Авиационный двигатель большой мощности Jumo-213. Германия

Sep 8 2013
+
18
-

Стремление военных получать всё более высокие лётные характеристики боевых самолётов требовало разработки всё более мощных авиационных силовых установок. Разработчики и изготовители авиационных двигателей для упрощения разработок и сокращения времени на эти разработки и организацию производства стремились опираться на уже разработанные ранее и хорошо известные конструкции. Типичным примером подобного подхода служит двигатель Jumo-213 который в качестве такой исходной базы разрабатывался на основе своего предшественника Jumo-211. Pазмеры двигателя и V-образное расположение 12-ти цилиндров остались без изменений. Рабочий объём естественно остался тем же (35 литров). Доработки касающиеся увеличения возможных термических, механических и кинематических нагрузок всех деталей этого двигателя, увеличение максимальных оборотов двигателя, ряда прочих улучшения и разработка нагнетателей большей производительности позволили в сравнении с Jumo-211 получить на 25 % большую мощность.

Общее руководство разработкой Jumo-213 осуществлял доктор Lichte. В его руках была разработка нового двигателя, доведение его до необходимого уровня надёжности и организация серийного производства после того как был получен первый готовый к серийному производству вариант «А» этого двигателя.  «Двигатель Jumo-213 изначально проектировался из расчета достижения максимальных термических и механических нагрузок и предствлял собой наивысшую ступень развития 4-х тактных двигателей внутреннего сгорания работающих по циклу Отто «.Эта характеристика данная руководителем работ по данному двигателю доктором Lichte характеризует двигатель как серьёзное достижение в области авиационого двигателестворения. В своём первом предсерийном варианте в середине 1942 года двигатель развивал 1750 лс. (1285 кВт.)при 3250 об/мин. Эта мощность превышала на 30 % мощность выпускавшегося тогда серийно двигателя Jumo-211 F. При всём этом удельный расход топлива был несколько ниже, чем у Jumo-211 F. О более ранних испытаниях этого двигателя не сохранилось каких либо документов.

Первые идеи создания 35-ти литрового авиационного двигателя с повышенной мощность возникли осенью 1936/в начале 1937 годов в начале испытаний двигателя Jumo-211.После проектирования, доработки конструкции и сборки опытных образцов планировалось весной 1938 года начать первые испытания Jumo-213. В документе RLM датированном 21.06.1939 года сообщается ,что опытные двигателя Jumo-213 начали испытываться с августа 1938 года. В еще одном документе по итогам совещания предствителей RLM и Jumo от 4.10.1939 года сообщается, что в ходе испытаний на испытательных стендах данного двигателя ведущихся в течении года удалось получить мощность равную 1500 лс. Эта мощность не превышала мощность опытных образцов двигателя Jumo-211. Но как уже указывалось расход топлива был ниже чем у предшественника хотя и ниже ожидаемого. Это потребовало доработки системы впрыска топлива и газообменного процесса

Из вышенаписанного следует, что испытания на стенде Jumo-213 проходили не без проблем и на устранение возникших неполадок потребовалось много драгоценного времени. Не смотря на эти проблемы в январе 1940 года для лётных испытаний одного Jumo-213 со сниженной мощностью был подготовлен Ju-52. По итогам лётных испытаний двигателя был составлен подробный отчет. Планировалось выпустить нулевую серию Jumo-213 в количестве 30 единиц. Оптимистические планы в отношении этого двигателя не удалось так быстро реализовать на практике поскольку в ходе испытаний на стендах возникали всё новые и новые проблемы на устранение которых уходило много времени. Как уже было упомянуто Jumo-213 в принципе мало чем отличался от Jumo-211 на базе которого он и был создан. Это касалось в основном только расположения цилиндров и моторного блока. В соответствии с требованиями получения более высокой мощности и полученного в ходе работ опыта опытный образец получил целый ряд улучшений в части конструкции и эксплуатации. Более подробно это описано в соответствующей литературе: «Entwurf zum Motoren-Handbuch“и „Handbuch“.Важнейшими изменениями и новыми разработками которые были использованы в новом двигателе являлись:

Головки цилиндров с водяным охлаждением, регулировка газораспределительного механизма,2 впускных и 1 выпускной клапан на каждый цилиндр, возможность впрыска специальных смесей для дополнительного охлаждения цилиндров и отвода от них тепла.

