Авиация и космонавтика 2005 04
Шрифт:
НКАП был вынужден исследовать этот вопрос подробно. В период октябрь-ноябрь 1942 года в ЦАГИ подвергался испытаниям в аэродинамических трубах Т-101 и Т-104 серийный самолет Ла-5 №37210514 с целью изыскания мероприятий по улучшению его летных характеристик.
Выхлопные патрубки Ла-5ФН и серийный выхлопной коллектор Ла-5
В рамках этих испытаний было выявлено, что максимальные скорости Ла- 5 на 2-й границе высотности практически не дают прироста по сравнению с максимальными скоростями на 1-й границе из-за неудовлетворительной работы мотора М-82 на 2-й скорости нагнетателя.
Предположили, что падение мощности мотора М-82 на 2-й границе высотности происходит из-за сильного обогащения горючей смеси. С целью подтверждения этого факта в декабре 1942 года в аэродинамической трубе Т-104 были проведены испытания мотора М-82 №112 2-й серии, установленного на самолете Ла-5. Испытания проводились на номинальном режиме работы мотора n=2400 об/мин и Рк=950 мм рт.ст. на обеих скоростях нагнетателя при различных составах горючей смеси, характеризующихся изменением коэффициентов избытка воздуха а от 0,55 до 0,865 на 1 -й скорости и от 0,51 до 0,765 на 2-й скорости. Определялась величина потери мощности с изменением состава смеси.
Вывод ЦАГИ: сильное обогащение горючей смеси до а=0,55 при работе мотора на 2-й скорости нагнетателя (которое имеет место в полете), приводит к уменьшению мощности на 25-30%, а, следовательно, и к значительному уменьшению скорости самолета.
Аналогичные результаты были получены и в ЦИАМе.
Для исправления этого недостатка завод №33 предложил клапан взлета МВ-1, а ЦИАМ – «обогатитель взлета». Первый был очень прост по конструкции и включал экономайзер только при работе мотора на режиме взлета. Второй был более сложен и трудоемок в изготовлении, и полностью исключал экономайзер из системы карбюратора. Впрочем, различия их конструкции не повлияли на результат – испытания обоих на моторе и на самолете в полете дали неудовлетворительные результаты.
Пожалуй, единственным положительным результатом всех этих усилий стала выпущенная заводом №33 инструкция по регулировке карбюратора АК-82БП в аэродромных условиях с помощью переносного газоанализатора – штатные газоанализаторы на серийные самолеты Ла-5 не устанавливали.
Однако регулировка была делом непростым даже в заводских условиях. Подтверждением этому служит следующий факт. С 20 декабря 1942 по 20 января 1943 года заводом №19 были проверены мощности и высотность 10 моторов М-82 на высотной установке «Хинан-Фруд». Из этих моторов было 3 мотора 1 -й серии выпуска конца 1941 и начала 1942 года, 5 моторов 2-й серии и 2 мотора 3-й серии выпуска 1942 года. Данные этой проверки показали, что все моторы недодают мощности: на взлете – от 30 до 90 л.с., на земном номинале 1- й скорости – от 30 до 93 л.с., на земном номинале 2-й скорости – от 2 до 63 л.с. Также недополучены на этих моторах высота и высотная мощность: на номинале 1-й скорости – от 57 до 140 л.с., на номинале 2-й скорости – от 4 до 67 л.с., высота на 2-й скорости – от 50 до 300 м. Такая же проверка была проведена в период с 15 февраля по 15 марта 1943 года на «Хинан Фруде» еще 6-ти моторов последней серии. Результаты были аналогичные.
В связи с началом выпуска мотора М-82Ф с НВ, интерес к доводке АК-82БП постепенно угас. Возможно, история карбюраторного М-82 так бы и закончилась, если бы о нем снова не вспомнили осенью 1943 года. В октябре Сталин поставил перед НКАП и ВВС задачу увеличить дальность полета истребителей. Неудовлетворительная работа АК-82БП и здесь сыграла свою отрицательную роль. 29 октября 1943 года Главный инженер ВВС КА А.К. Репин писал А.И. Шахурину:
«Испытания самолетов Ла-5 с моторами М-82 и М-82Ф, проведенные в НИИ ВВС КА и в ЛИИ НКАП, показывают, что при хорошо отлаженном и стабильно работающем карбюраторе на этом самолете можно получить значительную экономию в расходах топлива, а следовательно, и увеличении дальности полета самолета.
