Motor zrakoplova: zračno ili vodeno hlađen?

Sadržaj:

Motor zrakoplova: zračno ili vodeno hlađen?
Motor zrakoplova: zračno ili vodeno hlađen?

Video: Motor zrakoplova: zračno ili vodeno hlađen?

Video: Motor zrakoplova: zračno ili vodeno hlađen?
Video: Вспыхивает война | январь - март 1940 г. | Вторая мировая война 2024, Studeni
Anonim
Slika
Slika

Dakle, smatrajući najboljim predstavnicima motora Drugog svjetskog rata, sam bog motora naređuje da razmisli o tome koji je od heroja isplativiji i hladniji. Ovdje ima mnogo mišljenja, ali pokušajmo nepristrano i s malo požude pogledati motore.

Razmotrit ćemo primjere lovaca, jednostavno zato što bombarder sa svojim zadacima, u načelu, nije važno kojim motorom letjeti. Letimo i letimo, letjeli smo, padale bombe, letjeli natrag. Za borce je sve bilo nešto složenije u smislu misija.

Dakle, što je bolje: motor s zračnim hlađenjem ili motor s vodenim hlađenjem?

Da, nazvat ćemo motor s tekućim hlađenjem iz navike vode, jer kakvi su antifrizi bili u 30-40-ima prošlog stoljeća? U najboljem slučaju voda s etilen glikolom. U najgorem slučaju voda i sol ili samo voda.

Vijcima!

Slika
Slika

Sukob između "tekućih" i "zračnih" motora počeo je kada su se ti motori pojavili. Točnije, kada su inženjeri došli na ideju da je vrijedno prestati okretati cilindre rotacijskog motora oko radilice. I tako se pojavila "zračna zvijezda". Sasvim normalan motor, bez zabuna i problema. No do kraja Prvog svjetskog rata inženjeri su uspjeli prilagoditi motor automobila s vodenim hlađenjem pa je natjecanje počelo već tada.

I tijekom svog postojanja, V-motori s tekućinskim hlađenjem i zračno hlađeni radijalni motori međusobno su se natjecali.

Svaki od ovih tipova motora ima prednosti i nedostatke. Za usporedbu, uzmimo nekoliko motora iz obje kategorije. Recimo samo najbolji od najboljih.

Za zrakoplovce će svirati ASh-82 i Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp, a za vodene će igrati Rolls-Royce Merlin X, Daimler-Benz DB 605, Klimov VK-105.

Slika
Slika

U tablici je jedna nepravda. Poznavatelji će odmah shvatiti o čemu se radi: naravno, ovo je težina. Za "vodu" u izvedbenim karakteristikama uvijek se daje takozvana "suha" težina, to jest bez vode / antifriza. U skladu s tim bit će iza kulisa, odnosno na pisti, teži. Negdje za 10-12%, što je puno.

Idemo sada usporediti.

Oblikovati

Strukturno je, naravno, lakše provjetravati. Nije potrebna rashladna jakna, nije potreban radijator, nema oklopa koji štiti radijator, cjevovode, grilje radijatora.

Zračni motor je jednostavniji i stoga je jeftiniji za proizvodnju i održavanje. I sigurnije u borbi. Poznato je da su motori sa zračnim hlađenjem izdržali nekoliko udaraca i nastavili s radom, izgubivši dva ili čak tri cilindra. No vodeni motor lako je otkazao u slučaju jednog udarca u hladnjak.

1: 0 u korist zračnih motora.

Hlađenje

Učinkovitije, općenito, zrak. Glavni problem s dvostrukim zvijezdama bilo je uklanjanje topline iz drugog reda cilindara. Ako su dizajneri to mogli podnijeti, sve je bilo u redu.

