История воздухоплавания и авиации в России (июль 1914 г. - октябрь 1917 г.)
Шрифт:
Война потребовала резкого увеличения выпуска самолетов, а следовательно, и двигателей к ним. Надежды на заграничные поставки не оправдались, пришлось спешно налаживать собственное производство авиадвигателей, главным образом иностранных образцов.
Военно-воздушный флот и авиаконструкторы с самого начала войны предъявили промышленности жесткие требования на мощные и надежные двигатели. Двигателестроители стремились повысить мощность двигателей прежде всего путем увеличения их объема. Небольшая литровая мощность и термическая напряженность авиадвигателей того времени облегчали эту задачу. Конструкторы увеличивали количество цилиндров и их размеры. Этот путь не давал существенного снижения удельного веса
Для двигателей жидкостного охлаждения, подобных "Сальмсону", увеличение объема и числа цилиндров достигалось сравнительно просто, и конструкторы смело двинулись по этому пути. Особенно это относилось к немецким конструкторам, оставшимся до конца войны приверженцами рядного шестицилиндрового двигателя водяного охлаждения. Такие двигатели строили фирмы "Мерседес", "Даймлер", "Бенд" и "Австро-Даймлер". Им удалось довести их мощность до 300 л. с. Двигатели "Мерседес" мощностью 130 л. с. устанавливались на первых самолетах "Илья Муромец". Позже появились немецкие двигатели BMW Баварского моторостроительного завода мощностью 185 л. с. и весом 285 кг. От других двигателей они отличались высокой экономичностью. В ходе войны их мощность была доведена до 260 л. с.
Англичане, взяв за основу двигатель "Австро-Даймлер", создали собственный рядный шестицилиндровый двигатель "Бердмор" мощностью 120 л. с.
Ротативные двигатели. Самолеты России и ее союзников в начале войны имели в основном ротативные двигатели с воздушным охлаждением: вал двигателя находится в покое, а вокруг него вращаются цилиндры с кривошипным механизмом. Наиболее популярными были французские двигатели "Гном", "Рон" и "Клерже", послужившие образцами для создания ротативных двигателей во всех странах.
Двигатель "Гном" французских конструкторов Сегена и Люке составил эпоху в развитии авиации. Этот звездообразный 7-цилиндровый двигатель мощностью 70–80 л. с. при 1200 об/мин (размер цилиндров 124x140 мм) весил 94 кг. "Гном" был наиболее легким двигателем для своего времени. Наряду с большими достоинствами он имел и значительные недостатки. Расход топлива и масла был непомерно велик (300 г/л. с. — ч топлива, 93 г/л. с. — ч масла). Срок эксплуатации до переборки составлял всего 30–40 ч. Двигатель сильно разбрызгивал масло, от которого приходилось очищать фюзеляж. В полевых условиях было трудно обеспечить нормальный уход за двигателем, хотя он довольно легко снимался с фюзеляжа и мог быть быстро разобран. "Гном" устанавливался на самолеты "Моран-Ж", "Фарман-16", "Ньюпор", выпускавшиеся русскими заводами.
Ротативный двигатель "Клерже" развивал мощность 130 л. с., был снабжен системой двойного зажигания, что повышало надежность его работ. Он устанавливался на самолетах "Сопвич" и "Ньюпор" русского и заграничного производства, а также на летающих лодках М-5 конструкции Д. П. Григоровича.
Почти все истребители ("Ньюпор-11", "-17", — 21", "Моска", "Моран-Ж" обоих типов), строившиеся на русских заводах, имели 9-цилиндровый ротативный двигатель "Рон". В отличие от "Гнома" он имел управляемые впускные клапаны, стальной цилиндр с чугунными гильзами и стальные поршневые кольца, вместо латунных обтюраторов стоял игольчатый карбюратор. Все это увеличивало его надежность и экономичность. Вначале "Рон" развивал мощность 80 л. с. и весил 111 кг, но после того как был увеличен размер цилиндров, введены алюминиевые поршни, число оборотов повышено до 1280 в минуту, его мощность возросла до 110 л. с., вес до 147 кг. "Рон" расходовал около 270 г/л. с. — ч топлива и 60 г/л.
Англичане создали девятицилиндровый ротативный двигатель "Бентли". Немецкие фирмы "Оберурсель" и "Сименс-Гальске" также создавали ротативные авиадвигатели.
Двигатели жидкостного 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 биротативные двигатели мощностью 200–220 л. с. Однако и это не 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 как по линии увеличения мощности двигателей, так 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 шестицилиндровый двигатель "Мерседес", значительно усовершенствовали 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 Y-образного 12-цилиндрового двигателя "Рено" мощностью 220 л. с. Вес двигателя составлял 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".