Durante nuestra transmisión sobre aviones, se hizo una pregunta sobre los motores diésel de los aviones. El tema no es para nada etéreo, ya que no hay mucho de qué discutir, pero hay momentos interesantes que se han continuado en nuestros días.
Porque … aquí está, un motor diésel de aviación.
En general, solo dos países han alcanzado el uso sensato del diésel en la aviación. Alemania y la Unión Soviética. Dios mismo ordenó el primero, ya que Diesel era alemán y todos los desarrollos después de su muerte permanecieron en Alemania, pero la URSS es un tema separado y complejo.
De hecho, ambos países comenzaron a desarrollar el tema del diesel no desde una buena vida. Hubo problemas con los motores, los alemanes todavía tenían escasez de petróleo, no teníamos tecnología para su procesamiento normal. Las gasolinas de alto octanaje fueron un sueño incumplido para la URSS; libraron toda la guerra con combustible importado de alto octanaje.
En realidad, los problemas esencialmente diferentes del plan petrolero dieron lugar a interés en los motores diésel. Y fue de qué.
Se consideró una gran ventaja de un motor diesel la capacidad de trabajar no con gasolina, sino, como dirían ahora, con combustibles alternativos. Es decir, queroseno y combustible diesel. Sí, el queroseno de esa época normalmente se podía cargar en un motor diesel, y el motor lo masticaba perfectamente. Incluso los motores diesel modernos pueden usar queroseno como combustible de invierno a temperaturas muy bajas, solo es necesario agregar aditivos que mejoran el cetano.
El queroseno no era tan inflamable como la gasolina de aviación y no había habido problemas con su destilación del petróleo desde 1746.
La desventaja es la gran masa del motor diesel en comparación con la contraparte de gasolina.
El resultado fue una situación en la que fue un pecado no intentar desarrollar motores para aviones que funcionen con el combustible que es más fácil de expulsar. Tiene sentido, ¿no? Especialmente cuando hay novedades. Los alemanes compartieron sus recetas de una manera muy amigable, y el trabajo en la URSS también comenzó a hervir.
Cada país siguió su propio camino.
A medida que avanzaba el trabajo, quedó claro que un motor diesel no era un motor para un avión de combate. Salió con demasiada calma, incapaz de responder a la demanda de aumentar rápidamente la facturación. Sin embargo, esto sigue siendo relevante ahora.
Por lo tanto, los diseñadores soviéticos (comencemos con nosotros) asignaron inmediatamente un nicho para bombarderos pesados y de largo alcance para aviones diésel. En primer lugar, los aviones en sí eran grandes y no temían la masa del motor y, en segundo lugar, la eficiencia, lo que significa que la autonomía era el factor determinante.
A diferencia de los alemanes, a nuestros diseñadores se les asignó la tarea de eliminar la potencia máxima posible de 1300-1500 CV de los motores diésel, lo que era una cifra algo fantástica. En ese momento, el país no podía crear un motor de gasolina de tal potencia, pero aquí un motor diesel …
Pero eran precisamente motores de esta potencia los que podrían acelerar un bombardero de 13-15 toneladas a una velocidad aceptable de 400 km / hy proporcionar un alcance de 2500-3000 km en el que se centraron los diseñadores soviéticos.
Andrei Dmitrievich Charomsky debe considerarse el principal operador de diesel del país.
Bajo su liderazgo, el equipo CIAM (Instituto Central de Motores de Aviación que lleva el nombre de PI Baranov) desarrolló un motor diesel AN-1A de 900 hp, que en altitudes bajas (hasta 2500 m) no era absolutamente inferior a los motores de gasolina. El AN-1A se convirtió en la base para un mayor desarrollo de estos motores, después de haber superado con éxito las pruebas del bombardero TB-3D.
Luego Charomsky fue arrestado como una plaga, y sobre la base del AN-1A desarrollaron dos motores, el M-40 (el trabajo se llevó a cabo en la planta de Kirov en Leningrado bajo el liderazgo de V. M. Yakovlev) y M-30 ("Sharaga" en la planta número 82 en Moscú bajo el liderazgo de S. I. Zhilin y A. G. Takanaev).