Zrakoplov je u letu tiho osiguravao potrebnu količinu zraka za hlađenje glava cilindara. I vodeni motor imao je ograničenje u obliku temperature tekućine, koje je bilo ograničeno vrelištem vode / antifriza. Temperatura glava cilindra zračnog motora u svakom je slučaju viša od temperature rashladne tekućine, pa je s istim volumenom zraka koji prolazi kroz glave cilindara zraka i radijator vodenih motora zrak bio učinkovitiji, budući da je područje radijatora očito inferiorno u odnosu na područje zvijezde. Uklanjanje jedne jedinice topline zahtijevalo je veći volumen zraka nego u glavama cilindara.

Pogotovo kad su s vremenom radijatori bili skriveni u tunelima.

2: 0 u korist zraka.

Aerodinamika

Da, vodeni motori ovdje su definitivno imali prednost. Tanji i oštriji nos, uži trup-zrakoplovi na vodeni pogon bili su osjetno brži od konkurenata na zračni pogon.

Slika
Slika

Debelo čelo zrakoplova na zračni pogon ozbiljan je udarac po aerodinamičnosti zrakoplova. I na početku putovanja, i općenito, prsten Townend smatrao se vrhuncem aerodinamičkih izuma.

A početkom 40 -ih postojala je svojevrsna takva podjela: zrakoplovi s vodenim motorima bili su brži, zrakoplovi s zračnim bili su upravljiviji.

Ovdje je vrijedno napomenuti da su lakši I-16, A6M, "Rock" doista bili vrlo upravljivi strojevi. Ali po brzini su bili inferiorni od svojih vodenih konkurenata.

Najbolji primjer ovdje je naš I-16.

Slika
Slika

Zapravo, s "Ciklonom" iz tvrtke "Wright" I-16 je lako pobijedio Bf-109B u Španjolskoj. Međutim, čim su Nijemci dobili DB-600, što je Emilu dalo prednost u brzini i vertikali, uloge su se odmah promijenile, a jučerašnji lovac postao je igra.

Slika
Slika

U stvarnosti to nije bila samo snažnija generacija motora, to je također bilo pitanje aerodinamike. Zrakoplovi su postali tanji i glatkiji, radijatori su uvučeni u krila i trupove, a upotreba antifriza omogućila je poboljšanje prijenosa topline i smanjila veličinu i - što je važno - težinu radijatora i rashladne tekućine, koju je trebalo uliti u sustav.

Dakle 2: 1 u korist zraka.

Naoružanje

I ovdje ima puno nijansi.

Vodeni motor jednostavno je stvoren za prave zračne snajperiste jer je dopuštao upotrebu tako divne stvari kao što je motorni pištolj. Pištolj je bio uperen točno u nos aviona, bez problema. Osim toga, oko stroja cilindra moglo bi se postaviti nekoliko strojnica.

Slika
Slika

Sve je to dalo vrlo dobar drugi volej s minimalnom disperzijom. Vrlo važna točka.

Ovdje odmah trebate dati bod vodnjacima. 2: 2.

Međutim, tko je rekao da su zračno hlađeni lovci tužni? Apsolutno ne!

Počnimo s činjenicom da su postojala dva jedinstvena lovca, La-5 i La-7, s kojima je motor ASh-82 omogućio postavljanje dva i tri sinkrona topa ShVAK. Da, opterećenje streljivom bilo je sasvim pristojno, oko 120 metaka po topu, to je bilo dovoljno iznad krova za vođenje bitke i uništavanje neprijateljskog bombardera.

Motor zrakoplova: zračno ili vodeno hlađen?
Motor zrakoplova: zračno ili vodeno hlađen?

No, Lavochkinovi borci vrlo su zanimljiva iznimka od pravila.

No, svi drugi, Nijemci, Japanci, Amerikanci, radije su iskoristili činjenicu da u i oko krila nema glomaznih rashladnih radijatora, a u krila su stavili cijele baterije.

Slika
Slika

Usput, ima i dovoljno pluseva. Lakše za održavanje … ne, ne oružje. Samo motor, oko kojeg se ne zalijepe topovi, mitraljezi i patrone / granate. U krilu ima više prostora, odnosno možete označiti više streljiva i veći broj cijevi.

