Motor letadla: vzduchem nebo vodou chlazený?

Obsah:

Motor letadla: vzduchem nebo vodou chlazený?
Motor letadla: vzduchem nebo vodou chlazený?

Video: Motor letadla: vzduchem nebo vodou chlazený?

Video: Motor letadla: vzduchem nebo vodou chlazený?
Video: Univerzální Kulomet UKL / UK.59 Ostrá střelba na krátké vzdálenosti./ Machine gun contact drill 2024, Duben
Anonim
obraz
obraz

Když tedy bůh motorů zvážil nejlepší představitele motorů druhé světové války, nařídil zamyslet se nad tím, který z hrdinů byl výnosnější a chladnější. Názorů je zde mnoho, ale zkusme se na motory podívat nezaujatě a s trochou chtíče.

Budeme zvažovat příklady stíhaček, jednoduše proto, že bombardér se svými úkoly v zásadě nezáleží na tom, s jakým motorem létat. Letíme a letíme, letěli jsme, bomby padaly, letíme zpět. Pro bojovníky bylo vše z hlediska misí poněkud komplikovanější.

Co bylo tedy lepší: vzduchem chlazený motor nebo vodou chlazený motor?

Ano, budeme říkat kapalinovému chladicímu motoru ze zvykové vody, protože jaké nemrznoucí směsi tam byly ve 30.-40. letech minulého století? V nejlepším případě voda s ethylenglykolem. V nejhorším případě voda a sůl nebo jen voda.

Šrouby!

obraz
obraz

Konfrontace mezi „kapalnými“a „vzduchovými“motory začala, když se tyto motory objevily. Přesněji, když inženýři přišli s myšlenkou, že stojí za to zastavit otáčení válců rotačního motoru kolem klikového hřídele. A tak se objevila „vzduchová hvězda“. Docela normální motor, žádné vtípky a problémy. Ale na konci první světové války byli inženýři docela schopni přizpůsobit vodou chlazený motor automobilu, takže soutěž začala už tehdy.

A po celou dobu své existence mezi sebou soupeřily kapalinou chlazené V-motory a vzduchem chlazené hvězdicové motory.

Každý z těchto typů motorů má své výhody a nevýhody. Pro srovnání si vezmeme pár motorů z obou kategorií. Řekněme jen to nejlepší z nejlepšího.

Za letce budou hrát ASh-82 a Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp, za vodáky Rolls-Royce Merlin X, Daimler-Benz DB 605, Klimov VK-105.

obraz
obraz

V tabulce je jedna nespravedlnost. Znalci okamžitě pochopí, o co jde: samozřejmě, toto je váha. U „vody“ve výkonnostních charakteristikách je vždy uvedena takzvaná „suchá“hmotnost, tj. Bez vody / nemrznoucí směsi. Podle toho budou v zákulisí, tedy na přistávací dráze, těžší. Někde o 10-12%, což je hodně.

Pojďme nyní porovnat.

Design

Strukturálně je samozřejmě snazší větrat. Není potřeba žádný chladicí plášť, žádný chladič, žádné pancéřování chránící chladič, potrubí, žaluzie chladiče.

Vzduchový motor je jednodušší, a proto levnější na výrobu a údržbu. A bezpečnější v bitvě. Je známo, že vzduchem chlazené motory vydržely několik zásahů a pokračovaly v práci, protože ztratily dva nebo dokonce tři válce. Ale vodní motor snadno selhal v případě jednoho zásahu do chladiče.

1: 0 ve prospěch leteckých motorů.

Chlazení

Efektivnější, obecně, vzduch. Hlavním problémem dvojitých hvězd byl odvod tepla z druhé řady válců. Pokud to návrháři zvládli, bylo všechno v pořádku.

Za letu letoun tiše poskytoval potřebné množství vzduchu pro chlazení hlav válců. A vodní motor měl omezení v podobě teploty kapaliny, která byla omezena bodem varu vody / nemrznoucí směsi. Teplota hlav válců vzduchového motoru je v každém případě vyšší než teplota chladicí kapaliny, takže při stejném objemu vzduchu procházejícího vzduchovými hlavami válců a chladičem vodních motorů byl vzduch účinnější, protože oblast radiátoru byla zjevně nižší než oblast hvězdy. A odstranění jedné jednotky tepla vyžadovalo větší objem vzduchu než z hlav válců.

Zvlášť, když byly postupem času radiátory ukryty v tunelech.

2: 0 ve prospěch vzduchu.

Aerodynamika

Ano, vodní motory zde rozhodně měly výhodu. Tenčí a ostřejší nos, užší trup-letouny poháněné vodou byly znatelně rychlejší než jejich vzduchem pohánění konkurenti.

obraz
obraz

Tlusté čelo letadla poháněného vzduchem je vážnou ranou pro aerodynamiku letadla. A na začátku cesty a obecně byl prsten Townend považován za vrchol aerodynamických vynálezů.

A na začátku 40. let existovalo jakési takové rozdělení: letadla s vodními motory byla rychlejší, letadla s leteckými byla lépe ovladatelná.