El trabajo se llevó a cabo en la modalidad de "alto secreto", llegó al punto de la locura: los representantes militares, al ser de otro departamento, no pudieron acceder a los motores para controlar la calidad de los productos. Los permisos fueron emitidos personalmente por el Comisario Popular de la Industria de la Aviación A. I. Shakhurin.
El desarrollo de ambos modelos de motor se llevó a cabo en la dirección de mantener el volumen de trabajo, el diámetro interior del cilindro y la carrera del pistón en la dirección de aumentar la potencia de despegue y la altitud del motor. La altitud de los motores debía ser proporcionada por turbocompresores de dos etapas, TK-88 en M-40 y TK-82 en M-30. Se instalaron cuatro turbocompresores en cada motor.
Para 1940, los motores no estaban terminados, pero tampoco había poca necesidad de ellos. El diesel se veía exclusivamente como un motor político capaz de proporcionar un vuelo alrededor del mundo de un avión récord bajo el control de M. M. Gromov. Había tal proyecto.
El vuelo no se llevó a cabo, ya que no pudieron alcanzar el recurso motor requerido de 100 horas de ambos motores. Las plantas y los diseñadores recibieron la tarea de realizar pruebas en banco en agosto de 1940, y en otoño de instalar motores en los aviones TB-7 y DB-240 (futuro Er-2) para pruebas de vuelo.
Seamos honestos, los motores diesel están sobreestimados. Uno tiene la impresión de que el liderazgo de la aviación soviética esperaba algún tipo de milagro de los motores, ya que en 1941 se reunió una comisión en el Instituto de Investigación de la Fuerza Aérea, que determinó los requisitos para un nuevo avión bajo los motores diesel M-40F forzados, un carga de bomba de hasta 6.000 kg !!!
Se suponía que el avión en desarrollo, según la comisión (dirigida por el mayor general Filin), llevaría una bomba FAB-2000 en el compartimiento de bombas y dos (!) ¡En la eslinga externa!
Es difícil decir qué estaba pasando en el alma del diseñador Eromolaev, pero no creo que todo estuviera radiante de felicidad. Porque solo cuando se instalaron 4 motores ASh-82F (1700 hp) en el Pe-8 en 1944, solo entonces el Pe-8, en casos excepcionales y en distancias cortas, pudo llevar 6,000 kg de bombas.
Y luego 1941 …
Además, sin esperar el inicio de las pruebas, el departamento de Shakhurin (NKAP) emitió una tarea a la planta de aviones N ° 18 de Voronezh con una orden para la construcción de 90 aviones Er-2 con motores diésel M-40F en 1941 y 800 máquinas en 1942.
Está claro que todos estos planes fueron destruidos por la guerra. Pero es mejor así, porque pudieron poner los motores en condiciones de vuelo justo antes del comienzo de la guerra.
Solo el 23 de julio de 1941, el jefe de la LII NKAP M. M. Gromov aprobó la ley para probar el avión Er-2 con motores M-40F. En las pruebas, la aeronave con motores diesel mostró una velocidad de 448 km / h a una velocidad estimada de 480 km / h. Después de la eliminación de numerosas deficiencias, las máquinas recibieron luz verde, pero comenzó la guerra, trayendo consigo el fin de la aviación diesel.
Estamos hablando de las famosas incursiones a Berlín en agosto de 1941. 8 aviones TB-7 con motores M-30 iban a participar en la operación el 10 de agosto. De hecho, siete coches participaron en la redada, ya que el octavo se estrelló durante el despegue. De los siete restantes, UN (!) Avión regresó a su aeródromo en Pushkin. El resto, por desgracia, se vio obligado a sentarse en diferentes lugares precisamente debido a las fallas de los motores M-30.