Распределительные валы нового типа опиравшиеся на 7 коренных шеек, шариковые подшипники, противовесы на обеих оконечностях распределительных валов, дополнительный вал отбора мощности для топливного насоса.

Коленчатый вал нового типа с 7-х коренными шейками и одной дополнительной спереди для шкива отвечающие требованиям достижения высоких максимальных оборотов, противовесы, отбор мощности для привода ряда механизмов в задней части коленвала, понижающий редуктор для воздушного винта спереди.

Воздушный винт регулируемого шага с системой смазки под давлением через полый вал, специальные подшипники в передней части моторного блока воспринимающие радиальные и аксиальные нагрузки и задний шкив.

Высотные нагнетатели DVL в одно и двухступенчатых исполнениях с двумя и тремя скоростями и регулируемым положением лопаток на входе в нагнетатель, 50 % увеличение давления нагнетаемого воздуха на различных до 10 км высотах.

Система впрыска топлива в виде подающего топливо из баков сдвоенного насоса, спиралевидный воздушный фильтр, топливный насос высокого давления, форсунки топливного насоса высокого давления, датчик замера расхода топлива, возможность использования как обычного авиационного бензина В 4 с октановым числом 87 единиц ,так и специального дефицитного для Германии 95-100 октанового С 2 (полученного в результате перегонки нефти) и С 3(синтетического).

Двух контурная система охлаждения двигателя под давлением с рабочей температурой охлаждающей жидкости до 120 град С.

Cистема смазки под давлением с несколькими зубчатыми насосами подающими и забирающими моторное масло, масляный радиатор, основной и дополнительные масляные потоки, центробежный масляный фильтр, теплообмен с охлаждающей системой двигателя.

«Коммандогерет»-своего рода механический компьютер регулировавший ряд параметров работы силовой установки-подачу топлива регулировал пилот, затем автоматически регулировались обороты двигателя, давление наддува, скорость нагнетателя, воспламенение топливо-воздушной смеси в цилиндрах, регулирование угла установки винта.

Увеличение мощности силовой установки в ходе войны достигалось увеличением максимальных оборотов двигателя, увеличением рабочего объёма двигателя, увеличением давления наддува и за счет более совершенного внешнего или внутреннего охлаждения (при помощи системы MW-50).

Все эти инновации базировались на высоких параметрах самых различных процессов двигателя и позволили получить высокие характеристики данного двигателя. Таким образом ближе к концу ВМВ был создан еще один довольно совершенный по тем временам поршневой авиационный двигатель. Но прежде чем двигатель был доведён потребовалось определённое время и дата начала серийного производства данного двигателя не однократно переносилась на более поздние сроки. Директору моторостроительного производства Jumo Cambeis-у приходилось неоднократно объяснять RLM причины из за которых возникали подобные перенесения сроков начала производства.В октябре 1942 года JUMO и RLM после семи успешных 100 часовых испытаний двигателя наконец то получили возможность начать его серийное производство. Для этого в Dessau под руководством руководителя программы по разработке данного двигателя доктора Lichte была спешно организована «большая труппа Jumo-213» которая 24 часа в сутки в течении многих недель занималась подобными испытаниями. Но вновь в ходе пробных полётов истребителей Fw-190 c Jumo-213 возникла мощная вибрация двигателя которая передавалась на корпус самолёта и не позволяла пилоту наблюдать за показаниями приборов и использовать прицел для стрельбы из бортового вооружения. Сначала вибрация была не значительной,но затем в ходе испытаний когда в двигательном отсеке было установлено всё полагающееся самолёту оборудование вибрация Jumo-213 стала значительно более мощной. После продолжительных испытаний в ходе многочисленных полётов и ряда доработок летом 1943 года удалось добиться величины вибрации до уровня позволявшего использовать этот двигатель на самолётах. Для этого потребовалось изготовить новый коленчатый вал. На это снова необходимо было за тратить какое то время и только в октябре 1943 года можно было приступить к серийному производству данного двигателя. До конца 1942 года были изготовлены только 74 двигателя. В 1943 году не редко ежемесячно производились только 1-2 двигателя. И лишь в январе 1944 года было произведено 100 двигателей. В марте этого же года количество произведённых двигателей превысило 500. В феврале 1945 года был достигнут максимальный объём производства составивший 994 единицы. Двигатель получил разработанный фирмой Junkers специальный Motor Bediensgerät (MBG)-своего рода аналог разработанного BMW Kommandogerät значительно упрощавший регулировку параметров работы двигателя в зависимости от высоты полёта и режима работы двигателя. При старте двигатель развивал до 3250 об/мин. При наборе высоты и на боевом режиме 3000 об/мин. На экoномичном режиме работы обороты двигателя составляли 2100-2700 об/мин. Для более совершенного варианта Jumo-213 J максимальные обороты на взлёте составляли 3700 об/мин. При наборе высоты и на боевом режиме 3400 об/мин и на экономичном режиме 3000 об/мин. Значительно большой срок который был затрачен на разработку и организацию производства (7 лет !) Jumo-213 и всё более серьёзный недостаток необходимых для этого матералов не позволили в конце войны осуществлять выпуск этого двигателя в значительных объёмах. Так же не удалось доработать и более совершенные варианты этого двигателя. Не благоприятное для Германии развитие событий всё больше и больше требовало получения истребителей с мощными двигателями которые базировались на одном базовом варианте. К основным модификациям и проектам двигателя Jumo-213 относятся:

Jumo-213 А. Первая модификация этого двигателя предназначавшаяся для бомбардировщиков (отсутствовала возможность установки в развале цилиндров автоматической пушки). Предсерийная партия данной модификации была выпущена в 1942 году. Крупносерийное производство была начато в августе 1944 года. Взлётная мощность 1750 лс. (1285 кВт.),высотность 5,5 км.Нагнетатель одноступенчатый 2-х скоростной. С системой MW-50 двигатель в течении 10 минут мог развивать мощность 2100 лс. (1540 кВт.). После чего в течении не менее чем 5 минут двигатель должен был работать на нормальном режиме. При включении системы MW-50 давление наддува увеличивалось на 0,28 атм На высоте 5 км развиваемая вигателем мощность составляла 1900 лс. (1395 кВт.). Этот вариант двигателя предназначался для устанoвки в первую очередь на бомбардировщики Ju-88 Ju-188.

Jumo-213 AG. Вариант двигателя Jumo-213 A с более производительным нагнетателем со взлётной мощностью 1900 лс. (1400 кВт.). Предназначался для установки на истребитель FW-190 серии D-9.С системой MW-50 мощность двигателя на 10 минут можно было увеличить до 2240 лс. При этом высотность двигателя снижалась с 5,5 км до 4,75 км. С системой GM-1 FW-190серии D-9 на высоте 10 км развивали скорость700 км/час что позволяло успешно бороться с высотными истребителями противника. Эта скорость была выше чем у FW-190 D-11 с высотным двигателем Jumo-213 F без использования системыGM-1. Оборотной стороной медали было то,что 105 кг смеси для системы GM-1 находившеся на борту хватало только на 15-17 минут полёта.Jumo-213 AG для истребителей FW-190 D-9 поставлялся на авиасборочные предприятия в комплекте с общим весом 1350 кг с винтом фирмы Junkers VS 111,моторной рамой,радиатором с бронированием, регулятором температуры охлаждающей жидкости,реактивными выхлопными патрубками,распределительным устройством подводящим тёплый воздух для обогрева к бортовому вооружению и датчиками для замера высоты и температуры. Вариант который производили для 2-х моторных самолётов несколько отличался от того, который планировалось производить для одномоторных истребителей. Этoт вариант был выполнен в виде «Единой силовой установки» и был взаимозаменяем с имевшей несколько большие габаритные размеры,но примерно такой же вес силовой установкой DB-603. Дополнительно присутствовала система забора тёплого воздуха для обогрева кабины пилота и крыльев и генератор мощностью 3000 ватт.

Jumo-213 В. Специальный вариант с большей степенью сжатия развивавший взлётную мощность 2000 лс. (1470 кВт.).Данный вариант был разработан для бензина с октановым числом 95 единиц. Двигатель был испытан на испытательном стенде,но из за острого недостатка высокoтанового авиационного бензина эту модификацию серийно не производили.

Jumo-213 С. Вариант Jumo-213 А предназначавшийся для установки на истребители на котором имелась возможность установки в развале цилиндров автоматической пушки. Система регулировки угла установки лопастей винта была изменена. На двигателе имелся фланец к которому крепилась автоматическая пушка. Серийное производство начато в сентябре 1944 года.

Jumo-213 Е. Этот вариант изначально представлял собой двигатель Jumo-213 А/C работающий на бензине с октановым числом 95.Bысотность 9,8 км. Нагнетатель 2-х ступенчатый 3-х скоростной со встроенным охладителем нагнетаемоговoздуха. Взлётная мощность варианта Jumo-213 Е1 работавшего на бензине В4 с октановым числом 87 1750 л.с.(1285 кВт.).Сначала было принято решение производить более мощный вариант Jumo-213 Е 0 со взлётной мощностью 1870 лс. (1375 кВт.) работавший на бензине С3 с октановым числом 95 единиц. В дальнейшем разработчики ожидали увеличение взлётной мощности до 2000 лс. (1470 кВт.).Но поскольку уже к середине 1943 года производство бензина С3 не позволяло в полной мере обеспечить потребности Люфтваффе решили разработать и серийно производить несколько менее мощный Jumo-213 Е1 для которых бензин В4 с октановым числом 87 производился в большом количестве. С системой MW-50,которую можно было использовать на высотах ниже расчетной мощность Jumo-213 Е1 увеличивалась на 300 лс. Расход водометаноловой смеси при этом составлял 150 л/час. Работать на таком режиме двигатель мог не более 10 минут, после чего необходимо было отключить систему минимум на 5 минут. Использование системы GM-1 на высотах выше расчетной позволяло на короткий промежуток времени добиться увеличения мощности до 400 лс. Расход подаваемой системой GM-1смеси можно было выбирать в зависимости от необходимости -60,100 и 150 гр/сек.

Jumo-213 ЕВ. Более мощный вариант двигателя Jumo-213 Е с более производительным нагнетатетелем со взлётной мощностью 1900 лс. (1400 кВт.). Имелась нагнетатель предназначенный для обеспечения высоких мощностных характеристик двигателя на малых высотах. Двигатель прошел испытания на испытательном стенде. В начале 1945 года велась подготовка к серийному производству даннoй модификации. Высотность этого варианта составляла 9 км. против 9,8 км. у Jumo-213 Е1.

Jumo-213 F. Данный вариант представлял собой Jumo-213 E без промежуточного охлаждения нагнетаемого воздуха функции которого выполняла система впрыска смеси состоящей из метанола и воды (MW-50). На уровне земли данный двигатель развивал максимальную мощность 2120 лс. (1560 кВт.). Высотность 9,5 км. В 1945 году велась подготовка к серийному производству данного варианта. Порядка десяти двигателей предсерийной партии поступили на авиасборочные предприятия фирмы Focke-Wulf и были установлены на истребители Fw-190 D-11 принимавшие участие в боевых действиях.Мизерное количество поставленных в войска Fw-190 D-11 не позволил оказать какое либо серьёзное воздействие на противника хотя данные истребители и зарекомендовали себя очень хорошо.

Jumo-213 J. Данный вариант представлял собой основательно переработанный вариант высотного двигателя у которого диаметр цилиндров был увеличен до 155 мм по сравнению с 150 мм у исходного варианта. Ход поршня остался тем же 165 мм. Рабочий объём двигателя стал равен 37,36 литрa. Максимальные обороты двигателя увеличены до 3700 об/мин. Двигатель получил новые головки цилиндров с 4-мя вместо 3-х клапанов на каждый цилиндр. B дополнение двигатель получил более производительный нагнетатель и более совершенную систему охлаждения двигателя. К концу войны двигатель был доработан и его начали в крайней спешке испытывать на испытательном стенде без необходимого для него нагнетателя и еще ряда агрегатов.  Провести полный цикл испытания на стенде не удалось. Ожидалось получить взлётную мощность 2250 лс. (1655 кВт.). С системой MW-50 2600 лс. (1910 кВт.). Из за крайне высоких параметров работы данного двигателя его моторесурс должен был составлять всего 40-50 часов что позволяло использовать данный вариант в основном только на истребителях. Высотность данного варианта составляла 10 км.

Jumo-213 S предназначался специально для Восточного фронта где воздушные бои приемущественно велись на высотах ниже средних. Взлётная мощность данного двигателя составляла 2400 лс. Высотность 4500 метров.К концу войны работы над этим довольно простым по исполнению вариантом были близки к завершению.

Jumo-213 Т. Данный вариант представлял собой высотный двигатель с турбокомпрессором (ATL). Мощность данного двигателя на уровне земли должна была составлять величину равную мощности вариантов А,С или Е (1750 лс. (1285 кВт.).На высоте 11,4 км расчетная мощность должна была составлять 1600 лс. 1160 кВт.

Перечисленные выше варианты двигателя Jumo-213 разрабатывались параллельно в последние годы и месяцы войны. Ход работ значительно замедлялся нехваткой необходимых материалов и всё более усиливающимися бомбардировками союзников. Не все эти проекты в конце войны успели испытать. Некторое количество высотных вариантов двигателе Jumo-213 Е и Jumo-213 ЕВ было собрано в конце 1944-начале 1945-х годов. Около десятка предсерийных образцов варианта Jumo-213 F поступили на авиасборочные предприятия. Основная цель работ по данному типу двигателей состояла в том чтобы получить сравнительно не большие по размеру и весу силовые установки. Сам по себе переход от производства Jumo-211 к более совершенному во всех отношениях Jumo-213 был довольно сложной задачей. Сначала взлётная мощность различных вариантов двигателей была близка к мощности первого серийного варианта Jumo-213 А,но при этом увеличивалась высотность и мощность развиваемая двигателями на больших высотах. В последнем мало серийном варианте Jumo-213 ЕВ несколько увеличилась развиваемая взлётная мощность. Но уже к 1943 году мощности двигателей в 2000 лс. (1470 кВт.) было не достаточно для того чтобы противостоять западным союзникам которые имели в своём распоряжении значительно большие ресурсы и уже приступили к производству во всё более увеличивающемся количестве совершенных поршневых авиационных двигателей мощность которых на большом диапазоне высот превышала 2000-2200 лс. В условиях крайней спешки RLM пыталось найти выход из сложившеся крайне тяжелой ситуации. Ряд ранее заброшенных проектов и исследований по пытались вновь реанимировать. Были предприняты попытки соединять вместе уже разботанные или производившиеся серийно двигатели и более интенсивно вести исследования по части турбореактивных двигателей. Значительное увеличение мощности по сравнению с ранее разработанными модификациями ожидалось получить на варианте Jumo-213 J который практически представлял собой новый тип авиационного двигателя с высотностью 11 км.Связанные с данным вариантом основательные изменения в конструкции двигателя позволили получить несколько больший рабочий объём,увеличить максимальные обороты двигателя и разработка нового нагнетателя потребовали от сотрудников фирмы Jumo приложить значительные усилия и весь накопленный ими к тому времени опыт в части разработки поршневых авиационных двигателей. В случае наличия необходимого на разработку данного варианта двигателя времени от Jumo-213 J с полным правом можно было бы ожидать получения наиболее совершенного по целому ряду основных параметров того времени авиационного поршневого двигателя. Тяжелое положение в котором оказалась немецкая промышленность и крайне малый время которое разработчики двигателя имели в распоряжении не позволили не только своевременно организовать производство данного двигателя,но и основательным образом испытать столь необходимый для Люфтваффе двигатель. Максимальные обороты первых серийных вариантов двигателей Jumo-213 в 3250 об/мин были уже очень высокими как и связанная с высокими оборотами средняя скорость поршня в 17,9 м/сек в то время были максимальными если рассматривать реально производившиеся где либо поршневые авиационные двигателя. Jumo-213 J с его максимальными 3700 об/мин и средней скоростью поршня в 20,35 м/сек еще превысил эти и без того очень высокие для своего времени параметры. Наиболее совершенные для того времени авиационные двигатели мира редко имели среднюю скорость поршня не большую чем 15-16 м/сек. Уже при этих величинах давали о себе знать не обычно большие кинематические и динамические нагрузки на коленчатый вал двигателя. Динамические нагрузки на поршни и шатуны, ускорения клапанов и огромные нагрузки на коренные шейки и подшипники коленчатого вала были почти в 2 разы выше чем у ранее производившихся двигателей.Возникающие при этом высочайшие нагрузки вне всякого сомнения приводили к значительному уровню вибрации и новышенному износу которые были выше среднего для подобных авиационных двигателей уровня. Это вне всякого сомнения создавало множество проблемм при проектировании и производстве,а так же в процессе эксплуатации значительно сокращая ресурс двигателей. Сокращение моторесурса у варианта «силовая установка с ограниченным по времени моторесурсом» предназначенного для использования на истребителях Jumo-213 J до 40-50 моточасов в сложившеся во второй половине войны ситуации когда на карту было поставлено всё чем только располагали авиастроители было оправданным. В гражданской авиации подобное сокращение моторесурса за счет получения необычайно высоких мощностных характеристик двигателя просто не могло иметь место. Какая либо подробная информация о ходе испытаний на стендах Jumo-213 J не сохранилась. По очень скудным материалам фирмы Jumo только 14.03.1945 года (! ) 6двигателей Jumo-213 Е были переданы в соответствующее отделение фирмы для переделки в вариант Jumo-213 J.Первый их этих переделанных двигателей Jumo-213 JV1 был снова использован для испытаний на стенде. В ходе испытания выявился повышенный износ посадочных гнёзд клапанов и уплотнений клапанов. Ничего более o ходе дальнейших работ над Jumo-213J не известно. Поэтому не представляется возможным дать полную оценку работ проделанных коллективом фирмы Jumo по данному двигателю. Тоже самое остаётся сказать и о нагнетателях и системе охлаждения нагнетаемого воздуха которые были разработаны специально для двигателя Jumo-213 J как и о производительности нагнетателя и теплообменника. Радиальные нагнетатели применявшиеся на авиационных двигателях так же имели свои сложности связанные с механическими ограничениями вызванными высокими угловыми скоростями достигавшими величины 400 м/сек.Эта величина была предельной и её нельзя было превышать. По этому новый двух ступенчатый нагнетатель Jumo-213 J производительность которого регулировалась в зависимости от ступени и который должен был быть более производительным чем все применявшиеся ранее требовалось еще довести (на что скорее всего потребовалось бы не мало времени) не возможно было получить в кратчайшие сроки что не позволяло сразу получить и столь высокие характеристии всей силовой установки. По мимо прочего необходимо было добиться еще и на 30 % более эффективной работы системы охлаждения самого двигателя.Из ранее полученного опыта было известно что охлаждение-рекуперация по принципу «воздух-воздух» уже у двигателя Jumo-211 оказалась мало эффективной. По этой причине у двигателя Jumo-213 Е было решено организвать теплообмен не при помощи воздуха, а за счет системы охлаждения самого двигателя.Система охлаждения «воздух-жидкость-pекуперация « за счет своей большей эффективности могла быть выполнена меньшей по размерам,иметь меньшие потери давления и не создавалa дополнительного сопротивления набегающему потоку воздуха. У более совершенного образца высотного двигателяJumo-213 F было решено вместо внешнего охлаждения подаваемого нагнетателем воздуха применять иной принцип охлаждения нагнетаемого воздуха основанного на внутреннем охлаждении за счет системы впрыска смеси метанола и водыMW-50 в которой подаваемая в цилиндры двигателя смесь спирта и воды содержала оба этих компонента в равных долях по50 %. Пpи испарении данной смеси в цилиндрах двигателя охлаждения двигателя протекало без рекуперации. Предположительно у двигателя Jumo-213 J было решено применять такой же принцип охлаждения. C разработкой новых более мощных силовых установок возникало всё больше проблемм. При всём этом ряд основных параметров не должен быть превышен. Это значительно увеличивало сроки доведения до приемлимого уровня надёжности силовых установок. В то же время на примере двигателя Jumo-213 можно было сказать,что принципы работы поршневых авиационных двигателей уже в плотную приблизились к тому пределу, перешагнуть который было крайне опасно.Достижение предельных величин ряда параметров не смотря на довольно низкий удельный расход топлива (270 гр/кВт*час /200 гр/ лс*час) негативно влияло на время доведения силовых установок, освоение их производства, техническое обслуживание и ремонт. Ситуация с разработкой поршневых силовых установок и принцип их работы ,как это видно на примере Jumo-213 ,не зависимо от условий связанных с ведением активных боевых действий подошла к тому пределу, за которым дальнейшее существенное улучшение характеристик поршневых двигателей при существовавшем на то время уровне развития науки и техники уже не былo возможнo. Двигатель Jumo-213 в 1943-1945 годах часто монтировался на большом количестве различных боевых самолётов Германии для улучшения их ТТХ как замена ранее устанавливавшемуся на этих самолётах двигателю Jumo-211: Fw-190D,Ta-152,Me-309,Ta-154,Ju-88G,Ju-188,Ju-388,He-111H,He-219. Объёмы производства большей части этих самолётов не были особенно велики из за недостаточного количества производившихся двигателей Jumo-213. Летом 1943 года когда двигатель уже был доведён в плане надёжности, были предприняты все меры для организации серийного производства этих двигателей в как можно большем количестве по скольку к тому времени боевые действия в небе Германии принимали всё более и более острые формы. Использование истребителей Fw-190D и Ta-152 с двигателями Jumo-213 позволило бы в некоторой степени парировать всё более увеличивающееся количественное и качественное превосходство ВВС союзников над Люфтваффе. Двигателя Jumo-213 постепенно стали вытеснять ранее устанавливавшиеся на истребителях Fw-190 большие по размеру и несколько более тяжелые двигателя воздушного охлаждения BMW-801. Собственно на моторостроительных предприятиях фирмы Jumo двигатель Jumo-213 отодвинул на второй план в плане серийного производства даже значительно более мощные и перспективные многорядные 24-х цилиндровые двигателя Jumo-222 доведение которых затянулось до середины 1942 года и уже не имелось свободных производственных мощностей и оборудования для организации в возможно короткие сроки серийного производства Jumo-222 Для производства Jumo-213 было возможным использовать часть оборудования и оснастки применявшеся для производства производившегося в больших количествах двигателя Jumo-211. Как уже отмечалось выше в целях получения как можно большего количества Jumo-213 специалистами фирмы были предприняты огромные усилия. На моторостроительном предприятии в городе Magdeburg была смонтирована автоматическая линия по производству головок цилиндров Jumo-213.Время обработки одного цилиндра составляло 2 минуты. В течении дня на данной установке обрабатывались 600 головок цилиндров. Изготовление прочих деталей двигателя: коленчатого вала,клапанов и прочих так же подверглось рационализации. Испытательные стенды фирмы Jumo не смотря на сокращенную продолжительность испытаний двигателей работали круглые сутки. Cогласно документам фирмы Jumo были изготовлены только 9163 двигателя Jumo-213 всех модификаций. Как уже упоминалось выше, не значительные объёмы производства двигателей Jumo-213 были вызваны рядом причин к которым следует отнести еще и необходимость уделять внимание разработке и организации производства реактивных двигателей Jumo-004. Таким образом в Dessau велись работы над этим столь необходимым для Люфтваффе двигателем.  Jumo-213 Е был вершиной в развитии немецкого авиационного двигателестроения. По мимо различных вриантов Jumo-213 имелись еще многочисленные планы фирмы Jumo с вязанные с попытками разработать на его основе более мощные двигателя. Из переписки и переговоров между представителями фирмыJumo и RLM от 10 и 11.11.1938 года следует, что в то время уже имелись планы по изготовлению опытной партии двигателейJumo-212 которые представляли собой спаренные и объединённые общим понижающим редуктором двигателя Jumo-213. Эта силовая установка предусматривалась как один из вариантов силовой установки для тяжелого бомбардировщика Не-177. Двигатель Jumo-214 был не чем иным, как ставший позднее Jumo-213 С в развалах цилиндров которого можно было устанавливать автоматическую пушку. Jumo-215 представлял собой спаренный двигатель Jumo-214 который подобно Jumo-212 имел общий на 2 двигателя редуктор. К разработке Jumo-215 приступили после того, как Jumo-212 успешно прошел испытания на испытательном стенде. После окончания ВМВ во Франции продолжились работы над Jumo-212. При этом над вариантом Jumo-215 более не работали.

Рис.1. Нагнетатели различных вариантов двигателей Jumo-213. Слева средневысотные одноступенчатые для Jumo-213 А и Jumo-213С. Справа высотные двухступенчатые для Jumo-213 Е и Jumo-213 F.

Рис.1а. Высотно-мощностные характеристики двигателя Jumo-213 А (реально полученные) и Jumo-213 J (расчетные). Заметно существенное различие в развиваемой максимальной мощности первого серийного варианта и последнего, не производившегося.

Варианты двигателя 

Jumo-211N

Jumo-213 A/C

Jumo-213 EB

Jumo-213 F

Jumo-213 J

Тип

12-ти цилиндровый V-образный

12-ти цилиндровый V-образный

12-ти цилиндровый V-образный

12-ти цилиндровый V-образный

12-ти цилиндровый V-образный

Охлаждение

вода+глюколь

вода+глюколь

вода+глюколь

вода+глюколь

вода+глюколь

Диаметр цил-в, мм

150

150

150

150

155

Ход поршня, мм

165

165

165

165

165

Рабочий объём л

35,0

35,0

35,0

35,0

37,4

Степень сжатия

6,5

6,5

6,5

6,5

7,5

(окт число бензина)

87

87

87

87

95-100

Нагнет-ль

одноступ-й 2-х скор-й

одноступ-й 2-х скор-й

двухступ-й 3-х скор-й

двухступ-й 3-х скор-й

двухступ-й 3-х скор-й

Редукция винта

0,55

0,42

0,42

0,42

0,37

Размеры

 

 

 

 

 

длина, мм

2176

2276

---

---

---

ширина, мм

804

777

---

---

---

высота, мм

1059

980

---

---

---

Сухая масса, кг

720

920

960

940

1000

Стартовая мощность л.с./кВт

1450 /1070

1750/1285

1900 /1400

2120 /1560*

2600 /1910*

при об/мин.

2700

3250

3250

3250

3700

Давление наддува

1,42

1,46

1,55

1,37

---

Средняя скорость поршня, м/с

14,9

17,9

17,9

17,9

20,4

Расчетная высота, м

5300

5500

9000

9500

1000

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

281/207

275/202

272/200

272/200

---

Удельная мощность кг/кВт/(кг/л.с.)

0,67/0,50

0,71/0,52

0,69/0,51

0,70/0,44

0,60/0,44

Удельная мощность кВт/л(л.с./л)

30,6/41,4

37,1/50,6

40,6/54,3

44,6/60,6

51,1/69,5

* С использованием системы MW-50.

Рис.2-6. Двигатели Jumo-213 различных модификаций сохранившиеся до нашего времени в различных музеях.

Рис.7. Силовая установка в сборе (высотный двигатель Jumo-213 E-1).

Рис.8. Схематическое изображение двигателя Jumo-213.

Рис.9. Focke-Wulf Fw-190 D-9 c Jumo-213 AG.

Рис.10-13. Jumo-213 AG.

Рис.14-16. Единственный сохранившийся до наших дней истребитель Focke-Wulf Fw-190 D-13 c высотным двигателем Jumo-213 F.

Рис.17-19. Высотный истребитель Focke-Wulf Ta-152 H с двигателем Jumo-213 E1.

Рис.20,21. Двигателя Jumo-213 различных вариантов устанавливались на различных вариантах Ju-188 и Ju-388 и планировались для установки на других типах самолётов разрабатывавшихся по заказу Люфтваффе во второй половине ВМВ.

Источники:

  • Kyrill von Gersdorff • Helmut Schubert. Stefan Ebert. Flugmotoren und. Strahltriebwerke
  • Entwicklungsgeschichte der deutschen Luftfahrtantriebe von den Anfängen bis zu den internationalen Gemeinschaftsentwicklungen ;
  • Reinhard Müller: Junkers Flugtriebwerke, AVIATIC Verlag, 2006

Comment viewing options

Выберите нужный метод показа комментариев и нажмите "Сохранить установки".
Parafin's picture
Submitted by Parafin on вс, 08/09/2013 - 20:53.

Спасибо огромное, коллега!!

byakin's picture
Submitted by byakin on вс, 08/09/2013 - 16:10.

+++++++++++++++++++++++

В словосочетании «альтернативная история» многие авторы упирают на слово «альтернативная», совершенно забывая про слово «история»; МОДЕРАТОР