Авиационные двигатели жидкостного охлаждения FIAT A.38, A.40 и A.44

Sep 4 2017
+
17
-

 

В начале 1930-х годов Италия была мировым лидером в области авиации и в этой стране были разработаны отличные двигатели как с жидкостным, так и с воздушным охлаждением. В 1933 году итальянское министерство авиации приняло решение сосредоточиться на радиальных двигателях с воздушным охлаждением, и разработка рядных двигателей с жидкостным охлаждением была практически заброшена. К 1939 году близорукость этого решения стала очевидной, поскольку большинство перспективных фронтовых истребителей Великобритании, Франции, Германии, Советского Союза и Соединенных Штатов были оснащены двигателями жидкостного охлаждения. Как следствие, Министерство авиации Италии (Ministero dell’Aeronautica) стало поощрять разработку двигателей с жидкостным охлаждением.


FIAT A.38 RC15-45 был 16-цилиндровым рядным инвертированным двигателем с рабочим объемом 2118 куб. дюймов (34,7 л). Чтобы уменьшить длину двигателя нагнетатель был установлен между блоками цилиндров. Обратите внимание на магнето и валы винтов противоположного вращения

В 1939 году итальянское министерство авиации попросило концерн FIAT разработать новый авиационный двигатель, который должен был стать силовой установкой для истребителей нового поколения. Работавшие в концерне FIAT инженеры Антонио Фессиа (Antonio Fressa) и Карло Бона (Carlo Bona) начали разработку двигателя, получившего обозначение A.38. Первоначально A.38 был V-образным 16-цилиндровым двигателем, имевшим много общего с двигателем FIAT AS.8, который был первоначально разработан для установки на рекордные самолеты. Впрочем, A.38 имел отличия от AS.8: первый имел отдельные цилиндры, тогда как в конструкции второго были применены блоки цилиндров.

После того как итальянское министерство авиации ознакомилось с немецкими двигателями Daimler-Benz 600, его представители вдохновились конструкцией этого инвертированного 12-цилиндрового двигателя и попросило изменить размещение цилиндров A.38 с первоначального V-образного на инвертированное. Антонио Фессиа полностью переработал A.38, оставив очень мало общего с его предшественником AS.8. К 1940 году двигатель AS.8 с углом между блоками цилиндров в 45º, диаметром и ходом цилиндров по 140 мм превратился в A.38, угол между блоками цилиндров которого составлял 90º, диаметр цилиндров – 138 мм, а ход цилиндров – 145 мм.

Компоновка 16-цилиндрового двигателя A.38 была выбрана таким образом, чтобы максимизировать выходную мощность при сохранении размеров цилиндров и нагнетателя в известных и надежных пределах. Однако двухрядный 16-цилиндровый двигатель был очень длинным, что привело к крутильным колебаниям коленчатого вала. Чтобы длина двигателя была как можно короче, Антонио Фессиа сделал угол между блоками цилиндров равным 90º, а нагнетатель был размещен горизонтально между блоками цилиндров. Это привело к довольно сложному приводу нагнетателя.


двигатель AC.38 на испытательном стенде. Расположение нагнетателя значительно увеличило небольшую фронтальную площадь двигателя. Двигателю мощностью 1200 л.с. (895 кВт) было достаточно одного пропеллера, однако соосные винты противоположного вращения должны были устранить асимметричный крутящий момент

A.38 имел целоноалюминиевую конструкцию с двумя съемными литыми блоками цилиндров. В каждом блоке было по восемь цилиндров, каждый из которых имел по два впускных клапана и по два выпускных клапана. Клапаны приводились в действие двойными верхними (в данном случае нижними) распределительными валами, которые в свою очередь приводились в движение одним вертикальным валом из передней части двигателя. В каждом цилиндре были установлены по две свечи зажигания; работа свечей зажигания каждого из блоков цилиндров инициировалась двумя магнето, установленных в передней части двигателя. Степень сжатия двигателя A.38 составляла 7:1.

Двигатель приводил во вращение валы соосных винтов противоположного вращения с частотой вращения 0,514 частоты вращения коленвала двигателя. Между блоками цилиндров были расположены карбюратор, нагнетатель, всасывающие патрубки и водяной насос. Были планы использовать в двигателе систему непосредственного впрыска топлива, но они так и не были реализованы. Одноступенчатый нагнетатель имел две скорости, которые выдавали максимальную мощность на высотах 1500 метров и 4500 метров. Нагнетатель приводился в движение валом, шедшим из передней части двигателя и расположенным в развале цилиндров. Этот вал также приводил в движение масляный и водяной насосы. Выпускное отверстие нагнетателя было расположено в центре двигателя, и воздух из него подавался в четыре патрубка, каждый из которых шел на четыре цилиндра.

Двигатель получил официальное обозначение A.38 RC15-45 (RC – сокр. Riduttore de giri [редукторный], Compressore [с наддувом], а 15-45 – указание высот [в сотнях метров], на которых была достигнута максимальная мощность). Двигатель A.38 имел диаметр цилиндров 138 мм, ход 145 мм и рабочий объем 34,7 литра. При 2800 об/мин двигатель развивал мощность 1200 л.с. на высотах 1500 метров и 4500 метров. Мощности в 1200 л.с. обычно было недостаточно для использования соосных винтов противоположного вращения, однако на фотографии мотора, установленного на испытательный стенд, и на чертеже одного из первых вариантов истребителя FIAT G.55, оснащенного A.38, данный двигатель приводит в движение два двухлопастных соосных винта. Скорее всего соосные винты противоположного вращения были использованы для устранения асимметричного крутящего момента, а не для повышения возможностей по сравнению с одиночным винтом. Вес двигателя составлял 770 кг.


первоначально истребитель FIAT G.55 был спроектирован под использование двигателя A.38 с винтами противоположного вращения (выше), но после того как был сделано переход к одиночному винту (ниже) самолет был перепроектирован. Задержки с доводкой двигателя A.38 привели к установке на G.55 немецкого авиамотора Daimler-Benz DB 605

Были заказаны три двигателя A.38, однако остается не до конца выясненным вопрос: все ли они были изготовлены. A.38 прошел испытания в 1941 году и смог развить мощность 1300 л.с., но на тот момент этого было уже недостаточно. К этому времени в числе конструктивных измерений двигателя был отказ от соосных винтов противоположного вращения и переход к одиночному винту. Проблемы были связаны с коневалом двигателя и приводом нагнетателя и, несмотря на многочисленные попытки, двигатель не смог пройти летные сертификационные испытания. Антонио Фессиа продолжил работать над двигателем и в 1942 году, но итальянское министерство авиации уже получило лицензии на производство двигателей компании Daimler-Benz и больше не было заинтересовано в A.38. Концерн FIAT начал производство DB 605 под обозначением RA 1050 Tifone (тайфун). Следует заметить, что AS.8 показал себя надежным двигателем и, вероятно, был бы более быстрой и надежной отправной точкой к достижению инженером Фессиа двигателя совершенно новой конструкции.

Под установку двигателя A.38 был разработан ряд проектов самолетов. Единственным проектом, который был реализован, был проект истребителя FIAT G.55. Первоначально планировалось, что G.55 будет оснащен двигателем A.38 с соосными винтами противоположного вращения. Однако позднее конструкция двигателя была изменена, и данный авиамотор стал оснащаться одиночным трехлопастным воздушным винтом. В конце 1941 года стало очевидно, что планер G.55 будет завершен до того, как двигатель A.38 будет допущен для летных испытаний. В результате было начато изменение конструкции самолета под установку двигателя DB 605. G.55, впервые полетевший 30 апреля 1942 года, стал лучшим итальянским истребителем времен Второй Мировой войны. Однако итальянская авиационная промышленность, оказавшаяся в условиях военного времени в плачевном состоянии, смогла произвести лишь небольшое количество G.55,которые не смогли оказать никакого влияния на ход боевых действий.