Bueno, como es habitual con nosotros, todas las deficiencias de los motores diesel, a los que la dirección del NKAP voluntariamente hizo la vista gorda ante el fiasco de Berlín, "de repente" salieron a la luz y se convirtieron en una razón suficiente para la reducción casi completa del diesel. programa. Es cierto que al principio se decidió rechazar el M-40F, y el M-30 fue "prohibido" un poco más tarde.
Ermolaev luchó por su avión hasta el final. El 5 de agosto de 1941, dirigió una carta al Comisario del Pueblo de la industria de la aviación, Shakhurin:
“Teniendo en cuenta la especial necesidad de nuestra defensa en bombarderos de largo alcance, consideramos necesario continuar el trabajo de nuestra planta en la creación de aviones - bombarderos de largo alcance y les pedimos … que den al equipo de nuestro plantar la oportunidad de terminar el refinamiento de la aeronave Er-2 2M-40F.
Sin embargo, el destino del M-40F fue prácticamente decidido por la incursión fallida del TB-7 en Berlín. Además, Kharkov se perdió, pero incluso antes de la pérdida de la ciudad, la planta de tractores de Kharkov se transfirió a la producción de motores diesel V-2 y tanques T-34. Y en el otoño de 1941, se hizo imposible realizar trabajos en el M-40F en Leningrado, ya que los alemanes iniciaron un bloqueo.
Si nos dirigimos a los documentos históricos, podemos ver que el conjunto completo de documentación para motores diesel de la Oficina de Diseño de Ermolaev se transfirió a Voronezh en la primera mitad de 1941. Sin embargo, la Planta # 18 ensambló aviones, no motores. Por lo tanto, no era realista establecer rápidamente la producción del M-40F en Voronezh. Y en 1942 comenzó la evacuación de esta planta.
En general, al comienzo de la guerra, se producían en la URSS alrededor de 200 aviones diesel de ambas marcas. En primer lugar, los motores se instalaron en el TB-7 y, en segundo lugar, en el Er-2. Los resultados fueron decepcionantes: durante las pruebas, solo el 22% de los motores M-40 y el 10% de los motores M-30 pudieron funcionar durante más de 50 horas, mientras que aproximadamente uno de cada tres motores diésel falló sin haber cumplido ni siquiera 10 horas..
De hecho, el programa diésel de la aeronave se redujo, el Er-2 liberado se transfirió al AM-35 y al AM-37.
Pero Ermolaev y Charomsky no se rindieron. Realmente querían que la Fuerza Aérea consiguiera un bombardero de largo alcance. Y en 1943, presentaron el Er-2 con motores M-30B a la corte.
La letra "B" en el nombre del motor significaba que la sobrealimentación se llevó a cabo de forma combinada: además de los dos turbocompresores izquierdos, Charomsky suministró al diésel un sobrealimentador de propulsión prestado del motor AM-38. Esto aseguró un funcionamiento estable del motor a grandes altitudes de vuelo.
El peso vacío del vehículo aumentó a 10325 kg (que es casi una tonelada y media más que el Er-2 2 AM-37), y el despegue máximo (calculado) - hasta 17650 kg. La composición de la tripulación no cambió e incluyó un piloto, un navegante, un artillero y un artillero-operador de radio.
Las pruebas se llevaron a cabo en febrero de 1943 por el Instituto de Investigación de la Fuerza Aérea. El avión fue probado por el teniente coronel N. K. Kokorin y los pilotos coronel Alekseev y el mayor Lisitsin. Según los pilotos, el avión era fácil de volar en casi todos los modos. Su velocidad máxima, en comparación con la versión AM-37, disminuyó a 429 km / h, pero el rango máximo de vuelo calculado superó el originalmente especificado para Er-2 y alcanzó unos fantásticos 5500 km.
El bombardero se volvió más tenaz, porque el queroseno se encendió en el aire frío con extrema desgana. La masa total de la armadura alcanzó los 180 kg, mientras que el piloto recibió una espalda blindada de 15 mm. La torreta superior estaba equipada con un motor eléctrico, lo que facilitó el trabajo del tirador. Ahora se realizó un giro de 360 ° en solo 6 segundos.
