Lennukimootor: õhk- või vesijahutusega?

Lennukimootor: õhk- või vesijahutusega?
Lennukimootor: õhk- või vesijahutusega?
Anonim
Pilt

Niisiis, olles kaalunud Teise maailmasõja mootorite parimaid esindajaid, käsib mootorite jumal ise järele mõelda, kumb kangelastest oli kasumlikum ja lahedam. Siin on palju arvamusi, kuid proovime mootoreid erapooletult ja mõningase himuga vaadata.

Vaatleme võitlejate näiteid lihtsalt seetõttu, et pommitaja oma ülesannetega põhimõtteliselt ei oma tähtsust, millise mootoriga lennata. Me lendame ja lendame, lendasime, pommid langesid, lendame tagasi. Võitlejate jaoks oli kõik missioonide osas mõnevõrra keerulisem.

Kumb oli siis parem: õhkjahutusega või vesijahutusega mootor?

Jah, me nimetame vedelikjahutusmootorit harjumusveest, sest milliseid antifriise oli seal eelmise sajandi 30-40ndatel? Parimal juhul vesi etüleenglükooliga. Halvimal juhul vesi ja sool või lihtsalt vesi.

Kruvide abil!

Pilt

Vastasseis "vedelate" ja "õhumootorite" vahel algas nende mootorite ilmumisel. Täpsemalt siis, kui insenerid tulid ideele, et tasub peatuda, et pöörata pöörleva mootori silindreid väntvõlli ümber. Ja nii ilmus "õhutäht". Täiesti tavaline mootor, mingeid veidrusi ja probleeme pole. Kuid Esimese maailmasõja lõpuks suutsid insenerid üsna hästi kohandada vesijahutusega automootorit, nii et võistlus algas juba siis.

Ja kogu oma olemasolu jooksul võistlesid omavahel vedelikjahutusega V-mootorid ja õhkjahutusega radiaalmootorid.

Kõigil seda tüüpi mootoritel on oma eelised ja puudused. Võrdluseks võtame paar mootorit mõlemast kategooriast. Ütleme nii, et parim parimatest.

Lennumeestele mängivad ASh-82 ja Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp, vesimeestele Rolls-Royce Merlin X, Daimler-Benz DB 605, Klimov VK-105.

Pilt

Tabelis on üks ebaõiglus. Asjatundjad saavad kohe aru, millest jutt käib: ​​loomulikult on see kaal. Toimivusomaduste "vee" puhul antakse alati nn "kuiv" kaal, see tähendab ilma vee / antifriisita. Vastavalt sellele jäävad nad kulisside taha ehk stardirajale raskemaks. Kuskil 10-12%, mis on palju.

Nüüd lähme võrdlema.

Disain

Struktuurselt on muidugi lihtsam õhutada. Jahutusjope pole vaja, radiaatorit pole vaja, radiaatorit kaitsvad soomused, torustik, radiaatori aknaluugid.

Õhumootor on lihtsam ja seetõttu odavam toota ja hooldada. Ja lahingus turvalisem. On teada, et õhkjahutusega mootorid pidasid mitu lööki vastu ja jätkasid tööd, kaotades kaks või isegi kolm silindrit. Kuid vesimootor ebaõnnestus lihtsalt ühe löögi korral radiaatoris.

1: 0 õhumootorite kasuks.

Jahutamine

Tõhusam, üldiselt õhk. Topelttähtede peamine probleem oli soojuse eemaldamine silindrite teisest reast. Kui disainerid sellega hakkama said, oli kõik korras.

Lennu ajal andis lennuk vaikselt silindripeade jahutamiseks vajaliku koguse õhku. Ja vesimootoril oli piirang vedeliku temperatuuri näol, mida piiras vee / antifriisi keemistemperatuur. Õhumootori silindripeade temperatuur on igal juhul kõrgem kui jahutusvedeliku temperatuur, nii et sama õhukoguse korral, mis läbib õhu silindripead ja vesimootorite radiaatori, oli õhk tõhusam, kuna radiaatori piirkond jäi tähe alale selgelt alla.Ja ühe soojusühiku eemaldamine nõudis suuremat õhuhulka kui silindripeadelt.

