П.Д.Дузь "История воздухоплавания и авиации в России"
ДВИГАТЕЛИ ЖИДКОСНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
Несмотря на большую популярность, двигатели воздушного охлаждения вынуждены были уступить свое первенство более мощным двигателям водяного охлаждения. Этот процесс сопровождался ожесточенной конкурентной борьбой между фирмами. Конструкторам ротативных двигателей удалось довести их мощность до 110-150 л. с. Дальнейшее увеличение размеров и числа цилиндров вместе с повышением числа их оборотов стало опасным из-за возникновения центробежных сил. Возросли вентиляционные потери. С увеличением числа цилиндров возникли серьезные трудности с подачей в них топлива. Все это положило предел развитию ротативных двигателей, заставило искать новые конструктивные формы. Английские инженеры попытались применить для ротативных Двигателей алюминиевые цилиндры и создали в конце войны биро-тативные двигатели мощностью 200-220 л. с. Однако и это не 59 могло спасти ротативный двигатель, он уступил свое место двигателям жидкостного охлаждения.
Новые двигатели потребовали специальных приборов контроля и управления. Управление винтомоторной группой усложнилось. Помимо сектора газа, в кабине летчика теперь устанавливались счетчик оборотов (тахометр), манометры и термометры для замера давления и температуры смазочного масла, рукоятка запорного крана бензинопроводной системы, выключатель зажигания. Возникла необходимость регулировать водяное охлаждение. Были введены и другие приборы - высотные корректоры, бензиномеры, сектор изменения момента зажигания. В условиях воздушного боя все эти приборы требовали от летчика большого внимания. Но без них летать уже стало невозможно.
Основное требование к двигателям - это повышение мощности, а скорость полета возрастает пропорционально кубическому корню из отношения мощностей. Так, "Гном" мощностью 80 л. с. обеспечивал самолету скорость 100 км/ч. Для того чтобы скорость возросла до 200 км/ч, пришлось бы, не меняя конструкции самолета, увеличить мощность двигателя в 8 раз - довести ее до 640 л. с. Развитие самолетостроения пошло одновременно по двум линиям - увеличения мощности двигателей и улучшения аэродинамики самолета. При мощности двигателей 200-300 л. с. скорость самолета увеличивается более чем на 200 км/ч.
Во время войны появились новые, более мощные авиадвигатели. Союзные России страны, в первую очередь Франция и Англия, опираясь на свои автомобильные и машиностроительные заводы, быстро перешли к крупносерийному производству двигателей. Уже в 1915-1916 гг. выпуск двигателей "Сальмсон" одного типа достигал 1200 экземпляров сериями не менее чем по 300 штук. В этих условиях стало возможным применять методы научной организации производства, вести серьезные научно-исследовательские работы. Новая технология, применение сложных приспособлений и богатого калибрового хозяйства позволили повысить качество двигателей, способствовали их быстрому совершенствованию. Двигатели улучшились конструктивно.
Французские и английские конструкторы, взяв за основу немецкий 6-цилиндровый двигатель "Мерседес" и, значительно усовершенствовав его, создали V-образный 12-цилиндровый двигатель, гораздо более мощный, надежный и легкий, чем немецкий образец.
В конце 1915 г. французская фирма "Рено" приступила к освоению V-образного 12-цилиндрового двигателя "Рено" мощностью 220 л. с., массой 375-398 кг (без радиатора и воды). По отзыву русского военного представителя в Париже Ф. Р. Терещенко, присутствовавшего при испытании двигателя, он являлся почти точной копией "Мерседеса": "Как бы два двигателя "Мерседес" на одном картере". Это "хороший, верный и ровно идущий мотор, но, к сожалению, производство его трудно и он слишком много 60 требует бензина" 1 (за один час работы двигатель расходовал 81 л бензина и 4 л масла). Впоследствии фирме удалось усовершенствовать этот двигатель, и он был принят к производству в России, главным образом для самолетов типа "Илья Муромец".
В начале 1916 г. в Англии приступили к постройке вначале 8-, а затем 12-цилиндрового двигателя "Санбим" мощностью 200- 250 л. с. с числом оборотов 2100 об/мин. Он требовал бензина 70 л/ч, масла - 5 л/ч. Однако этот двигатель нуждался в серьезном улучшении. Между тем русский военный представитель в Лондоне, доверившись информации фирмы, писал в Петроград, что это "хороший мотор". На основании этого рапорта русское правительство закупило в Англии недоведенные двигатели типа "Санбим" для "Муромцев".