En una carta dirigida al jefe del Instituto de Investigación de la Fuerza Aérea, el teniente general PA Loskutov, con fecha del 1 de junio de 1943, Ermolaev indicó que la nueva versión de su bombardero era dos veces más grande que el Il-4 en términos de la cantidad de bombas lanzadas. al objetivo. Además, Er-2 tenía una ventaja sobre el avión de Ilyushin en velocidad de vuelo, tanto en tierra como en altitud. En particular, con un alcance de vuelo de 3.000 km, el IL-4 podría transportar 1.000 kg de bombas y el Er-2 2M-30B podría transportar 2.000 kg.
Sin embargo, también hubo desventajas. Velocidad de ascenso baja, distancia de despegue larga, incapacidad para volar sin pérdida de altitud en un motor. El automóvil resultó tener sobrepeso, la potencia del motor nuevamente no fue suficiente.
Sin embargo, también hubo un comentario de este tipo:
“El mantenimiento de los motores M-ZOB por parte del personal de tierra en invierno y verano es más fácil que el mantenimiento de los motores de gasolina debido a la ausencia de un sistema de encendido y carburadores en presencia de un equipo de inyección que funcione de manera confiable. El equipo de combustible (bomba de combustible TN-12 e inyectores TF-1) instalados en la M-ZOB funcionó de manera confiable y no tuvo defectos durante todo el período de prueba.
En general, debe admitirse que no podrían fabricar un motor diésel de aviación que funcione normalmente en la URSS. El Er-2 nunca ocupó un lugar en las filas de los aviones de combate, ya que varias docenas de aviones equipados con M-30 Er-2 no hicieron tantas salidas durante la guerra.
No se puede decir que todo el trabajo fue en vano, ya que el motor M400 (M-50F-3) con una capacidad de 800 CV se convirtió en el seguidor del M-30. con. y M-401 (turboalimentado) con una capacidad de 1000 litros. con. Estos motores se movieron del cielo al agua y se instalaron en los barcos de alta velocidad "Zarya", "Raketa", "Voskhod" y "Meteor".
El motor diesel de los bombarderos soviéticos, por desgracia, no jugó ningún papel significativo.
Ahora veamos qué tenían los alemanes.
Y los alemanes tenían Junkers. Profesor Hugo Junkers.
Después del final de la Primera Guerra Mundial, Junkers pasó a trabajar en transporte y aviones de pasajeros. Con la expansión de la producción en Junkers en 1923, se estableció Junkers Motrenbau GmbH, donde se inició el trabajo en la creación y producción de motores de avión, incluidos los motores diésel.
Junkers lleva 20 años trabajando en el diésel para aviones y ha obtenido los mejores resultados con el motor Jumo.205.
Pero el primer avión diésel real fue el Jumo 204, un motor diésel de doce cilindros y 740 CV. Este motor diesel se instaló en aviones Junkers G24 y se operó con éxito hasta 1929.
El diesel Jumo 204 demostró ser un motor exitoso que también se usó en otros aviones. La lista se compone de modelos muy famosos: Junkers F.24kay, Junkers Ju.52, Junkers Ju.86, Junkers G.38, Blohm & Voss BV.138.
Pero el mejor motor de avión diésel realmente puede considerarse el Jumo.205, cuyo desarrollo comenzó en 1932. Fue uno de los pocos motores de avión diésel exitosos del mundo. Jumo.205 se convirtió en la base para la creación de toda una familia de motores diésel.
El motor se mostraba excelentemente bajo carga constante, sin embargo, reaccionaba a un fuerte aumento o disminución de velocidad, como los motores soviéticos, con una caída de potencia o incluso podía detenerse. Además, el Jumo.205 no podría llamarse un motor de gran altitud: a más de 5000 metros, la potencia del motor se redujo drásticamente en un 20-22% e incluso más.