Zde stojí za zmínku, že lehčí I-16, A6M, „Rock“byly skutečně velmi dobře ovladatelné stroje. Ale byli nižší rychlostí než jejich vodní konkurenti.

Nejlepším příkladem je naše I-16.

obraz
obraz

Ve skutečnosti s „cyklonem“od společnosti „Wright“I-16 snadno porazil Bf-109B ve Španělsku. Jakmile však Němci získali DB-600, což dávalo Emilovi výhodu v rychlosti a vertikále, role se okamžitě změnily a ze včerejšího lovce se stala hra.

obraz
obraz

Ve skutečnosti to nebyla jen silnější generace motorů, byla to také otázka aerodynamiky. Letadla byla tenčí a hladší, radiátory byly zapuštěny do křídel a trupů a použití nemrznoucích směsí umožnilo zlepšit přenos tepla a zmenšit velikost a - což je důležité - hmotnost chladičů a chladicí kapaliny, kterou bylo nutné nalít do systému.

Takže 2: 1 ve prospěch vzduchu.

Vyzbrojení

A tady je spousta nuancí.

Vodní motor byl jednoduše vytvořen pro skutečné ostřelovače vzduchu, protože umožňoval použití tak nádherné věci, jako je motorová zbraň. Zbraň mířila přesně na nos letadla, žádný problém. Navíc bylo možné kolem bloku válců umístit několik kulometů.

obraz
obraz

To vše dalo velmi dobrou druhou salvu s minimálním rozptylem. Velmi důležitý bod.

Zde musíte okamžitě dát bod vodníkům. 2: 2.

Kdo však řekl, že vzduchem chlazené stíhačky jsou smutné? Rozhodně ne!

Začněme tím, že zde byly dva jedinečné stíhače, La-5 a La-7, s nimiž motor ASh-82 umožnil umístit dvě a tři synchronní děla ShVAK. Ano, náboj munice byl docela slušný, asi 120 nábojů na dělo, to stačilo nad střechu k vedení bitvy a zničení jakéhokoli nepřátelského bombardéru.

Motor letadla: vzduchem nebo vodou chlazený?
Motor letadla: vzduchem nebo vodou chlazený?

Lavočkinovi bojovníci jsou ale velmi zajímavou výjimkou z pravidla.

Ale všichni ostatní, Němci, Japonci, Američané, raději využili toho, že v křídle a kolem něj nejsou žádné objemné chladicí radiátory, a do křídel umístili celé baterie.

obraz
obraz

Mimochodem, plusů je také dost. Jednodušší údržba … ne, ne zbraně. Prostě motor, kolem kterého nejsou zaseknutá děla, kulomety a náboje / náboje. V křídle je více místa, respektive můžete vyznačit více munice a větší počet sudů.

Focke-Wulf 190A-2, majitel jednoho z nejpůsobivějších druhých kol, nesl v křídlech čtyři 20mm kanóny. Pravda, existovalo „tajemství“. Kořenová děla (umístěná blíže trupu) měla 200 nábojů a vzdálená pouze 55. Ale stále působivá. Plus dva synchronní kulomety.

obraz
obraz

Japonci na Ki-84 „Hayate“stáli méně munice pro křídlová děla, pouze 150 nábojů a 350 nábojů pro synchronní kulomety.

Ale podle mého názoru dosáhli Američané nejvýznamnějšího úspěchu z hlediska nasazení zbraní. P-47 s osmi 12,7 mm Browningem a F4U Corsair se šesti je docela. Plus muniční zátěž 400-440 ran na barel. Na vnějším křídle od trupu mohl být boční box zmenšen na 280 nábojů, ale to je opravdu bezvýznamné.

obraz
obraz

Můžete dlouho hovořit na téma, co je lepší, dvě děla nebo šest velkorážných kulometů, ale to je téma na samostatnou studii. Existují pro a proti. V každém případě 3 000 kol proti 300–400 nábojům - je o čem mluvit.

obraz
obraz

V kvantitativním vyjádření rozmístění zbraní se ukázalo, že bojovníci s leteckými motory nejsou o nic horší než jejich kolegové. Navíc, protože vzduchové motory byly silnější než vodní, pak podle toho dovolily vzít na palubu nejvíce. Je to logické.

A vezmeme-li jako srovnání Jak-9 s jedním 20mm kanónem a jedním 12,7mm kulometem proti americkému stíhači s baterií osmi 12,7mm „Browning“, je velmi těžké říci, kdo bude vítěz. Asu-sniper samozřejmě bude potřebovat jen tucet nebo dvě skořápky, ale pokud mluvíme o pilotích středních letadel … Tam budou kulomety zajímavější, protože alespoň něco zasáhne.

Letecké skóre. 3: 2.

Ochrana

Tady je všechno úplně jinak. Vodní motor musel být chráněn. Chraňte samotný motor před lumbago, chraňte chladič, chraňte veškeré kování. Na jeden nebo dva zásahy do pláště motoru nebo chladiče - a to je vše, dorazily. Ano, chvíli trvá, než se motor zasekne z přehřátí. A můžete se pokusit dosáhnout vhodného místa buď na vašem území, nebo - na padáku. Není příliš spolehlivý, není příliš pohodlný.