В условиях эксплоатации этот резерв экономичности использовать нельзя, т.к. карбюратор АК-82БП, устанавливаемый на моторе М-82Ф, не обеспечивает стабильности расходов топлива в полете.
Кроме того, серийные карбюраторы АК-82БП имеют большую разницу в протекании расходов топлива по режимам работы мотора, доходящую до 20%. Неудовлетворительная регулировка и нестабильность работы карбюраторов АК-82БП приводят к тому, что но самолетах Ла-5 с моторами М-82 и М-82Ф получаются сильно различающиеся между собой дальности полета на одном и том же режиме.
Ток, при испытании в октябре
1942 г. в НИИ ВВС КА самолета Ла-5 Nq37210444 на наивыгоднейшем режиме на высотах Н=500-2000 м получено дальность полета 960-970 км.
При испытании в июле 1943 г. в ЛИИ НКАП самолета Ла-5 №372124 на высоте Н=1000 м на наивыгоднейшем режиме получена дальность полета 820 км.
При испытании в июле-августе 1943 г. в НИИ ВВС КА самолета Ла-5 №37212501Ф но высотах 500- 2000м на наивыгоднейшем режиме получена дальность всего лишь 580 км.
Во всех трех случаях высотный корректор закрыт. Емкость бензобаков 340 кг.
Необходимо указать, что крайне низкая дальность самолета Ла-5 №37212501Ф (580 км на наивыгоднейшем режиме) вызывалась не только повышенным расходом топлива мотора М-82Ф, но и ухудшенной аэродинамикой этого самолета.
При испытании самолета Ла-5 в ЛИИ НКАП получено, что полет самолета на одном и том же режиме, но различной продолжительности, дает различные километровые расходы топлива. Например, при полете самолета Ла-5 на режиме 0,9Vmokc. и п=2150 об/мин в течение 5 минут, километровый расход топлива равен 0,497 кг/км. При полете на том же режиме в течение 25 минут, километровый расход возрастает до 0,542 кг/км.
При испытаниях самолета Ла-5 в НИИ ВВС КА на режиме п=2400 об/мин и Рк=950 мм рт.стпри одной и той же регулировке карбюратора, но при замерах в различное время часовой расход топлива изменился от 490 л/час до 572л/час.
Приведенные факты говорят о том, что карбюратор АК-82БП до настоящего времени не доработан и не дает возможности использовать имеющиеся у самолета Ла-5 резервы дальности полета.
Для повышения экономичности работы моторов М-82Ф и увеличения дальности полета самолетов Ла-5 с этими моторами, прошу Ваших указаний заводам NqNq315 и 33 о срочной доработке карбюраторов для мотора М-82Ф, обеспечивающих стабильную работу и малую разницу в расходах топливо между различными карбюраторами». Таким образом, как оказалось, карбюратор АК-82БП снижал не только максимальные скорости и скороподъемность, но и дальность самолета Ла-5. Однако предпринимать какие-либо серьезные усилия по доводке АК-82БП накануне снятия М-82Ф с серийного производства было уже поздно. Все усилия НКАП были направлены на скорейшую постановку на поток Ла-5 с М-82ФН.
(Продолжение следует)
А.С. Башилов
Генеральный директор ОАО «НПО «Молния» и ОАО «Тушинский машиностроительный завод», академик-секретарь авиакосмической секции Российской инженерной академии, академик Российской Академии космонавтики имени К.Э. Циолковского и Академии проблем безопасности, обороны и правопорядка, лауреат премии Совета Министров СССР.
Башилов Александр Сергеевич родился 11 мая 1950 года в городе Кимры Калининской области. В 1972 году окончил Уральский политехнический институт в городе Свердловске и до 1974 года служил в армии. После окончания службы, с 1974 по 1980 год, работал на Свердловском машиностроительном заводе им. М.И.Калинина: помощником мастера, мастером, инженером-технологом, старшим мастером.