Focke-Wulf 190A-2, vlasnik jedne od najimpresivnijih drugih metaka, nosio je u svojim krilima četiri topa kalibra 20 mm. Istina, postojala je "tajna". Korijenski (smješteni bliže trupu trupa) topovi imali su 200 komada streljiva, a udaljeni samo 55. No i dalje impresivno. Plus dva sinkrona mitraljeza.

Slika
Slika

Japanci na Ki-84 "Hayate" koštali su manje streljiva za topove krila, samo 150 metaka i 350 metaka za sinkrone strojnice.

Ali po mom mišljenju, Amerikanci su postigli najznačajniji uspjeh u smislu raspoređivanja oružja. P-47 s osam Browninga od 12,7 mm i F4U Corsair sa šest je sasvim u redu. Plus opterećenje streljivom od 400-440 metaka po cijevi. Na krajnjem krilu od trupa bočna kutija mogla bi se smanjiti na 280 metaka, ali to je doista beznačajno.

Slika
Slika

Možete dugo razgovarati o temi što je bolje, dva topa ili šest mitraljeza velikog kalibra, ali ovo je tema za zasebnu studiju. Postoje prednosti i nedostaci. U svakom slučaju, 3000 metaka naspram 300-400 metaka - ima se o čemu razgovarati.

Slika
Slika

Dakle, u kvantitativnom smislu raspoređivanja naoružanja, borci sa zračnim motorima nisu se pokazali lošijima od njihovih kolega. Štoviše, budući da su zračni motori bili snažniji od vodenih, tada su, u skladu s tim, najviše dopuštali ukrcaj. Logično je.

A ako za usporedbu uzmemo Yak-9 s jednim topom od 20 mm i jednim mitraljezom kalibra 12,7 mm protiv američkog lovca s baterijom od osam "Browninga" od 12,7 mm, vrlo je teško reći tko će biti pobjednik. Asu-snajperista, naravno, trebat će samo desetak ili dvije granate, ali ako govorimo o pilotima srednje ravnine … Tamo će mitraljezi biti zanimljiviji, jer će barem nešto pogoditi.

Zračni rezultat. 3: 2.

Zaštita

Ovdje je sve potpuno drugačije. Morao se zaštititi motor na vodu. Zaštitite sam motor od lumbaga, zaštitite hladnjak, zaštitite svu armaturu. Za jedan ili dva pogotka u omotač motora ili hladnjak - i to je to, stigli su. Da, ima još vremena prije nego što motor zaglavi od pregrijavanja. Možete pokušati doći do prikladnog mjesta ili na svom teritoriju, ili - padobranom. Nije jako pouzdan, nije baš zgodan.

Zračna zvijezda mogla se jednostavno braniti kao oklopna ploča. Ti su se motori, naravno, bojali lumbaga, ali bilo je slučajeva kada su Focke-Wulfovi pušili bez para cilindara, ali su letjeli. I naš je "La" sasvim normalno puzao do uzletišta s tri izbijena cilindra. U povijesti je zabilježeno mnogo takvih slučajeva.

Zato su se La, Thunderbolt i Focke-Wulf pokazali kao vrlo dobri jurišni zrakoplovi. Zračni motor mogao bi se sakriti od protuzračnih topova malog kalibra i nositi sve što mu se nađe na putu. A snažniji motori lako su dopuštali unošenje bombi. La -5 - 200 kg, "Focke -Wulf" 190 serija F - do 700 kg, i "Thunderbolt" serija D - do 1135 kg.

Sad će neki reći da su najbolji jurišni zrakoplovi Drugog svjetskog rata leteli na vodenom motoru, i bit će u pravu.

Slika
Slika

Međutim, Il-2 je jurišni zrakoplov koji je rođen kao jurišni zrakoplov. A gore se radilo o lovcima koji su postali jurišni zrakoplovi. Postoji razlika, a prvenstveno u smislu zaštite.

A što se zaštite tiče, motori sa zračnim hlađenjem definitivno prednjače. 4: 2.