Eriti kui aja jooksul olid radiaatorid tunnelitesse peidetud.

2: 0 õhu kasuks.

Aerodünaamika

Jah, vesimootoritel oli siin kindlasti eelis. Õhem ja teravam nina, kitsam kere-veejõul töötavad lennukid olid märgatavalt kiiremad kui nende õhkmootoriga konkurendid.

Pilt

Õhujõul töötava lennuki paks otsmik on tõsine löök lennuki aerodünaamikale. Ja reisi alguses ja üldiselt peeti Townendi rõngast aerodünaamiliste leiutiste tipuks.

Ja 40ndate alguses oli omamoodi selline jaotus: vesimootoritega lennukid olid kiiremad, õhusõidukitega manööverdatavamad.

Siinkohal väärib märkimist, et kergemad I-16, A6M, "Rock" olid tõepoolest väga manööverdatavad masinad. Kuid nad jäid oma veekonkurentidele kiirusest alla.

Parim näide siin on meie I-16.

Pilt

Tegelikult võitis I-16 firma "Wright" tsükloniga Hispaanias hõlpsalt Bf-109B. Ent niipea, kui sakslased said DB-600, mis andis Emilile kiiruse ja vertikaali eelise, vahetusid rollid kohe ja eilsest jahimehest sai mäng.

Pilt

Tegelikkuses polnud see mitte ainult võimsam mootorite põlvkond, vaid ka aerodünaamika. Lennukid muutusid õhemaks ja sujuvamaks, radiaatorid süvistati tiibadesse ja keredesse ning antifriiside kasutamine võimaldas parandada soojusülekannet ning vähendada radiaatorite ja jahutusvedeliku suurust ja kaalu, mis tuli valada süsteemi sisse.

Seega 2: 1 õhu kasuks.

Relvastus

Ja siin on palju nüansse.

Veemootor loodi lihtsalt tõelistele õhusnipporitele, kuna see võimaldas kasutada sellist imelist asja nagu mootorpüstol. Püstol oli suunatud täpselt lennuki ninale, pole probleemi. Lisaks võiks silindriploki ümber asetada paar kuulipildujat.

Pilt

Kõik see andis väga hea teise volle minimaalse hajumisega. Väga oluline punkt.

Siin peate kohe veemeestele punkti andma. 2: 2.

Kuid kes ütles, et õhkjahutusega hävitajad olid kurvad? Absoluutselt mitte!

Alustame sellest, et seal oli kaks ainulaadset hävitajat, La-5 ja La-7, millega ASh-82 mootor võimaldas paigutada kaks ja kolm sünkroonset ShVAK kahurit. Jah, laskemoona koormus oli üsna korralik, umbes 120 padrunit kahuri kohta, sellest piisas katuse kohal, et lahing läbi viia ja vaenlase pommitaja hävitada.

Lennukimootor: õhk- või vesijahutusega?

Kuid Lavotškini võitlejad on reeglist väga huvitav erand.

Kuid kõik teised, sakslased, jaapanlased, ameeriklased, eelistasid ära kasutada asjaolu, et tiivas ja selle ümbruses pole mahukaid jahutusradiaatoreid, ning asetasid terved patareid tiibadesse.

Pilt

Muide, ka plusse on piisavalt. Lihtsam hooldada … ei, mitte relvi. Lihtsalt mootor, mille ümber suurtükid, kuulipildujad ja padrunid / mürsud kinni ei jää. Tiivas on vastavalt rohkem ruumi, saate välja märkida rohkem laskemoona ja suurema arvu tünne.

Ühe muljetavaldava teise vooru omanik Focke-Wulf 190A-2 kandis tiibades nelja 20 mm suurtükki. Tõsi, seal oli "saladus". Juurekahjus (asus kerele lähemal) oli 200 padrunit ja kaugetel ainult 55 laskemoona. Kuid siiski muljetavaldav. Lisaks kaks sünkroonkuulipildujat.

Pilt

Jaapanlased maksid Ki-84 "Hayate" tiivakahuritele vähem laskemoona, vaid 150 padrunit ja 350 padrunit sünkroonkuulipildujatele.

Kuid minu arvates on ameeriklased relvade paigutamise osas saavutanud kõige märkimisväärsema edu. P-47 kaheksa 12,7 mm Browninguga ja F4U Corsair kuuega on päris. Pluss laskemoona koormus 400-440 padrunit tünni kohta. Kerest kõige kaugemal asuval tiival võiks külgboksi vähendada 280 raundini, kuid see on tõesti ebaoluline.

Pilt

Võite pikka aega rääkida teemal, kumb on parem, kas kaks suurtükki või kuus suurekaliibrilist kuulipildujat, kuid see on eraldi uuringu teema. On plusse ja miinuseid. Igal juhul 3000 vooru 300-400 vooru vastu - on millest rääkida.

Pilt

Nii et relvade kasutuselevõtu kvantitatiivses mõttes ei osutunud õhumootoritega hävitajad halvemaks kui nende kolleegid.Pealegi, kuna õhumootorid olid võimsamad kui vesimootorid, lubasid nad vastavalt sellele kõige rohkem pardale võtta. See on loogiline.

Ja kui võrdluseks võtta Jak-9 ühe 20 mm kahuri ja ühe 12,7 mm kuulipildujaga Ameerika võitleja vastu, mille aku on kaheksa 12,7 mm "Browning", on väga raske öelda, kes on võitja. Asu-snaiprile läheb muidugi vaja ainult tosinat või kahte mürsku, aga kui me räägime kesklennuki pilootidest … Seal on kuulipildujad huvitavamad, sest vähemalt midagi tabab.

Õhutulemus. 3: 2.

Kaitse

Siin on kõik täiesti erinev. Vesimootorit tuli kaitsta. Kaitske mootorit ennast lumbago eest, kaitske radiaatorit, kaitske kõiki liitmikke. Ühe või kahe löögi eest mootorikattes või radiaatoris - ja ongi kõik, nad saabusid. Jah, on aega, enne kui mootor ülekuumenemisest kinni jääb. Ja võite proovida jõuda mugavasse kohta oma territooriumil või langevarjuga. Mitte eriti usaldusväärne, mitte eriti mugav.

Õhutähte võis lihtsalt kaitsta soomustahvlina. Need mootorid muidugi kartsid lumbagot, kuid oli juhtumeid, kui Focke-Wulfid suitsetasid ilma silindripaarita, kuid lendasid. Ja meie "La" roomas üsna tavaliselt kolme väljalülitatud silindriga lennuväljadele. Selliseid juhtumeid on ajaloos palju.

Seetõttu osutusid La, Thunderbolt ja Focke-Wulf väga heaks ründelennukiks. Õhumootor võis end peita väikese kaliibriga õhutõrjekahurite eest ja kanda kõike oma teele. Ja võimsamad mootorid võimaldasid hõlpsalt pomme pardale võtta. La -5 - 200 kg, "Focke -Wulf" 190 seeria F - kuni 700 kg ja "Thunderbolt" seeria D - kuni 1135 kg.

Nüüd ütlevad mõned, et Teise maailmasõja parimad ründelennukid lendasid veemootoriga ja neil on õigus.

Pilt

Il-2 on aga ründelennuk, mis sündis ründelennukina. Ja ülalpool räägiti hävitajatest, millest said ründelennukid. Erinevus on ja seda eelkõige kaitse osas.

Ja kaitse mõttes on õhkjahutusega mootorid kindlasti ees. 4: 2.

See on pilt. Selle põhjuseks on muidugi 1940. aastate alguses ilmunud kaherealised tähed. Ja nad on varjutanud veemootorid, mis on alates nende loomisest astunud suure sammu edasi.

