четверг, 19 января 2017 г.

Советские двигатели

- 1929-30 При разговоре о танке Т-19 (который д.б. прийти на смену Т-18 (бывш МС-1)) по части двигателя (конструктора Микулина) в статье говорится "недоведеный до рабочего состояния двигатель конструкции А. Микулина заменили мотором «Франклин». " Однако (что интересно) в статье про самого Микулина сказано, что
"В 1924 г. Микулину поручили самостоятельно вести разработку маломощного мотора для танкетки Т-19. Мотор был принят в производство и выпущен малой серией. Он стал вторым танковым двигателем, созданным Микулиным. Затем были спроектированы и построены маломощные моторы "Альфа" и "Бета"."
В той же статье сказано, что в 1926 г "С его участием был разработан двигатель НАМИ-100 (М-12) мощностью 100 л.с., предназначенный для учебно-тренировочного биплана У-2. Однако к сроку довести мотор не удалось." На самолет "В серийное производство передали другой, более доведенный мотор М-11, сконструированный под руководством А.Д. Швецова."
Следующим заданием было создание 700 сильного двигателя для бомбардировщика. Микулин выполнял чертежи для мотора М-18. В 1928 были готовы три первых лпытных двигателя, что последовательно вышли из строя при испытаниях. К тому же мотор выдавал не более 600 лс.
"Неудача с М-13 подорвала веру в возможность создания мощного авиационного
мотора своими силами. Этой точки зрения придерживался и новый руководитель НАМИ Зелинский."
Микулин же боролся за мотор до конца, а со следующим мотором выступил в инициативном порядке
"В 1930 г. Микулин приступил к осуществлению идеи, которая созрела у него еще в 1928 г.: созданию мотора, превосходящего по мощности М-17. На начальном этапе он встретил серьезное противодействие со стороны руководства НАМИ. Несмотря на это, в мае 1930 г. Микулин сумел добиться утверждения предложенной им компоновки мотора.
Стенд для испытания мотора М-34
Стенд для испытания мотора М-34
Разработка рабочих чертежей была закончена к июлю 1930 г. В октябре начались испытания опытного блока, а к августу 1931 г. была проведена обкатка и предварительное испытание "полномасштабного" мотора. С 2 августа по 7 ноября двигатель, получивший обозначение М-34, успешно прошел 100-часовые госиспытания и в начале 1932 г. был передан в серийное производство.
М-34 обладал выдающимися для своего времени техническими данными и превосходил лучшие зарубежные образцы. Его номинальная мощность составила 750 л.с., а взлетная - 850 л.с. при сухой массе 535 кг."
Мотор был модернизирован и выставлялся в Копенгагене:
"Директор советского павильона на 2-й Международной авиационной выставке, состоявшейся в 1934 г. в Копенгагене, в своем отчете отмечал, что наибольший интерес посетители выставки проявляли именно к мотору М-34РН, который по отделке и техническим данным не уступал заграничным."
Самолет ТБ-3 с моторами АМ-34РН
Самолет ТБ-3 с моторами АМ-34РН
"Двигатель М-34 в различных модификациях устанавливался на ряде серийных самолетов, таких как ТБ-3, Р-Z, МДР-2. Этими же моторами оснащался самый большой в мире самолет "Максим Горький". Особо следует отметить использование М-34 на самолетах РД. В 1934 г. на самолете РД-1 экипажем в составе летчиков М.М. Громова и А.И. Филина, штурмана И.Т. Спирина был совершен перелет на дальность 12 411 км по замкнутому маршруту. Самолет находился в воздухе 75 ч, что было сопоставимо с ресурсом мотора. В 1936 г. экипаж в составе В.П. Чкалова, Г.Ф. Байдукова и А.В. Белякова на самолете РД (АНТ-25) с мотором М-34 совершил беспосадочный перелет по маршруту: Щелково - Камчатка - остров Удд протяженностью 9374 км, а в 1937 г. они же совершили перелет по маршруту Щелково - Северный полюс - Портленд (США) протяженностью 8509 км. В том же году экипаж в составе М.М. Громова, А.Б. Юмашева и С.А. Данилина совершил перелет по маршруту Щелково - Северный полюс - Сан-Джасинто (США) протяженностью 10 148 км."
"В начале 40-х годов появились АМ-38, АМ-38 ФН и АМ-42. Надежные двигатели выпускали массово. Микулин довел поршневые двигатели до совершенства."
---------------
Из статьи "советсское двигателестроение"
"До революции в России по лицензиям западных фирм производились только тихоходные стационарные и судовые дизели. Исключение составлял Запорожский завод «Дюфлон, Константинович и К˚» (впоследствии завод № 29 им. Баранова – нынешнее ОАО «Мотор Сич»), где с 1916 г. выпускался первый в России авиамотор – однорядный шестицилиндровый двигатель «Мерседес» с водяным охлаждением мощностью 100 л.с. («Дека» М-100).
В первые годы Советской власти были предприняты попытки по созданию отечественных авиамоторов, однако они к успеху не привели. Исключение, пожалуй, составил стосильный пятицилиндровый звездообразный авиамотор М-11 конструкции А. Д. Швецова, созданный в 1927 г. для легкомоторной авиации. Создать же более мощные авиамоторы советским конструкторам не удавалось. Причина неудач заключалась в общей технической отсталости страны, недостатке кадров, причем не только технической интеллигенции, но и квалифицированных рабочих, низкой культуре производства, отставании смежных отраслей, в первую очередь металлургии.
В связи с этим было решено в первую очередь освоить производство двигателей по лучшим иностранным образцам – в начале 1920-х гг. начался серийный выпуск моторов М-5 (американский «Либерти») и М-6 (французский «Испано-Сюиза» 8Fb). Мощность этих двигателей достигала 400 л.с. С ноября 1929 г. под маркой М-17 был запущен в производство немецкий авиамотор BMW-VI мощностью 500 л.с. Все указанные двигатели были V-образными, 12-цилиндровыми, имели водяное охлаждение и применялись также в качестве танковых моторов."