Ovo je slika. Razlog tome su, naravno, dvoredne zvijezde koje su se pojavile početkom 1940-ih. I zasjenili su vodene motore, koji su od svog početka napravili veliki korak naprijed.

Glavni korak u razvoju motora sa zračnim hlađenjem bio je trenutak kada su se dizajneri nosili s problemom hlađenja drugog reda cilindara. Mnogo je učinjeno u vezi s tim: redovi cilindara razmaknuti su kako bi se omogućilo bolje strujanje zraka oko glava cilindara, povećana je površina hladnjaka za ulje, budući da je većina topline uklonjena upravo kroz ulje, a rebra cilindara su povećana.

Rješenje problema hlađenja stavilo je zvijezde ispred po snazi i masi. Bilo je jednostavno: dvostruka zvijezda imala je veći obujam u usporedbi s vodenim motorom. Otuda velika moć.

Usporedimo li specifičnu snagu naših motora na razini 1943., tada je ASh-82F imao pokazatelj od 1,95 KS / kg, a VK-105P-2,21 KS / kg težine motora. Čini se da je VK-105P bio bolji. I svaki avion s njim trebao je imati prednost.

Međutim, ako uzmemo zrakoplov koji je letio i na VK-105 i na ASh-82 i usporedimo, nećemo se iznenaditi kad vidimo da je LaGG-3 s VK-105P u pogledu letnih performansi gubio od La-5 s ASh-82 u svakom pogledu. I to unatoč činjenici da La-5, recimo, nije zračio aerodinamički.

Snaga dvostruke zvijezde ASh-82 riješila je sve aerodinamičke probleme jednostavnim izvlačenjem aviona na račun "dodatnih" 500 KS.

Slika
Slika

Naravno, dizajneri vodenih motora nisu namjeravali odustati i pokušali su sustići ventilacijske otvore. Bilo je pokušaja uparivanja motora tako da dva motora rade preko mjenjača na jednom propeleru. U stvarnosti nitko nije uspio.

Pametniji je dizajn motora u obliku slova H i X, kada bi nekoliko blokova cilindara radilo na jednoj radilici. Takav motor došao je od Britanca, Napier "Sabre", 24-cilindričnog čudovišta. "Typhoon" je, naravno, letio s njim, ali čim su Britanci donijeli na pamet svoj zračni Bristol "Centaur", tada su sigurno zaboravili na "Sablju".

Na samom kraju Drugog svjetskog rata pojavila se nova generacija vodenih motora s povećanim pomakom uglavnom zbog povećanja promjera klipa i stanjivanja stijenki bloka. S jedne strane, to je utjecalo na resurs, s druge strane dalo je potrebnu moć. AM-42, "Griffon", DB-603, Yumo-213-svi su bili dobri u tom pogledu, ali su zakasnili u rat.

Kako bismo donijeli završnu točku na natjecanje s klipnim motorima, vrijedi pogledati kraj njihove karijere.

Kad su se pojavili turboreaktivni motori, klipni motori morali su se povući.

Lako i sportsko zrakoplovstvo postalo je domena motora s unutarnjim izgaranjem, koji su imali svoje zahtjeve za motore.

Slika
Slika

Zračni motori okupirali su sportsko zrakoplovstvo, ali su vodeni motori jednostavno morali potpuno otići. Istina, posljednjih godina postoji tendencija vraćanja dizelskih motora u zrakoplovstvo, ali u svakom slučaju to nisu toliko zrakoplovni motori koliko automobilski motori.

Ukratko, preuzeo bih odgovornost za tvrdnju da su motori s unutarnjim izgaranjem zračno hlađenih zrakoplova bili učinkovitiji od njihovih kolega s tekućim hlađenjem na nekoliko načina.

Činjenica da čudotvorni motor ASh-82 još uvijek radi i u avionima i u helikopterima samo potvrđuje ovu tvrdnju.

Slika
Slika

Dakle, ako netko misli drugačije, ima gdje govoriti i ostaviti svoj glas u odgovarajućem obliku.

Preporučeni: