Durant la nostra transmissió en avions, es va fer una pregunta sobre els motors dièsel d’avions. El tema no és gens eteri, ja que no hi ha molt a discutir, però hi ha moments interessants que s’han continuat en els nostres dies.
Perquè, aquí està, un motor dièsel d’aviació.
En general, només dos països han assolit l’ús assenyat del gasoil a l’aviació. Alemanya i la Unió Soviètica. Déu mateix va manar el primer, ja que Diesel era alemany i tots els esdeveniments posteriors a la seva mort van romandre a Alemanya, però la URSS és un tema separat i complex.
De fet, ambdós països van començar a desenvolupar el tema del dièsel no des d’una bona vida. Hi va haver problemes amb els motors, els alemanys encara tenien escassetat de petroli, no teníem tecnologia per al seu processament normal. Les gasolines d’alt octanatge eren un somni incomplert per a l’URSS; van lluitar tota la guerra contra el combustible d’alt octanatge importat.
En realitat, els problemes essencialment diferents del pla de petroli van donar lloc a l'interès pels motors dièsel. I va ser a partir de què.
Es considerava un gran avantatge d’un motor dièsel la capacitat de treballar no amb gasolina, sinó, com dirien ara, amb combustibles alternatius. És a dir, querosè i gasoil. Sí, el querosè d’aquella època normalment es podia carregar en un motor dièsel i el motor el mastegava perfectament. Fins i tot els motors dièsel moderns poden utilitzar el querosè com a combustible d’hivern a temperatures molt baixes, només cal afegir additius que milloren el cetà.
El querosè no era tan inflamable com la gasolina d'aviació i des del 1746 no hi havia problemes amb la seva destil·lació del petroli.
L’inconvenient és la gran massa del motor dièsel en comparació amb l’equivalent a la gasolina.
El resultat va ser una situació en què va ser pecat no intentar desenvolupar motors per a avions que funcionessin amb el combustible més fàcil de conduir. Té sentit, oi? Sobretot quan hi ha novetats. Els alemanys van compartir les seves receptes d’una manera molt amable i la feina a l’URSS també va començar a bullir.
Cada país va seguir el seu camí.
A mesura que avançaven els treballs, es va fer evident que un motor dièsel no era un motor per a un avió de combat. Va sortir massa sense pressa, incapaç de respondre a la demanda d’augmentar ràpidament la facturació. Tot i això, ara encara és rellevant.
Per tant, els dissenyadors soviètics (comencem per nosaltres) van assignar immediatament un nínxol per a bombarders de llarg abast i pesats per a avions dièsel. En primer lloc, els propis avions eren grans i no tenien por de la massa del motor i, en segon lloc, l’eficiència, cosa que significa que l’abast era el factor determinant.
A diferència dels alemanys, els nostres dissenyadors tenien l’encàrrec d’eliminar la potència màxima de 1300-1500 CV dels motors dièsel, cosa que era una xifra una mica fantàstica. En aquell moment, el país no podia crear un motor de gasolina de tanta potència, però aquí un motor dièsel …
Però va ser precisament en motors d’aquesta potència el que seria capaç d’accelerar un bombarder de 13-15 tones a una velocitat acceptable de 400 km / h i proporcionar un abast de 2500-3000 km en què es van centrar els dissenyadors soviètics.
Andrei Dmitrievich Charomsky ha de ser considerat el principal operador dièsel del país.
Sota el seu lideratge, l'equip CIAM (Institut Central de Motors d'Aviació que porta el nom de PI Baranov) va desenvolupar un motor dièsel AN-1A de 900 CV, que a altituds baixes (fins a 2500 m) no era absolutament inferior als motors de gasolina. L'AN-1A es va convertir en la base per al desenvolupament posterior d'aquests motors, després d'haver superat amb èxit les proves del bombarder TB-3D.
Després, Charomsky va ser arrestat com a plaga i, sobre la base de l’AN-1A, van desenvolupar dos motors, el M-40 (es va treballar a la planta de Kirov a Leningrad sota la direcció de V. M. Yakovlev) i M-30 ("Sharaga" a la planta número 82 de Moscou sota la direcció de S. I. Zhilin i A. G. Takanaev).
El treball es va dur a terme en mode "alt secret", va arribar al punt de la bogeria: els representants militars, que eren d'un altre departament, no podien accedir als motors per controlar la qualitat dels productes. Els permisos els va emetre personalment el comissari popular de la indústria aeronàutica A. I. Shakhurin.
El desenvolupament d'ambdós models de motor es va dur a terme en la direcció de mantenir el volum de treball, el diàmetre del cilindre i la carrera del pistó en la direcció d'augmentar la potència d'enlairament i l'altitud del motor. L'altitud dels motors havia de ser proporcionada per turbocompressors de dues etapes, el TK-88 al M-40 i el TK-82 al M-30. Es van instal·lar quatre turbocompressors a cada motor.
El 1940 els motors no estaven acabats, però tampoc en feia poca necessitat. El dièsel era considerat exclusivament com un motor polític capaç de proporcionar un vol al món d'un avió rècord sota el control de M. M. Gromov. Hi havia un projecte així.
El vol no va tenir lloc, ja que no van poder aconseguir el recurs motor necessari de 100 hores per part dels dos motors. Les plantes i els dissenyadors van rebre la tasca de realitzar proves de banc a l'agost de 1940 i a la tardor d'instal·lar motors a l'avió TB-7 i DB-240 (futur Er-2) per a proves de vol.
Siguem sincers, els dièsel estan sobrevalorats. Hom té la impressió que la direcció de l’aviació soviètica esperava algun tipus de miracle dels motors, ja que el 1941 es va reunir una comissió a l’Institut de Recerca de la Força Aèria, que va determinar els requisits d’un nou avió amb els motors dièsel forçats M-40F, un càrrega de bomba de fins a 6.000 kg !!!
Segons la comissió (dirigida pel general de divisió Filin), l'avió en desenvolupament suposaria que portaria una bomba FAB-2000 al compartiment de la bomba i dues (!) A la fona externa.
És difícil dir què passava a l’ànima del dissenyador Eromolaev, però no crec que allà tot radiava de felicitat. Només quan es van instal·lar 4 motors ASh-82F (1700 CV) al Pe-8 el 1944, només aleshores el Pe-8, en casos excepcionals i en distàncies curtes, va poder agafar 6.000 kg de bombes.
I després 1941 …
A més, sense esperar a l'inici de les proves, el departament de Shakhurin (NKAP) va emetre una tasca a la planta d'avions Voronezh núm. 18 amb una ordre per a la construcció de 90 avions Er-2 amb motors dièsel M-40F el 1941 i 800 màquines a 1942.
És clar que tots aquests plans van ser destruïts per la guerra. Però és millor d'aquesta manera, perquè van ser capaços de posar els motors en estat de vol just abans de començar la guerra.
Només el 23 de juliol de 1941, el cap del LII NKAP M. M. Gromov va aprovar la llei de proves de l'avió Er-2 amb motors M-40F. En proves, l'avió amb motors dièsel va mostrar una velocitat estimada de 448 km / h a uns 480 km / h. Després de l'eliminació de nombroses deficiències, es va donar llum verd a les màquines, però la guerra va començar i va suposar el final de l'aviació dièsel.
Parlem de les famoses incursions a Berlín a l'agost de 1941. 8 avions TB-7 amb motors M-30 havien de participar en l'operació el 10 d'agost. De fet, set cotxes van participar en la incursió, ja que el vuitè es va estavellar durant l'enlairament. Dels set restants, ONE (!) Plane va tornar al seu camp d’aviació de Pushkin. La resta, per desgràcia, es van veure obligats a seure a diferents llocs precisament a causa de les falles dels motors M-30.
Bé, com és habitual amb nosaltres, totes les deficiències dels motors dièsel, als quals el lideratge de la NKAP va voler obviar els ulls al fracàs de Berlín, "de sobte" van sortir a la llum i es van convertir en un motiu suficient per a la reducció gairebé completa del dièsel programa. És cert que al principi es va decidir rebutjar el M-40F i el M-30 va ser "prohibit" una mica més tard.
Ermolaev va lluitar pel seu avió fins a l'últim. El 5 d'agost de 1941 va dirigir una carta al comissari popular de la indústria aeronàutica, Shakhurin:
"Tenint en compte la necessitat especial de la nostra defensa en bombarders de llarg abast, considerem necessari continuar la feina de la nostra planta en la creació d'avions - bombarders de llarg abast i us demanem … que doneu a l'equip del nostre planta l'oportunitat d'acabar el refinament de l'avió Er-2 2M-40F ".
No obstant això, el destí del M-40F va ser pràcticament decidit per la incorrecte incursió TB-7 a Berlín. A més, Kharkov es va perdre, però fins i tot abans de la pèrdua de la ciutat, la planta de tractors de Kharkov es va transferir a la producció de motors dièsel V-2 i tancs T-34. I a la tardor de 1941, es va fer impossible realitzar treballs a l’M-40F a Leningrad, ja que els alemanys van iniciar un bloqueig.
Si passem als documents històrics, podem veure que el conjunt complet de documentació per a motors dièsel de l’Ermolaev Design Bureau va ser transferit a Voronezh la primera meitat de 1941. No obstant això, la planta # 18 va reunir avions, no motors. Per tant, no era realista establir ràpidament la producció del M-40F a Voronezh. I el 1942 es va iniciar l’evacuació d’aquesta planta.
En general, al començament de la guerra, es produïen uns 200 avions dièsel de les dues marques a la URSS. En primer lloc, els motors es van instal·lar al TB-7 i, en segon lloc, a l’E-2. Els resultats van ser decebedors: durant les proves, només el 22% dels motors M-40 i el 10% dels motors M-30 van poder funcionar durant més de 50 hores, mentre que aproximadament cada tercer motor dièsel va fallar sense haver servit ni 10 hores.
De fet, el programa dièsel de l’avió es va reduir, el llançament Er-2 es va transferir a l’AM-35 i l’AM-37.
Però Ermolaev i Charomsky no es van rendir. Volien realment que la Força Aèria aconseguís un bombarder de llarg abast. I el 1943 van presentar a la pista l’E-2 amb motors M-30B.
La lletra "B" del nom del motor significava que la sobrealimentació es duia a terme de forma combinada: a més dels dos turbocompressors esquerrans, Charomsky subministrava el dièsel amb un sobrealimentador de transmissió prestat al motor AM-38. Això va assegurar un funcionament estable del motor a altituds de vol elevades.
El pes buit del vehicle va augmentar a 10325 kg (gairebé una tonelada i mitja més que el de l’Er-2 2 AM-37) i l’enlairament màxim (calculat) fins a 17650 kg. La composició de la tripulació no va canviar i va incloure un pilot, un navegador, un artiller i un artiller-operador de ràdio.
Les proves es van dur a terme el febrer de 1943 per l'Institut de Recerca de la Força Aèria. L'avió va ser provat per l'enginyer-tinent coronel N. K. Kokorin i els pilots coronel Alekseev i el major Lisitsin. Segons els pilots, l'avió era fàcil de volar en gairebé tots els modes. La seva velocitat màxima, en comparació amb la versió AM-37, va disminuir fins a 429 km / h, però el rang màxim de vol calculat va superar l’especificat originalment per a l’Er-2 i va assolir els fantàstics 5500 km.
El bombarder es va tornar més tenaç, perquè el querosè es va encendre a l'aire fred de manera extremadament reticent. La massa total de l'armadura va arribar als 180 kg, mentre que el pilot va rebre una esquena blindada de 15 mm. La torreta superior estava equipada amb un accionament elèctric, que facilitava el treball del tirador. Ara es feia un gir de 360 ° en només 6 segons.