"Для более полного использования зарубежного опыта, а также увеличения номенклатуры авиационных двигателей была произведена покупка лицензий на ряд наиболее совершенных образцов. Самыми распространенными из них стали V-образные моторы BMW и «Испано-Cюиза», а также радиальные (звездообразные) двигатели фирм «Райт» (США) и «Гном-Рон» (Франция). ОКБ, которым было поручено внедрение этих двигателей в производство, сразу же предпринимали меры к их дальнейшему совершенствованию. Перечисленные моторы и положили начало авиационному двигателестроению в СССР, на их освоении и модификации сформировались отечественные конструкторские бюро.
Базовым в семействе двигателей «ВК» главного конструктора В. Я. Климова стал V-образный 12-цилиндровый авиамотор «Испано-Cюиза» 12Ybrs водяного охлаждения, мощностью 750 л.с., производившийся в СССР с 1935 г. под маркой М-100. Путем модификации этого двигателя были созданы моторы М-100А мощностью 860 л.с. и М-103, на котором увеличили степень сжатия, форсировали его по оборотам и наддуву (за счет увеличения оборотов крыльчатки нагнетателя). М-103, выпускавшийся серийно с 1938 г., достиг мощности 1 000 л.с. В 1939–1940-х гг. в сравнительно небольших количествах делали М-104, на котором установили двухскоростной нагнетатель, с помощью которого не только улучшили высотные характеристики, но и нарастили мощность до 1 100 л.с."

"
КБ А. Д. Швецова в Молотове (ныне Пермь) создавало семейство «АШ» на базе звездообразного 9-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения «Райт» R-1820-F3 «Циклон» мощностью 750 л.с. Договор с корпорацией «Кэртис-Райт» подписали в апреле 1933 года. 1 июня следующего года первый двигатель М-25, собранный на заводе № 19 из американских деталей, поставили на стенд.Швецов начал с перевода «Циклона» на отечественные материалы и комплектующие. В июле – августе 1935 г. М-25 успешно прошел госиспытания, а к концу года моторостроителям уже удалось избавиться от импорта из США большей части деталей. Одновременно появился усовершенствованный М-25А. Основным его отличием стало применение маятникового антивибратора на коленчатом валу. Максимальная мощность возросла с 700 до 730 л.с. В 1937 г. запущен в серию М-25В (775 л.с.).
В 1937 г. на испытания поставили еще одну модификацию «Циклона» серии G – двигатель М-62 со взлетной мощностью 1 000 л.с. С марта 1939 г. его выпускали серийно на двух заводах ‑ № 19 и № 24. В 1940 г. М-62 по объему выпуска уступал только авиадвигателю М-103. Дальнейшим его развитием стал М-63, форсированный по оборотам и наддуву, благодаря чему мощность дошла до 1 100 л.с. Двигатель получил целый ряд новинок, скопированных с американского «Циклона» R-1820-G2: новый карбюратор, удлиненные поршни с усиленными днищами, усиленный главный шатун. Государственные испытания М-63 успешно завершились в январе 1939 г., в том же году его начали серийно выпускать на заводе № 19. В 1940 г. этих моторов уже делали ненамного меньше, чем М-62, а устанавливали их на истребители Н. Н. Поликарпова И-16 и И-153. Конечно, выпуск лицензионных двигателей позволял экономить время и средства, благодаря использованию не только готовой конструкции, но и технологии и, самое главное, отсутствию мучительного процесса доводки двигателя.
В КБ В. Я. Климова, которое работало в Рыбинске при заводе № 26, создали новый авиамотор М-105, проект которого разрабатывался еще с 1937 г. По сравнению с М-103 двигатель получил усиленные картер, блок, шатуны и коленчатый вал. Головки стали трех- вместо двухклапанных. Чтобы сделать более надежными уплотнения и увеличить толщину стенки гильзы цилиндра, ее внутренний диаметр уменьшили на 2 мм, хотя это и нарушало взаимозаменяемость с предыдущими моделями. На М-105 также увеличили обороты и степень сжатия в цилиндрах. Наряду с мотором обычного типа, устанавливавшемся на бомбардировщиках Ар-2, Ер-2 и Пе-2, выпускался и пушечный вариант – М-105П, использованный в истребителях Як-1 и ЛаГГ-3. В нем в развале блока цилиндров размещалась автоматическая авиационная пушка, стреляющая через полый вал пропеллера, что обеспечивало стрельбу без синхронизации с его вращением. Это был первый в СССР серийный двигатель такого типа. В июле 1938 г. опытные образцы М-105 уже проходили летные испытания. Но доводка затянулась, и лишь через год мотор смогли запустить в серию. Однако до весны 1940 г. надежность мотора оставалась весьма низкой. Возникали трещины в клапанной коробке и на коренных шейках коленчатого вала, прогорали выхлопные клапаны."

"В Рыбинске изготовили также первую серию нового двигателя М-107, который являлся дальнейшим развитием М-105, но с большими изменениями. В первую очередь это коснулось системы питания: часть воздуха шла после нагнетателя в обход карбюратора в цилиндры, карбюратор же подавал обогащенную смесь. Переделали блоки, ввели четырехклапанное газораспределение, усовершенствованный редуктор."

"
Что касается авиамотора М-107, то по планам предполагалось к 1 мая 1941 г. довести его ресурс до 100 часов и приступить к серийному производству, выпустив до конца года 2 000 моторов. Однако стендовые испытания выявили множество недостатков, таких как тряска, выбросы масла, скачки давления, постоянный выход из строя свечей, прорыв газовых уплотнений. Реально лишь в августе 1941 г. ресурс М-107 довели до 50 часов. В серию его пустили в 1942-м, а на вооружение приняли лишь в декабре 1943 г., но из-за небольшого ресурса он не нашел широкого применения в ВВС, и до конца войны основным двигателем для истребителей Як разных модификаций и бомбардировщиков Пе-2 оставался авиамотор М-105. О том, с какими трудностями сталкивались разработчики двигателей КБ В. Я. Климова, будет рассказано ниже.
В КБ А. Д. Швецова были созданы 14-цилиндровые двигатели воздушного охлаждения в виде двухрядной «звезды» оригинальной конструкции – М-82 (АШ-82) и впоследствии ее модификации АШ-82ФН и АШ-83. С целью снижения лобового сопротивления количество цилиндров в ряду уменьшили с девяти до семи, а также уменьшили ход поршня до со 174,5 мм до 155 мм, что позволило сделать мотор более компактным. Весной 1940-го этот двигатель впервые выставили на государственные испытания, а затем изготовили установочную серию. Практически все КБ делали попытки использовать на своих самолетах этот мощный двигатель. С ним испытывались МиГ-3, Пе-2, Ил-2, Як-7, Пе-8, и др. Проблемы возникали из-за большего веса мотора (он тяжелее М-105 на 250 кг), а, следовательно, и нарушения центровки, и большего размера. И только в КБ С. А. Лавочкина добились успеха – в кратчайший срок в 1942 г. был подготовлен выпуск истребителя Ла-5 с мотором АШ-82."

"Накануне войны авиамоторы производились на семи серийных заводах. В 1940 г. они выпустили 21 447 двигателей, что практически полностью обеспечило ВВС РККА и ГВФ, и доля импорта была ничтожно малой. Но в подавляющем большинстве авиамоторы, производившиеся заводами СССР, представляли собой более или менее модернизированные копии иностранных конструкций. Внедрение же в производство новых моторов шло неудовлетворительно. В записке командующего ВВС Я. В. Смушкевича и военного комиссара ВВС Ф. А. Агальцова в политическое управление РККА в мае 1940 г. подчеркивалось: «Основным тормозом в развитии наших самолетов является мотор и отсталость в этом плане от передовых стран очень велика. Моторы М-63, М-88, М-105 ненадежны и имеют большое количество дефектов»."

"Основным разработчиком данных дизелей в СССР был ХЗТМ им. В. А. Малышева (бывший ХПЗ). ХПЗ является старейшим предприятием в Украине, производившим дизели. У истоков дизелестроения, развернувшегося на заводе в 1911 г. стоял выпускник ХТИ, основатель кафедры ДВС ХПИ В. Т. Цветков. Именно Василий Трофимович начал формировать Харьковскую школу двигателестроения. Он работал на ХПЗ с 1911 г. в течение 20 лет, где под его руководством было выпущено множество дизелей различной мощности. В дореволюционный период и в первые годы советской власти заводом строились только лицензионные дизели станинного типа с компрессорным смесеобразованием, в основном фирмы MAN семейства ДВ. Двигатели были четырехтактные, тихоходные (160–225 об/мин) и имели от одного до четырех цилиндров. Использовались они в основном как стационарные установки на промышленных предприятиях, водокачках, мельницах и т.д. В годы Гражданской войны дизелестроение на ХПЗ было прекращено и возобновилось только в 1923 г., а полностью было восстановлено к началу первой пятилетки. В годы первой пятилетки (1928–1932 гг.) на ХПЗ осваивают новую продукцию – двухтактные бескомпрессорные дизели типа «Зульцер» (Швейцария)."

"Успехи советских танкостроителей во многом обусловлены применением для средних и тяжелых машин дизельного двигателя семейства В-2, также созданного на ХПЗ в 1930-е гг. Дизельный мотор В-2 по праву можно считать выдающимся достижением отечественного машиностроения. Созданный в предвоенные годы, он производился во многих вариантах до начала семидесятых годов, а суммарный его выпуск превысил четверть миллиона единиц.

Производство танков на ХПЗ было начато после выхода в 1929 г. постановления ЦК ВКП(б) и Совнаркома «О состоянии обороны СССР». До этого на заводе ремонтировались трофейные автомобили, тракторы и танки и двигатели к ним, а также выпускались самые мощные в мире тракторы «Коммунар» (90 л.с.) и «Коминтерн» (120 л.с.). Первые средние танки Т-12, выпускаемые в Харькове, оснащались авиационными бензиновыми двигателями 8Fd французской фирмы «Испано-Сюиза», мощность которых с целью увеличения ресурса была снижена до 200 л.с. На следующую модель среднего танка – Т-24 устанавливали аналогичный двигатель М-6, производившийся уже на Запорожском заводе № 29."

