удавалось возвращать воду получавшуюся в результате конденсации в систему охлаждения двигателя. Приходилось принимать в расчет больший расход воды в системе охлаждения который составлял 9 л/мин что в свою очередь привело к увеличению до 450 литров объёма бака с водой для системы охлаждeния. После многочисленных пробных полётов пилоту Wendel-ю 26.04.1939 года под Augsburg-ом удалось установить новый рекорд скорости равный 755,138 км/час. Это превышало рекорд скорости, установленный несколько ранее на Не-100 всего на 9,53 км/час. Данный рекорд был побит спустя 30 лет 19.08.1969 года основательно доработанным американским истребителем Grumman F8 Bearcat. В это время на фирме Heinkel тоже готовились улучшить свой рекорд скорости. По расчетам специалистов фирмы Heinkel их доработанный самолёт Не-100 на высоте 450 метров на аэродроме под Augsburg-ом должен был превысить установленный самолётом фирмы Messerschmitt Me-209 V1 рекорд примерно на 13 км/час. RLM своим приказом запретило дальнейшую подготовку самолёта Не-100 к попытке побить установленный их конкурентами рекорд. Специально доработанная с не значительными изменениями силовая установка DB-601 Re V на малых высотах в течении 5 минут могла развивать мощность в 2770 л.с. (2035 кВт.) что на 150 % превосходило мощность серийно выпускаемых тогда силовых установок типа DB-601. Конечное форсированные до предела силовые установки фирмы Daimler-Benzне могли использоваться в повседней эсплуатации обычных боевых самолётов Luftwaffe по скольку их моторесурс был ничтожен, но тем не менее эти работы по форсированию позднее в годы ВМВ были использованы для силовых установок истребителей. Применявшееся на рекордных самолётов дополнительное внутренне охлаждение цилиндров при помощи впрыска водо-метаноловой смеси и одновременного увеличения давления наддува привело к созданию схожей системы форсирования MW-50 применявшейся во второй половине ВМВ на высотах ниже расчетных высот силовых установок.

Рекордные двигатели фирмы Даймлер-Бенц и двигатели DB-603

Образцы

DВ-601 Re III

(DB-603 G)

DB-601 Re IV

(DB-603 N)

DB-601 Re V

DB-603 A/D

DB-603 E

DB-603 L

 

V-12

V-12

V-12

V-12

V-12

V-12

Охлаждение

водяное

водяное

водяное

смесь воды с гликолем

смесь воды с гликолем

смесь воды с гликолем

Диаметр цил-в, мм

150

150

150

162

162

162

Ход поршня, мм

160

160

160

180

180

180

Рабочий объём, л

33,9

33,9

33,9

44,5

44,5

44,5

Степень сжатия(окт. число бензина )

8 (SK)*

8,5/8,3(100)

8,6 (SK)*

8,5/8,3 (100)

8,6 (SK)*

7,5/7,3 (87)

7,5/7,3 (87 )

7,5/7,3 (87 )

Нагнет-ль

одноступ-й

одноступ-й

одноступ-й

одноступ-й

одноступ-й

двухступ-й

Редукция винта

0,65

0,65

0,65

0,52

0,47 (0,52)

0,52(0,48)

Размеры
длина, мм

1852

1852

1852

2610

2610

2705

ширина, мм

739

739

739

830

830

830

высота, мм

1027

1027

1027

1156

1167

1167

Сухая масса, кг

610

610

610

910

910

975

Стартовая мощность, л.с./ кВт

1220/1660

1394/1900

1515/2060

2020/2750

2035/2770

1285/1750

1320/1800

1470/2000

при об/мин

2650

2980

3100

2700

2700

2700/3000

Давление наддува

1,59

1,75

2,38

1,37

1,45

——

Взлётная и боевая мощн-ть, л.с./ кВт

1110/1510

1015/1330

1110/1510

при об/мин

2500

2500

2500

на расчетной высоте, м

5700

7400

9200

Миним-й расход топлива, кг/кВт×ч(кг/л.с.×ч)

300 (220)

300 (220)

313 (230)

279 (205)

279 (205)

292 (215)

Удельная мощность, кг/кВт(кг/л.с.)

0,50/0,37

0,40/0,30

0,30/0,22

0,71/0,52

0,69/0,51

0,67/0,49

Удельная мощность кВт/л (л.с./л)

36,0/48,9

44,7/60,7

60,9/81,7

28,9/39,03

29,7/40,4

33,0/44,9

*SK (Sonder Kraftstoff) -специальное топливо на основе спирта.