En una carta dirigida al cap de l'Institut de Recerca de la Força Aèria, el tinent general PA Loskutov, de l'1 de juny de 1943, Ermolaev va indicar que la nova versió del seu bombarder era el doble de gran que l'Il-4 pel que fa al nombre de bombes lliurades fins a l'objectiu. A més, Er-2 tenia un avantatge sobre l'avió d'Ilyushin en velocitat de vol, tant a terra com a altitud. En particular, amb un abast de 3.000 km, l'IL-4 podria transportar 1.000 kg de bombes i l'Er-2 2M-30B podria transportar 2.000 kg.
Tanmateix, també hi havia desavantatges. Baixa velocitat de pujada, llarga distància d’enlairament, incapacitat per volar sense pèrdua d’altitud en un motor. El cotxe va resultar amb sobrepès, la potència del motor no va ser suficient.
Tanmateix, també hi va haver aquesta observació:
“El manteniment dels motors M-ZOB per part del personal de terra a l’hivern i l’estiu és més fàcil que el manteniment de motors de gasolina a causa de l’absència d’un sistema d’encesa i carburadors en presència d’equips d’injecció que funcionen de manera fiable. Els equips de combustible (bomba de combustible TN-12 i injectors TF-1) instal·lats al M-ZOB funcionaven de manera fiable i no tenien defectes durant tot el període de proves.
En general, cal admetre que no podrien fabricar un motor dièsel d'aviació que funcionés normalment a la URSS. L'Er-2 mai va ocupar un lloc a les files dels avions de combat, ja que diverses dotzenes equipades amb M-30 Er-2 no van fer tantes sortides durant la guerra.
No es pot dir que tota la feina fos en va, ja que el motor M400 (M-50F-3) amb una potència de 800 CV es va convertir en el seguidor del M-30. amb. i M-401 (turboalimentat) amb una capacitat de 1000 litres. amb. Aquests motors es van traslladar del cel a l'aigua i es van instal·lar en vaixells d'alta velocitat "Zarya", "Raketa", "Voskhod" i "Meteor".
El motor dièsel dels bombarders soviètics, per desgràcia, no va jugar cap paper significatiu.
Ara anem a veure què tenien els alemanys.
I els alemanys tenien Junkers. Professor Hugo Junkers.
Després del final de la Primera Guerra Mundial, Junkers va passar a treballar en avions de transport i passatgers. Amb l'expansió de la producció a Junkers el 1923, es va fundar Junkers Motrenbau GmbH, on es va iniciar la creació i producció de motors d'avions, inclosos els motors dièsel.
Junkers fa 20 anys que treballa a l'avió dièsel i ha aconseguit els millors resultats amb el motor Jumo.205.
Però el primer avió dièsel real va ser el Jumo 204, un motor dièsel de dotze cilindres de 740 CV. Aquest motor dièsel es va instal·lar en avions Junkers G24 i va funcionar amb èxit fins al 1929.
El dièsel Jumo 204 va demostrar ser un motor d’èxit que també es va utilitzar en altres avions. La llista consta de models molt famosos: Junkers F.24kay, Junkers Ju.52, Junkers Ju.86, Junkers G.38, Blohm & Voss BV.138.
Però el millor motor d'avió dièsel es pot considerar el Jumo.205, el desenvolupament del qual va començar el 1932. Va ser un dels pocs motors d'avió dièsel amb èxit al món. Jumo.205 es va convertir en la base per a la creació de tota una família de motors dièsel.
El motor es va mostrar excel·lentment sota càrrega constant, però va reaccionar a un fort augment o disminució de la velocitat, com els motors soviètics, amb una caiguda de potència o fins i tot es podria aturar. A més, el Jumo.205 no es podia anomenar motor a gran altitud: més de 5.000 metres, la potència del motor va baixar dràsticament entre un 20-22% i encara més.
El motor es va utilitzar en els següents models d’avions: Blohm & Voss BV.138, Blohm & Voss Ha.139, Blohm & Voss BV.222, Dornier Do.18, Dornier Do.26, Junkers Ju.86.
De fet, els dièsel Junkers es van instal·lar en aquells avions que tenien garantida la possibilitat de trobar-se amb combatents enemics. Patrulla de vaixells voladors oceànics i marítims, exploradors, etc. És a dir, avions que no requereixen maniobres vigoroses, però que requereixen el màxim abast de vol.
Tot i això, malgrat l’excel·lent economia i, en conseqüència, la seva excel·lent autonomia, els dièsel Jumo.205 no van complir les expectatives. Funcionaven bé sota càrrega constant i prolongada, però no toleraven el canvi de velocitat, que era necessari per a les maniobres de combat. Aquest dèficit no s’ha superat del tot.
A més, els motors Jumo.205 requereixen un manteniment extremadament qualificat per part de personal especialment entrenat. I si la Luftwaffe encara podria resoldre això, els intents de "aterrar" la Jumo.205 i fer que el motor fos un motor de tanc va fallar completament. Precisament perquè el motor era innecessari en termes de manteniment.
Tot i una llista decent d’avions, diverses dotzenes del total estaven equipades amb motors dièsel. I tot i que al final l’interès de la Luftwaffe pels motors dièsel es va esvair, Junkers va continuar treballant per millorar el motor dièsel de l’avió Jumo.205 i el 1939 va llançar una versió a gran altitud: Jumo.207 amb dos sobrealimentadors centrífugs: el primer amb un accionament d’escapament, el segon amb accionament mecànic i amb un refredador intercalat.
El màxim desenvolupament dels motors dièsel d’avions Junkers va ser una cosa realment monstruosa anomenada Jumo.224. Aquest motor era, de fet, un rombe de quatre motors Jumo.207. Motor dièsel de 24 cilindres, 48 pistons i dos temps refrigerat per líquid amb moviment de pistó oposat.
Aquest malson pesava 2.600 kg i, segons els càlculs, hauria d’haver produït 4.400 CV. en enlairament i 3.500 CV. a una altitud de 15 km. El motor no es va muntar ni tan sols per fer proves, no van tenir temps. Les fotos que ens han arribat són prototips.
Això, si puc dir-ho, el disseny va estar molt interessat en els nostres enginyers després del final de la guerra. Es van dur a terme estudis i proves, però Jumo.224 és objecte d’un article separat, però aquí només diré que es va presentar un memoràndum al viceministre de la indústria aeronàutica, major general IAS MM Lukin, en el qual, després de descriure del motor i analitzant les possibilitats, es van fer les conclusions següents:
Els enginyers soviètics coneixien els precursors de Jumo.224, ja que Jumo.4 i Jumo.205 es van comprar i estudiar a la dècada dels 30 a l’URSS, de manera que els nostres especialistes van comprendre perfectament i avaluar sobrament els seus punts forts en la producció d’aquests motors.
Va passar que el gasoil encara va migrar del cel a la terra. Però la raó d’això va ser el progrés tècnic elemental, que va donar lloc a motors turboreactors, que finalment van substituir tant els motors de gasolina com els dièsel.
Dos països han estat capaços de fabricar motors dièsel d’avions, cadascun dels quals té alguna cosa per sentir-se orgullós. El dièsel era un motor interessant per a avions de llarg abast, bé podia transportar avions de transport i de passatgers. Potser aquest va ser l’error inicial: instal·lar motors dièsel en avions de combat, però no hi podeu fer res.
No es pot dir que hem aconseguit el mateix èxit que els alemanys. Els dissenyadors dels dos països van seguir rutes diferents, els enginyers alemanys, potser, van aconseguir un gran èxit, però: Diesel els va deixar tot. Els nostres enginyers van seguir el seu propi camí i Charomsky i els seus estudiants ho van superar més que dignament.