"шасси M 1931 американского конструктора Уолтера Кристи. На основе этого шасси на ХПЗ был сконструирован и выпускался легкий быстроходный колесно-гусеничный танк БТ-2, оснащавшийся первое время американскими двигателями «Либерти», а затем их отечественными аналогами – авиамоторами М-5. На следующих танках БТ-5 и БТ-7, а также выпускавшихся на ХПЗ тяжелых пятибашенных машинах Т-35 конструкции Ленинградского Кировского завода устанавливался V-образный 12-цилиндровый авиамотор М-17 жидкостного охлаждения (BMW-VI). Этот же двигатель применялся и в среднем танке Т-28, выпускавшемся на Кировском заводе. Таким образом, уже в 1930-е гг. танковые моторы были унифицированы. Для оснащения танков часто поступали двигатели, отслужившие свой срок (100 часов) в авиации.
Высокая мощность и хорошие массогабаритные показатели авиационных двигателей М-17 вполне удовлетворяли требованиям их применения в танках всех типов, однако они были недостаточно выносливы для тяжелых условий эксплуатации в танке и недостаточно экономичны по расходу топлива. Но самым главным недостатком бензиновых авиамоторов была их высокая пожароопасность, обусловленная летучестью и взрывоопасностью паров применяемого в них высокооктанового авиационного бензина.
Весной 1931 г. ВСНХ СССР предложил Коломенскому и Харьковскому паровозостроительным заводам взяться за производство автотракторного дизеля мощностью не ниже 300 л.с. В техническом задании указывалась схема – V-образный, 12-цилиндровый с номинальным режимом 1 600 об/мин. В постановлении правительства двигатель назывался автотракторным, но это было сделано из соображений секретности – новый дизель предназначался для танков, так как ни тракторов, ни автомобилей, требующих такого мощного двигателя, в то время не было. Коломенский завод, несмотря на большой опыт производства дизелей (с 1904 г.), за эту работу не взялся.
Дизельный отдел ХПЗ, руководимый К. Ф. Челпаном, приступил к заданию, когда прототипа для такого мотора ни в СССР, ни за рубежом не было. В работе использовался опыт, накопленный на ХПЗ при производстве стационарных и судовых дизелей, а также карбюраторных двигателей тракторов и тягачей. Не случайно главные размеры нового дизеля – диаметр цилиндра 150 мм и ход поршня 180 мм были приняты такими же, как и у карбюраторного двигателя тяжелого артиллерийского тягача «Ворошиловец» мощностью 180 л.с., что позволило применять уже имеющееся оборудование и оснастку.
В Советском Союзе несколько организаций занимались разработкой авиационного дизель-мотора. Над ним работали и в Москве в ЦИАМ, и в Харькове в УНИАДИ, образованном на базе лаборатории ХТИ. Этот институт, которым руководил профессор Я. М. Майер, бывший директор ХТИ, занимался созданием четырехтактного V-образного 12-цилиндрового авиационного дизеля АД-1 мощностью 500 л.с. при 1 600 об/мин. По ряду причин дальше испытаний создатели этого двигателя не продвинулись.
Поскольку у авиационного и танкового дизелей было много общего, усилия УНИАДИ и ХПЗ решили объединить. Специалисты УНИАДИ должны были помочь заводу в отработке рабочего процесса, а ХПЗ, в свою очередь, должен был изготовить поковки и литые детали для опытных образцов авиационного дизеля и помочь с налаживанием технологии. Однако руководство Харьковской области, в частности, Обком КП(б)У, видимо, не поняли важности поставленной перед двигателистами задачи и отвлекали их от основной работы. В силу ряда причин вовремя заказы УНИАДИ, размещенные на ХПЗ, выполнены не были. Авиадизель был создан в ЦИАМе, возможности которого многократно превышали возможности УНИАДИ.
На ХПЗ дело создания танкового дизеля шло успешнее. К концу 1934 г. несколько дизелей БД-2 успешно прошли испытания на тягаче «Ворошиловец», катерах и танках БТ-5"