El motor se utilizó en los siguientes modelos de aviones: Blohm & Voss BV.138, Blohm & Voss Ha.139, Blohm & Voss BV.222, Dornier Do.18, Dornier Do.26, Junkers Ju.86.
De hecho, los motores diesel Junkers se instalaron en aquellos aviones que estaban garantizados contra encuentros con cazas enemigos. Patrullar hidroaviones marinos y oceánicos, exploradores, etc. Es decir, aeronaves que no requerían maniobras vigorosas, pero requerían el rango de vuelo máximo.
Sin embargo, a pesar de la excelente economía y, en consecuencia, la excelente autonomía, los motores diesel Jumo.205 no estuvieron a la altura de las expectativas. Trabajaron bien bajo carga constante y prolongada, pero no toleraron el cambio de velocidad, que se requería para las maniobras de combate. Esta deficiencia no se ha superado por completo.
Además, los motores Jumo.205 requerían un mantenimiento extremadamente calificado por parte de personal especialmente capacitado. Y si la Luftwaffe aún podía resolver esto, entonces los intentos de "aterrizar" el Jumo.205 y hacer que el motor fuera un motor tanque fallaron por completo. Precisamente porque el motor era innecesariamente exigente en términos de mantenimiento.
A pesar de una lista decente de aviones, varias docenas del total estaban equipados con motores diesel. Y aunque al final el interés de la Luftwaffe en los motores diésel se desvaneció, Junkers continuó trabajando para mejorar el motor diésel de la aeronave Jumo.205 y en 1939 lanzó una versión para gran altitud: Jumo.207 con dos sobrealimentadores centrífugos: el primero con un accionamiento de escape, el segundo con accionamiento mecánico y con intercooler.
El pico del desarrollo de los motores diésel de aviones Junkers fue una cosa verdaderamente monstruosa llamada Jumo.224. Este motor era, de hecho, un rombo de cuatro motores Jumo.207. Motor diesel de 24 cilindros, 48 pistones, dos tiempos, refrigerado por líquido con movimiento de pistón opuesto.
Esta pesadilla pesaba 2.600 kg y, según los cálculos, debería haber producido 4.400 CV. en el despegue y 3.500 CV. a una altitud de 15 km. El motor no se montó ni siquiera para probarlo, no tuvieron tiempo. Las fotos que nos han llegado son prototipos.
Esto, si se me permite decirlo, el diseño estuvo muy interesado en nuestros ingenieros después del final de la guerra. Se realizaron estudios y pruebas, pero Jumo.224 es el tema de un artículo separado, pero aquí solo diré que se presentó un memorando al Viceministro de la Industria de la Aviación, General de División IAS MM Lukin, en el cual, después de describir motor y analizando las posibilidades, se extrajeron las siguientes conclusiones:
Los ingenieros soviéticos estaban familiarizados con los precursores de Jumo.224, ya que Jumo.4 y Jumo.205 se compraron y estudiaron en los años 30 en la URSS, por lo que nuestros especialistas entendieron perfectamente y evaluaron sobriamente sus fortalezas en la producción de tales motores.
Dio la casualidad de que el diésel todavía migraba del cielo a la tierra. Pero la razón de esto fue el progreso técnico elemental, que dio lugar a los motores turborreactores, que finalmente reemplazaron tanto a los motores de gasolina como a los diésel.
Dos países han podido fabricar motores diésel para aviones, cada uno de los cuales tiene algo de lo que enorgullecerse. El diesel era un motor interesante para aviones de largo alcance, bien podría transportar aviones de transporte y pasajeros. Quizás este fue el error inicial: instalar motores diesel en aviones de combate, pero no hay nada que pueda hacer al respecto.
No se puede decir que hayamos logrado el mismo éxito que los alemanes. Los diseñadores de los dos países siguieron caminos diferentes, los ingenieros alemanes, quizás, lograron un gran éxito, pero: Diesel les dejó todo. Nuestros ingenieros siguieron su propio camino, y Charomsky y sus estudiantes lo aprobaron más que dignamente.