Vzduchovou hvězdu lze jednoduše bránit jako pancéřovou desku. Tyto motory se samozřejmě bály lumbága, ale byly případy, kdy Focke-Wulfové kouřili bez dvojice válců, ale letěli. A naše „La“se celkem normálně doplazila k letištím se třemi vyrazenými válci. V historii je zaznamenáno mnoho takových případů.

Proto se La, Thunderbolt a Focke-Wulf ukázaly jako velmi dobré útočné letouny. Letecký motor se mohl schovat před protiletadlovými děly malého kalibru a nést vše, co mu stálo v cestě. A silnější motory snadno umožňovaly vzít na palubu bomby. La -5 - 200 kg, „Focke -Wulf“190 řady F - až 700 kg a „Thunderbolt“řady D - až 1135 kg.

Nyní někteří řeknou, že nejlepší útočná letadla druhé světové války létaly na vodním motoru, a budou mít pravdu.

obraz
obraz

Il-2 je však útočné letadlo, které se narodilo jako útočné letadlo. A výše to bylo o stíhačkách, které se staly útočnými letouny. Existuje rozdíl, a to především z hlediska ochrany.

A pokud jde o ochranu, vzduchem chlazené motory jsou rozhodně vpředu. 4: 2.

Toto je obrázek. Důvodem jsou samozřejmě dvouřadé hvězdy, které se objevily na počátku čtyřicátých let minulého století. A zastínily vodní motory, které od svého vzniku udělaly velký krok vpřed.

Hlavním krokem ve vývoji vzduchem chlazených motorů byl okamžik, kdy se konstruktéři vypořádali s problémem chlazení druhé řady válců. Hodně se pro to udělalo: řady válců byly odsunuty, aby vzduch mohl lépe proudit kolem hlav válců, zvětšila se plocha chladičů oleje, protože většina tepla byla odváděna přesně skrz olej a žebra válců byla zvýšena.

Bylo to řešení problému s chlazením, které dalo hvězdám přednost, pokud jde o sílu a hmotnost. Bylo to jednoduché: dvojitá hvězda měla ve srovnání s vodním motorem větší výtlak. Proto ta velká síla.

Pokud porovnáme měrný výkon našich motorů na úrovni roku 1943, pak měl ASh-82F indikátor 1,95 hp / kg a VK-105P-2,21 hp / kg hmotnosti motoru. Zdá se, že VK-105P byl lepší. A každé letadlo s ním mělo mít výhodu.

Pokud však vezmeme letoun, který létal jak na VK-105, tak na ASh-82, a porovnáme, nebudeme překvapeni, když uvidíme, že LaGG-3 s VK-105P z hlediska letového výkonu prohrával s La-5 s ASh-82 ve všech ohledech. A to přesto, že La-5, řekněme, nesvítil aerodynamicky.

Síla dvojhvězdy ASh-82 vyřešila všechny aerodynamické problémy prostým vytažením letadla ven na úkor „extra“500 koní.

obraz
obraz

Konstruktéři vodních motorů se samozřejmě nevzdávali a snažili se dohnat větrací otvory. Došlo k pokusům spárovat motory tak, aby oba motory pracovaly přes převodovku na jedné vrtuli. Ve skutečnosti se to nikomu nepodařilo.

Chytřejší byla konstrukce motorů ve tvaru H a X, kdy na jeden klikový hřídel fungovalo několik bloků válců. Takový motor pochází od Britů, Napier „Sabre“, 24válcového monstra. „Typhoon“s ním samozřejmě letěl, ale jakmile si Britové vzpomněli na svůj vzduch Bristol „Centaur“, pak na „Sabre“bezpečně zapomněli.

Na samém konci druhé světové války se objevila nová generace vodních motorů, se zvýšeným výtlakem hlavně kvůli zvětšení průměru pístu a ztenčení blokových stěn. Na jedné straně to ovlivnilo zdroj, na druhé to dalo potřebnou sílu. AM-42, „Griffon“, DB-603, Yumo-213-v tomto ohledu byli všichni dobří, ale měli zpoždění ve válce.

Abychom dokončili soutěž o pístové motory, stojí za to se podívat na konec jejich kariéry.

Když se objevily proudové motory, pístové motory musely odejít.

Lehké a sportovní letectví se stalo doménou spalovacích motorů, které měly na motory své vlastní požadavky.

obraz
obraz

Letecké motory obsadily sportovní letectví, ale vodní motory prostě musely úplně odejít. Je pravda, že v posledních letech existuje tendence vracet vznětové motory k letectví, ale v každém případě se nejedná ani tak o letecké motory, jako o automobilové motory.

V souhrnu bych tedy převzal odpovědnost za tvrzení, že vzduchem chlazené spalovací motory letadel byly v několika ohledech účinnější než jejich kapalinou chlazené protějšky.

Skutečnost, že zázračný motor ASh-82 stále funguje jak v letadlech, tak ve vrtulnících, toto tvrzení jen potvrzuje.

obraz
obraz

Pokud tedy někdo uvažuje jinak, je kde mluvit a zanechat svůj hlas v příslušné formě.

Doporučuje: