История воздухоплавания и авиации в России (июль 1914 г. - октябрь 1917 г.) - [30]
США, вступившие в войну только в 1917 г., быстро создали самый мощный по тому времени 12-цилиндровый V-образный двигатель водяного охлаждения "Либерти". Цилиндры располагались под углом 45°, размер их составлял 127 X 178 мм. Мощность двигателя 400 л. с. при 1700 об/мин. Расход топлива 225 г/л. с.-ч. Вес 375 кг или 0,97 кг/л. с. Английские самолеты "Де-Хевиланд" с двигателем "Либерти" развивали скорость свыше 200 км/ч.
За время войны мощность германских двигателей жидкостного охлаждения возросла до 250–300 л. с., однако догнать США в этой области немцам не удалось. Это было одной из главных причин, предопределивших господство союзников в воздухе.
В первые годы войны в производстве находились двигатели, спроектированные и доведенные еще до войны. В последующие годы, когда были реализованы достижения научно-исследовательских лабораторий, а фронт непрерывно требовал все более совершенных самолетов, в конструкцию авиадвигателей было внесено много нового.
Сохранение мощности двигателя на значительной высоте полета — задача, которую должны были решить конструкторы. Некоторые пытались решить ее, увеличивая рабочий объем двигателя. В таких двигателях дроссельная заслонка имела ограничитель, не допускавший работы на полных оборотах в наземных условиях. Поднявшись на определенную высоту, летчик отводил ограничитель, что позволяло двигателю работать на полную мощность.
Другой путь, оказавшийся более эффективным, вел к искусственному повышению давления на всасывании, т. е. к применению нагнетателей. На двигателях "Испано-Сюиза", "Либерти" был установлен турбокомпрессор, улучшавший их высотные качества. Появились двигатели с повышенной степенью сжатия (7, 5). Английские двигатели "Роллс-Ройс" имели уже редукторы для уменьшения числа оборотов винта. Чугунные поршни повсеместно уступили место литым более легким поршням из алюминиевомедноникелевого сплава, что позволило увеличить число оборотов. Алюминиевые головки цилиндров, алюминиевые поршни, обладая лучшей теплопроводностью, улучшали охлаждение. Все эти усовершенствования повысили экономичность и мощность двигателей воздушного охлаждения.
В ходе первой мировой войны наметились многие технические идеи, которые были реализованы позднее: винт изменяемого шага, нагнетатель, стандартизованная быстросъемная силовая установка, непосредственный впрыск горючего в цилиндры двигателя, высокотемпературное жидкостное охлаждение. Были выработаны основные типы мощного авиационного двигателя — 9-цилиндровый звездообразный воздушного охлаждения и 12-цилиндровый Y-образный водяного охлаждения. В ходе войны двигатели с водяным охлаждением стали основными для союзной авиации.
Бурно шел процесс возрастания мощности двигателей. Она увеличилась в два-три раза. Об этом свидетельствует табл. 3.
Таблица 3
Рост мощности авиадвигателей
На базе новых авиадвигателей конструкторы самолетов поставили на вооружение целый ряд быстроходных машин.
Отечественные конструкции. Хотя двигателестроение в России зависело от заграничных фирм, за время войны было немало сделано для создания и усовершенствования оригинальных отечественных авиадвигателей. Русский инженер А. В. Нестеров на самолетостроительном заводе "Дукс" разработал оригинальную конструкцию, получившую название "Гипоцикл". Этот авиадвигатель жидкостного охлаждения мощностью 200 л. с. напоминал двигатель "Сальмсон", но был значительно мощнее и совершеннее. Интересно выполнен коленчатый вал. В процессе испытаний на стенде двигатель дал удовлетворительные показатели, однако был законсервирован и в серию не пошел.
Оригинальную конструкцию предложили А. А. Микулин и Б. С. Стечкин. Авиадвигатель, названный ими "Амбес", имел жидкостное охлаждение. Его особенностью являлось отсутствие коленчатого вала, что делало двигатель компактным и легким. Но главным отличием "Амбеса" было введение непосредственного впрыска топлива в цилиндр, что явилось высокоэффективной системой топливоподачи. Широкое применение такая система получила много позже. Для окончательной разработки этого интересного двигателя молодые авиаконструкторы не смогли получить поддержки военного ведомства.
Над проблемой авиамотора с двумя противоположными поршнями работал Н. Р. Бриллинг, которому также не удалось довести свое изобретение до конца.
Конструктор А. А. Пороховщиков, работая над созданием самолета истребительного типа, в начале 1915 г. представил проект интересного авиадвигателя. Изобретатель писал, что он отличается "от существующих повышенным коэффициентом отдачи (вследствие движущихся частей), простотой и надежностью конструкции, крайней легкостью (в три раза легче "Гнома"), плавностью хода, малым лобовым сопротивлением и особой системой охлаждения и карбюрации (экономичность)".[52] Модель двигателя показала хорошие результаты, однако военное ведомство, верное своей линии на внедрение заграничных двигателей, не оказало А. А. Пороховщикову поддержки в реализации его изобретения.
В сентябре 1915 г. инженер-технолог Пожежинский представил в отдел изобретений Центрального военно-промышленного комитета проект и подробное описание устройства оригинального авиадвигателя. Изобретатель стремился добиться значительного уменьшения веса и увеличения "вдвое против обыкновенного числа оборотов двигателя". Характерными особенностями этого мотора являлись высокая степень сжатия и осуществление цикла дизеля. Цилиндры не были неподвижно прикреплены к картеру, как в обычных двигателях внутреннего сгорания, а совершали движение одновременно с поршнями во взаимно противоположных направлениях. Отдел изобретений нашел, что выполнение такого двигателя представляет известные трудности, и отказал автору в поддержке.