Õhkjahutusega mootorite väljatöötamise peamine samm oli hetk, mil disainerid tulid toime teise silindrirea jahutamise probleemiga. Selleks on palju ära tehtud: silindriread lükati üksteisest eemale, et õhk saaks paremini voolata ümber silindripeade, õlijahutite pindala suurenes, kuna suurem osa soojusest eemaldati täpselt õli kaudu ja suurendati silindrite uimi.

Just jahutusprobleemi lahendus viis tähed võimsuse ja massi poolest ettepoole. See oli lihtne: topelttähel oli suurem veeväljasurve võrreldes veemootoriga. Sellest ka suur jõud.

Kui võrrelda meie mootorite erivõimsust 1943. aasta tasemel, siis oli ASh-82F näitaja 1,95 hj / kg ja VK-105P-2,21 hj / kg massi kohta. Tundub, et VK-105P oli parem. Ja igal lennukil, millel oli see, oleks pidanud olema eelis.

Kui aga võtame lennuki, mis lendas nii VK-105 kui ka ASh-82-ga ja võrdleme, siis ei üllatu, kui näeme, et LaGG-3 koos VK-105P-ga lendamise osas kaotas La-5-le ASh-82-ga igas suhtes. Ja seda hoolimata asjaolust, et La-5, ütleme, ei paistnud aerodünaamiliselt.

ASH-82 topelttähe võimsus lahendas kõik aerodünaamilised probleemid, tõmmates lennuki lihtsalt "ekstra" 500 hj arvelt välja.

Pilt

Loomulikult ei kavatsenud vesimootorite disainerid alla anda ja püüdsid õhuavadele järele jõuda. Mootoreid on püütud siduda nii, et need kaks mootorit töötaksid käigukasti kaudu ühel propelleril. Tegelikkuses ei õnnestunud see kellelgi.

Targem oli H- ja X-kujuliste mootorite disain, kui ühel väntvõllil töötas mitu silindriplokki. Selline mootor pärines brittidelt, 24-silindrilisest koletisest Napier "Sabre". "Taifuun" lendas muidugi temaga kaasa, kuid niipea, kui britid oma õhu Bristoli "Centauri" meelde tuletasid, unustasid nad "Sabre" turvaliselt.

Teise maailmasõja lõpus ilmus uue põlvkonna vesimootorid, mille töömaht suurenes peamiselt kolvi läbimõõdu suurenemise ja plokiseinte hõrenemise tõttu. Ühest küljest mõjutas see ressurssi, teisest küljest andis see vajaliku jõu. AM-42, "Griffon", DB-603, Yumo-213-nad olid selles osas kõik head, kuid jäid sõjale hiljaks.

Kolvimootorite võistluse viimase lihvi andmiseks tasub vaadata nende karjääri lõppu.

Turboreaktiivmootorite ilmumisel pidid kolbmootorid pensionile jääma.

Kerge- ja sportlennundusest sai sisepõlemismootorite pärusmaa, millel olid mootoritele omad nõudmised.

Pilt

Õhumootorid hõivasid spordilennunduse, kuid vesimootorid pidid lihtsalt üldse lahkuma. Tõsi, viimastel aastatel on kaldutud diiselmootoreid lennundusse tagastama, kuid igal juhul pole need niivõrd lennumasinad, kuivõrd automootorid.

Nii et kokkuvõtlikult võtaksin ma vastutuse väita, et õhkjahutusega õhusõidukite sisepõlemismootorid olid mitmes mõttes tõhusamad kui nende vedelikjahutusega kolleegid.

Asjaolu, et imemootor ASh-82 töötab endiselt nii lennukites kui ka helikopterites, ainult kinnitab seda väidet.

Pilt

Nii et kui keegi arvab teisiti, siis on, kus rääkida ja jätta oma hääl sobivasse vormi.

Populaarne teemade kaupa