двигатель FIAT A.40 должен был иметь конструктивную схему X-24, диаметр и ход цилиндров как у A.38 и развивал мощность в 2000 л.с. (1491 кВт). Хотя были построены два двигателя A.40, они никогда не испытывались из-за изменения приоритетов, произошедшего в ходе Второй Мировой войны. Обратите внимание на пушку, установленную в развале верхних блоков цилиндров (вид сбоку двигателя)

В 1940 году задача создания нового двигателя – конкурента авиамотору A.38, – была поставлена инженеру Данте Джакоза (Dante Giacosa); новый двигатель должен был развивать 2000 л.с. на высоте 2500 метров. Вместо конструктивной схемы V-16 Данте Джакоза обратился к схеме Х-24 с четырьмя шестицилиндровыми блоками, расположенными под углом 90º друг к другу. Двигатель схемы Х-24 получил обозначение A.40 RC20-60 и имел диаметр и ход цилиндров (138 мм и 145 мм соответственно) как у авиамотора A.38. В конструкции двигателя A.40 были применены один коленвал, главный шатун и тремя прицепными шатунами для каждого ряда цилиндров. Впускной коллектор был установлен в развале нижних блоков цилиндров и был снабжен двухскоростным нагнетателем, установленным в задней части двигателя. В двигателе A.40 была использована система непосредственного впрыска топлива, разработанная инженером Данте Джакоза и его проектной группой. Редуктор, установленный в передней части двигателя, поднимал ось вала, вращавшего одиночный винт. В развале верхних блоков цилиндров могла быть размещена 20-мм или 37-мм пушка, которая должна была вести огонь сквозь полую втулку воздушного винта. Рабочий объем A.40 составлял 52,1 литра, а сам двигатель должен был развивать 2000 л.с. на высотах 2000 метров и 6000 метров. Сообщается, что два двигателяA.40 были изготовлены в 1943 году, но капитуляция Италии не позволила провести их испытания. Автору не удалось обнаружить какую-либо информацию относительно дальнейшей судьбы какого-либо экземпляра двигателей A.38 или A.40.

В то время когда инженер Фессиа занимался доводкой A.38, он параллельно разработал еще более мощный двигатель. Есть некоторые свидетельства того, что двигатель первоначально получил обозначение A.42, имел компоновочную схему H-32 и в свой конструкции использовал четыре блока цилиндров от A.38. Однако двигатель был перепроектирован и получил новое обозначение A.44 RC15-45. Авиамотор FIAT A.44 состоял из двух 16-цилиндровых V-образных двигателей; два этих двигателя были соединены вместе, образуя мотор конфигурационной схемы X. Две секции двигателя A.44 были независимы друг от друга, и каждая из них при помощи редуктора с передаточным числом 0,429 приводила во вращение один из соосных винтов противоположного вращения. В A.44 были использованы блоки цилиндров, поршни и коленвалы A.38, но углы развала в 16-цилиндровых секциях двигателя были больше, чем у A.38 и составлял 135º. Двигатель FIAT A.44 должен был иметь рабочий объем 69,4 литров; согласно расчетам при 2800 об/мин двигатель должен был развивать 2400 л.с. и при 2950 об/мин – 2800 л.с.. Расчетный вес двигателя составлял 1500 кг и его разработка велась до 1942 года. В концерне FIAT под установку двигателя A.44 было разработано несколько проектов самолетов, среди которых были штурмовик-торпедоносец CR.44 и бомбардировщик-торпедоносец BR.44. Однако этот двигатель не нашел поддержки в министерстве авиации и данные проекты так и не были реализованы.


истребитель-бомбардировщик FIAT CR.44 был разработан под использование 2400-сильного (1790 кВт) двигателя FIAT A.44. Данный 32-цилиндровый двигатель имел Х-образную компоновку и состоял из двух V-образных 16-цилиндровых двигателей. A.44 должен был заимствовать большую часть деталей двигателя A.38 (за исключением коленвала). Ни A.44, ни CR.44 не были построены

источники:

источник: https://oldmachinepress.com/2017/01/05/fiat-a-38-a-40-and-a-44-aircraft-engines/

Comment viewing options

Выберите нужный метод показа комментариев и нажмите "Сохранить установки".
NF's picture
Submitted by NF on Mon, 04/09/2017 - 15:32.

Намучились бы итальянцы с производством и балансировкой коленвалов для этих двигателей. НО сама по себе идея того стоила.

Правду следует подавать так, как подают пальто, а не швырять в лицо как мокрое полотенце.

Марк Твен.

slimus2016's picture
Submitted by slimus2016 on Mon, 04/09/2017 - 11:14.

Итальянцам всю войну мешало отсутствие двигателей.

Ansar02's picture
Submitted by Ansar02 on Mon, 04/09/2017 - 07:06.

yes!!! "Поздно пить Боржом"...