"
До 1937 г. единичные дизель-моторы изготавливали лучшие рабочие – станочники и сборщики. Но при организации серийного производства двигателей возник еще ряд проблем. Все работы производились в неприспособленных для этого цехах, а строительство моторного цеха затягивалось, так как не была еще готова конструкция двигателя.
Одной из причин затруднений и затягивания процесса доводки дизеля хроническая, проявлявшаяся и в послевоенный период, недооценка руководством отрасли, да и промышленности в целом, значения опытно-конструкторских и исследовательских организаций, опытных баз предприятий. В то время наблюдалось непропорциональное развитие массового производства двигателей в ущерб опытному производству и проведению необходимых исследований. В результате этого доводка изделий повсеместно проводилась в условиях серийного производства.
Поскольку все эти неудачи происходили в 1936–1938 гг., на заводе развернулись массовые репрессии. Были арестованы многие ведущие специалисты – инженеры, конструкторы и мастера, а некоторые из них расстреляны. Были уничтожены директор завода И. П. Бондаренко, начальник танкового КБ, конструктор танков серии БТ А. О. Фирсов, начальник танкового отдела Л. И. Зайчик, начальник дизельного технологического бюро А. А. Краснов. Не пощадили органы НКВД и создателя первого в мире танкового дизеля К. Ф. Челпана, расстрелянного 10 марта 1938 г. Главный инженер завода Ф. И. Лящ вернулся из заключения только в 1950-е гг. Пострадал от репрессий и сотрудник ЦИАМ А. Д. Чаромский, консультировавший специалистов УНИАДИ и ХПЗ по вопросам рабочего процесса в дизелях. После вынесения приговора он был переведен в особое техническое бюро в Тушино – так называемая «Туполевская шарашка», где разработал опытный оппозитный дизель, ставший основой танкового мотора нового поколения.
И все-таки 1 сентября 1938 г. танковый двигатель, получивший наименование В-2, был внедрен в серийное производство. Поначалу он был установлен на танке БТ-7М вместо бензинового мотора М-17Т. В начале 1939 г. дизельное производство из состава ХПЗ им было выделено в самостоятельный дизельный завод № 75 Наркомата авиационной промышленности. Заводской НИИ-466 (бывший УНИАДИ) был передан заводу № 75 и стал называться отделом 1600."

"озникает вопрос, почему ни до войны, ни в ее ходе промышленность ни одной страны не смогла создать не то что равного советскому дизелю В-2, а просто никакого дизеля, пригодного для установки в танк, хотя целесообразность создания танка с двигателем, работающим на тяжелом дизельном топливе, перед легковоспламеняющимся бензиновым двигателем, была очевидной. При этом еще до войны во многих странах были созданы вполне работоспособные авиационные дизели. Особенно в этом деле преуспели Германия и США. Но американские и английские танки, как правило, по-прежнему оснащались авиационными бензиновыми моторами, на немецких, хотя ставились и специальные танковые двигатели, но они были также бензиновыми. Самые мощные T-V и T-VI («Тигр») имели двигатели «Майбах» мощностью 700 л.с. Применялись и другие решения. Так, в американском танке М-4А2 («Шерман») в 1942 г. был установлен агрегат из двух автомобильных 6-цилиндровых дизелей GMC-71 мощностью 210 л. с. (150 кВт) каждый.
Одна из причин отставания Западных стран кроется в том, что в США и странах Европы, кроме Германии, развитию бронетанковой техники не уделялось должного внимания. Что касается Германии, то главная причина использования на немецких танках бензиновых моторов, на наш взгляд, кроется в недостатке нефтепродуктов. Дизельного топлива не хватало даже для операций подводных лодок. Немецкие танковые моторы могли работать на синтетическом бензине, вырабатываемом из каменного угля, причем использование бензина низкого качества снижало пожароопасность танков.
Что касается танкового дизеля В-2, то, безусловно, он был пущен в производство очень «сырым», его моторесурс составлял порядка 50–60 часов. При этом проблемы вибраций стояли на третьем месте, больше беспокоили топливная аппаратура и система воздухоочистки. Однако в условиях военного времени достоинства техники определяются не только ее моторесурсом, но в первую очередь боевыми возможностями, простотой обслуживания, технологичностью производства, а эти качества у советских танков были на высоком уровне. Что касается срока жизни техники, то он на фронте у большинства машин был меньше 50 часов вследствие боевых потерь, а не ограниченности моторесурса.
Как уже отмечалось, в рабочем диапазоне В-2 присутствовали резонансные крутильные колебания, которые не были побеждены, и двигатель эксплуатировался с ограничением в возможных режимах."

....
ЕЩЕ ПО ТЕМЕ:
- Интересно ЧТО дизель создавался для работы на... угле!