В ходе войны были созданы довольно совершенные двигатели водяного охлаждения. В 1944 г. английский конструктор Фидден в докладе по случаю юбилея полета братьев Райт привел интересную таблицу, характеризующую достижения в развитии авиационных двигателей в период первой мировой войны. 2
Из табл. 2 видно, что большинство фирм строили авиадвигатели жидкостного охлаждения. Фирмы "Рено", "Лорен-Дитрих", "Паккард", "Холл-Скотт", "Форд" обратились к производству рядных V-образных двигателей жидкостного охлаждения. Заслуживают внимания типы авиадвигателей, оказавших влияние на русское двигателестроение. Французам, братьям Биркихтам, удалось сконструировать двигатель с литым алюминиевым блоком, в который ввертывались на резьбе стальные гильзы. Новому двигателю, получившему название "Испано-Сюиза", были присущи компактность, жесткость, небольшая масса. Номинальное число оборотов- около 2000 в мин. За час он расходовал 47 л бензина и 4 л масла. Русский военный агент в Париже доносил в декабре 1915 г. в ГВТУ, что это отличный мотор. Восьмицилиндровые двигатели "Испано-Сюиза" считались у союзников лучшими для истребителей. Они стояли и на одноместных "Спадах", строившихся заводом "Дукс". Англичане на его базе создали двигатель полублочной конструкции "Сидли-Пума", получивший широкое признание. Большой популярностью среди русских летчиков пользовался 6-цилиндровый двигатель водяного охлаждения этого типа, развивавший мощность 240 л. с.
Английские инженеры сконструировали еще несколько хороших двигателей жидкостного охлаждения, среди которых выделялся 12-цилиндровый V-образный двигатель водяного охлаждения "Фалькон" блочной конструкции фирмы "Роллс-Ройс" мощностью 220 л. с. Удачным получился 12-цилиндровый V-образный Двигатель водяного охлаждения "Игл" той же фирмы. К концу войны его мощность была доведена до 360 л. с. при удельной массе 1,17 кг/л. с. Двигатель имел отдельные цилиндры с приварной стальной рубашкой. На нем устанавливались двойной карбюратор и четыре магнето. Небольшое количество двигателей этого типа было закуплено в 1917 г. в Англии и доставлено в Россию. Их предполагали использовать для летающих лодок Д. П. Григоровича.
США, вступившие в войну только в 1917 г., быстро создали самый мощный по тому времени 12-цилиндровый V-образный двигатель водяного охлаждения "Либерти". Цилиндры были расположены под углом 45° и имели размеры 127 Х 178 мм. Мощность двигателя 400 л. с. при 1700 об/мин. Расход топлива 225 г/(л. с.-ч), масса 375 кг или 0,97 кг/л. с. Английские самолеты "Де-Хеви-ланд" с двигателем "Либерти" развивали скорость свыше 200 км/ч.
За время войны мощность германских двигателей жидкостного охлаждения возросла до 250-300 л. с., однако догнать США, в этой области немцам не удалось. Это было одной из главных причин, предопределивших господство союзников в воздухе.
В первые годы войны в производстве находились двигатели, спроектированные и доведенные еще до войны. В последующие годы, когда достижения научно-исследовательских лабораторий были реализованы, а фронт непрерывно требовал все более совершенных самолетов, в конструкцию авиадвигателей было внесено много нового.
Сохранение мощности двигателя на значительной высоте полета - задача, которую должны были решить конструкторы. Некоторые пытались решить ее, увеличивая рабочий объем двигателя. В таких двигателях дроссельная заслонка имела ограничитель, не допускавший работы на полных оборотах в наземных условиях. Поднявшись на определенную высоту, летчик отводил ограничитель, что позволяло двигателю работать на полную мощность.
Другой путь, оказавшийся более эффективным, вел к искусственному повышению давления на всасывании, т. е. к применению нагнетателей. На двигателях "Испано-Сгоиза", "Либерти" был установлен турбокомпрессор, улучшавший их высотные качества. Появились двигатели с повышенной степенью сжатия (7, 5). Английские двигатели "Роллс-Ройс" имели уже редукторы для уменьшения числа оборотов винта. Чугунные поршни повсеместно уступили место литым более легким поршням из алюминиевом едноникелевого сплава, что позволило увеличить число оборотов. Алюминиевые головки цилиндров, алюминиевые поршни, обладая лучшей теплопроводностью, улучшали охлаждение. Все эти усовершенствования повысили экономичность и мощность двигателей воздушного охлаждения.
В ходе первой мировой войны наметились многие технические идеи, которые были реализованы позднее: винт изменяемого шага, нагнетатель, стандартизованная быстросъемная силовая установка, непосредственный впрыск горючего в цилиндры двигателя, высокотемпературное жидкостное охлаждение. Были выработаны основные типы мощного авиационного двигателя - 9-цилиндро-вый звездообразный воздушного охлаждения и 12-цилиндровый V-образный водяного охлаждения. В ходе войны двигатели с водяным охлаждением стали основными для союзной авиации.
Бурно шел процесс возрастания мощности двигателей. Она увеличилась в два-три раза. Об этем свидетельствует табл. 3.
На базе новых авиадвигателей конструкторы самолетов поставили на вооружение целый ряд быстроходных машин.
HTTP://ATTEND.TO/COMMI