** He 100 V2.

*** He 100 V3.

****He 100 V8, Me 209 V1.

***** AM c 1944 взлётная мощность c MW-50 2250 лс.

******ЕM c 1944 взлётная мощность c MW-50 2250 л.с. G серия взлётная мощность 1900 лс.

******* N серия — максимальнае обороты двигателя доведены до 3000 об /мин. Нагнетатель с охладителем нагнетаемого воздуха и с дросселем.

Варианты силовых установок фирмы Daimler-Benz типа DB-601

А-0 1100 л.с. 805 кВт. Предсерийная силовая установка. 1936 год. Высотность 4000 метров.

Аа 1175 л.с. 860 кВт. Данный вариант имел ряд улучшений в сравнении с предсерийной силовой установкой А-0.

А-1 1100 л.с. 805 кВт. Серийная силовая установка 1937 год. Высотность 4500 метров.

Re I 1128 л.с. 900 кВт. Силовая установка специально доработанная для установления рекордов скорости полёта. 1936 год. Нагнетатель предназначенный для малых высот.

Re II 1336 л.с. 1005 кВт. Силовая установка специально доработанная для установления рекордов скорости полёта. 1937 год. Нагнетатель предназначенный для малых высот

Re III 1660л.с. 1120 кВт. Силовая установка специально доработанная для установления рекордов скорости полёта. 1937 год. Нагнетатель предназначенный для малых высот.

Re IV 2060 л.с. 1515 кВт. Силовая установка специально доработанная для установления рекордов скорости полёта. 1938 год. Нагнетатель предназначенный для малых высот.

Re V 2770 лс 2035 кВт Силовая установка специально доработанная для установления рекордов скорости полёта для одномоторных сухопутных самолётов. 1939 год. Нагнетатель предназначенный для малых высот.

В-0 1100 л.с. 805 кВт. Предсерийная силовая установка. 1936 год. Высотность 4000 метров.

Bа 1175 л.с. 860 кВт. Данный вариант имел ряд улучшений в сравнении с предсерийной силовой установкой А-0.

B-1 1100 л.с. 805 кВт. Серийная силовая установка 1937 год. Высотность 4500 метров.

C 1300 л.с. 995 кВт. Высотная с 2-х ступенчатым нагнетателем силовая установка. Высотность 8000 метров.

D 1300 л.с. 995 кВт. Высотная с 2-х ступенчатым нагнетателем силовая установка. Высотность 8000 метров. Аналогична серии С за исключением редуктора с другим понижающим числом.

E 1350 л.с. 990 кВт. Серийная силовая установка. 1939 год. Высотность 4800 метров.

F 1350 л.с. 990 кВт. Серийная силовая установка. 1939 год. Аналогична серии Е. Другой понижающий редуктор. Высотность 4800 метров.

G 1350 л.с. 990 кВт. Серийная силовая установка. 1939 год. Аналогична серии Е. Другой понижающий редуктор. Высотность 4800 метров.

H 1350 л.с. 990 кВт. У данной силовой установки с целью снижения веса в конструкцию внесены ряд изменений.

J 1350 л.с. 990 кВт. У данной силовой установки с целью снижения веса в конструкцию внесены ряд изменений. Аналогична варианту Н. Другой понижающий редуктор.

K 1350 л.с. 990 кВт. У данной силовой установки с целью снижения веса в конструкцию внесены ряд изменений. Аналогична варианту Н. Другой понижающий редуктор.

L 1350 л.с. 990 кВт. Вариант опытной силовой установки с нагнетателем предназначенным для малых высот.

M 1100 л.с. 805 кВт. Сниженные максимальные обороты двигателя. Высотность 4500 метров.

N 1175 л.с. 860 кВт. Силовая установка работающая на бензине марки С-3 (октановое число 100 единиц). Высотность 4900 метров.

P 1175 л.с. 860 кВт. Силовая установка работающая на бензине марки С-3 (октановое число 100 единиц). Высотность 4900 метров. Аналогична варианту N. Другой понижающий редуктор.

Q 1300 л.с. 995 кВт. Силовая установка работающая на бензине марки С-3 (октановое число 100 единиц). Высотность 5800 метров.

R 1300 л.с. 995 кВт. Силовая установка работающая на бензине марки С-3 (октановое число 100 единиц). Высотность 5800 метров. Аналогична варианту Q. Другой понижающий редуктор.

S 1100 л.с. 805 кВт. Силовая установка работающая на бензине марки B-4 (октановое число 87 единиц). Высотность 7000 метров.

T 1300 л.с. 995 кВт. Вариант высотной силовой установки с турбокомпрессором. Высотность 9000 метров.

U 1300 л.с. 995 кВт. Вариант высотной силовой установки с турбокомпрессором. Высотность 9000 метров. Аналогична варианту T. Другой понижающий редуктор.

W 1350 л.с. 990 кВт. Левый двигатель спаренной силовой установки DB-606.

X 1350 л.с. 990 кВт. Правый двигатель спаренной силовой установки DB-606.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 1, Рис. 2. Cиловая установкa фирмы Daimler-Benz типа DB-601 А.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 3. Производившаяся в огранченном количестве в Японии авиационная силовая установка Aichi Atsuta 31 преставляла собой лицензионный вариант DB-601 A.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 4, Рис. 5. Одномоторный истребитель фирмы Heinkel He-100 в середине 30-х годов был единственным конкурентом знаменитого Bf-109.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 6, Рис. 7. Схематичное изображение расположения отдельных огрегатов силовой установки DB-601.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 8. Схема газораспределительного механизма силовой установки DB-601 была типичной для всех V-образных 12-ти цилиндровых авиационных силовых установок фирмы Daimler-Benz.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 9. Так же и вильчатые шатуны и роликовые подшипники силовой установки DB-601 с каретками изготовленными из лёгких сплавов были типичны для всех V-образных 12-ти цилиндровых авиационных силовых установок фирмы Daimler-Benz.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 10. График высотно-мощностных характеристик силовой установки DB-601.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 11. График высотно-мощностных характеристик некоторых силовых установок фирмы Daimler-Benz.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 12, Рис. 13. Истребитель Bf-109 Е-4 получил различные варианты силовых установок DB-601.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 14. Более совершенный с точки зрения аэродинaмики и ТТХ истребитель Bf-109 F-4 так же получил различные варианты более мощных чем на основной части Bf-109 Е силовых установок DB-601.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 15. Специально доработанный для выполнения полётов в ходе которых планировалось установление рекордов скорости одномоторных сухопутных самолётов Ме-209 V-1 мало чем напоминал истребитель Bf-10 на базе которого был создан.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 16. Ме-209 V-2.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 17. Самолёт He-100 V-2 фирмы Heinkel специально дорабатывался для установления рекорда скорости как и его визави Ме-209 V-1 и Ме-209 V-2.

Авиационный двигатель с системой впрыска топлива DB-601. Германия

Рис. 18. Еще один «рекордный» самолёт He-100 V-8.

Источники:

  • Flugmotoren und Strahltriebwerke. Entwicklungsgeschichte der deutschen Luftfahrtantriebe von den Anfängen bis zur den internationalen Gemeinschaftsentwicklungen;
  • Kyrill von Gersdorff,Helmut Schubert,Stefan Ebert

6
Комментировать

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
2 Цепочка комментария
4 Ответы по цепочке
0 Последователи
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
0 Авторы комментариев
NFredstar72Вадим ПетровAnsar02 Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
новее старее большинство голосов
Уведомление о
Ansar02

!!!

yes!!!

redstar72

+++++++  Спасибо, хороший +++++++  Спасибо, хороший материал! Правда, появились вопросы и замечания. Главный вопрос вызвало вот это: Hа взлёте DB-601 L должен был работать на авиационом бензине марки С3 с октановым числом в 100 единиц. Затем после набора нужной высоты силовая установка уже должна была работать на менее дефицитном авиационном бензине марки В4 с октановым числом в 87 единиц. <…> Степень сжатия при наборе высоты и работе на топливе С3 у DB-601 L была 8,3/8,5. При работе на бензине В4 степень сжатия была равна 6,7. Переменная степень сжатия?  Но как? Разве она не геометрией камеры сгорания определяется? Я немного погуглил по этому вопросу и узнал, что двигатели с переменной степенью сжатия существуют, но их создание — сложная задача даже сейчас, и даже сейчас они не вышли из стадии экспериментов: Пионером в создании двигателя с переменной степенью сжатия является фирма SAAB, представившая в 2000 году пятицилиндровый двигатель внутреннего сгорания, оборудованный системой Variable Compression. В двигателе использована объединенная головка блока цилиндров с гильзами цилиндров. Объединенный блок с одной стороны закреплен на валу, с другой взаимодействует с кривошипно-шатунным механизмом. КШМ обеспечивает смещение объединенной головки от вертикальной оси на 4°, чем достигается изменение степени сжатия в пределе от 8:1 до 14:1.  Необходимое значение степени сжатия поддерживается системой управления двигателем… Подробнее »

Вадим Петров

redstar72 пишет:
Переменная

[quote=redstar72]

Переменная степень сжатия? blush Но как? Разве она не геометрией камеры сгорания определяется?

[/quote]

Речь идет не о геометрической, а о фактической степени сжатия. Давление воздуха с изменением высоты падает. Вспомните, при оснащении атмосферного двигателя наддувом, уменьшают геометрическую степень сжатия …

×
Зарегистрировать новую учетную запись
Сбросить пароль
Compare items
  • Включить общее количество Поделиться (0)
Сравнить