В конце 1920-х годов компания Lycoming Manufacturing Corporation, Уильямспорт (Williamsport), округ Лайкоминг, штат Пенсильвания, занялась производством авиационных двигателей. В то время компания Lycoming была крупным поставщиком автомобильных двигателей для различных производителей. В новой области компания Lycoming быстро добилась успеха с надежным девятицилиндровым радиальным двигателем R-680 мощностью 215 л.с. (160 кВт). Однако компания хотела выйти на рынок двигателей большой мощности.
В 1932 году руководство компании Lycoming получило информацию о программе авиационного корпуса армии США (US Army Air Corps – USAAC) по созданию цилиндра с высокими характеристиками (цилиндр Hyper), который развивал бы одну лошадиную силу на кубический дюйм рабочего объема и позволял бы готовому авиационному двигателю развивать одну лошадиную силу на фунт массы. В 1932 году командование авиационного корпуса заключило контракт с компанией Continental Motors по работе с отделением силовых установок авиабазы Райт-филд, штат Огайо, в рамках создания двигателя, использующего цилиндры Hyper. В USAAC определили новый авиамотор как 12-цилиндровый двигатель жидкостного охлаждения с горизонтально расположенными цилиндрами, способный развивать мощность 1200 л.с. (895 кВт) и использующий конструкцию с отдельными цилиндрами. Компоновка двигателя с оппозитными или горизонтально расположенными цилиндрами была выбрана для того, чтобы двигатель можно было разместить внутри крыла самолета.
Руководство компании Lycoming увидело возможность быстро зарекомендовать себя в качестве производителя мощных авиационных двигателей, создав двигатель, который удовлетворял бы требованиям USAAC. По собственной инициативе в компании Lycoming начали работу над собственным 12-цилиндровым двигателем, в конструкции которого использовался цилиндр Hyper. Главный инженер Lycoming Вал Кронстедт (Val Cronstedt) был назначен ответственным за проект, и ему помогали Сэмюэл Хоффман (Samuel Hoffman), Кларенс Вигман (Clarence Wiegman) и другие инженеры. USAAC поощрял участие компании Lycoming и оказывал поддержку в процессе разработки, но первоначально не оказывал финансовой поддержки.
Компания Lycoming начала серьезные опытно-конструкторские работы над новым двигателем в 1933 году. В 1934 году были построены и испытаны различные одноцилиндровые испытательные двигатели. Также в 1934 году Хоффман и Вигман подали заявку на ряд патентов, в которых подробно описывались некоторые предлагаемые аспекты полноценного 12-цилиндрового двигателя. В 1935 году авиационный корпус армии США заинтересовался двигателем и начал поддерживать усилия компании Lycoming. Испытания одноцилиндрового экспериментального двигателя дали положительные результаты: в мае 1936 года двигатель прошел 50-часовые испытания и в июле 1936 года при 3000 об/мин и рабочем объеме 102,8 куб. дюймов (1,69 л) выдал 228,7 л.с. (170,5 кВт). В том же году командование USAAC заключило контракт с компанией Lycoming на создание полноценного двигателя. Компания Lycoming потратила 500000 долларов собственных средств и завершила разработку своего двигателя, который получил обозначение O-1230 (также как XO-1230). Изготовление первого двигателя О-1230 было завершено в 1937 году, в декабре того же года и двигатель был готов к ресурсным испытаниям.
Двигатель Lycoming O-1230 имел двухсекционный алюминиевый картер, который был разделен вертикально. Шесть отдельных цилиндров были прикреплены к каждой стороне картера. Цилиндры были стальными и были окружены стальным кожухом водяного охлаждения. Каждый цилиндр имел полусферическую камеру сгорания с одним впускным клапаном и одним выпускным клапаном с натриевым охлаждением. Кулачковые механизмы были установлены в верхних частях каждого блока цилиндров, и каждый кулачковый механизм включал в свой состав один распределительный вал, который приводился во вращение валом с передней части двигателя.
Карбюратор с нисходящим потоком подавал топливо в односкоростной одноступенчатый нагнетатель, установленный в задней части двигателя. Крыльчатка нагнетателя диаметром 10 дюймов (254 мм) приводилась в движение с частотой вращения, которая в 6,55 раз превышает частоту вращения коленчатого вала двигателя. Она подавала воздух во впускной коллектор, расположенный на верхней части двигателя. Из впускного коллектора воздух подавался к каждому цилиндру по отдельным воздуховодам. Компания Lycoming экспериментировала с непосредственным впрыском топлива в испытательные цилиндры, и в ноябре 1934 года был получен патент США 2119879, в котором подробно описывалась система впрыска топлива в цилиндры двигателя O-1230. В описании патента было указано, что топливные форсунки установлены в съемной крышке впускного коллектора, при этом по одной форсунке распыляли топливо в свой воздуховод и в направлении цилиндра. Однако маловероятно, что в двигателе O-1230 система впрыска топлива когда-либо использовалась.
Выхлопные газы выводились из нижней части цилиндров и собирались в общем для каждого ряда цилиндров коллекторе. В удлиненной носовой части картера размещены коническо-планетарные передачи для редуктора воздушного винта. Пропеллер вращался с частотой, которая составляет 0,4 частоты вращения коленчатого вала двигателя с возможностью изменения передаточного числа на 0,5 или 0,333. На верхней части двигателя О-1230 сразу за редуктором находился единственный магнето этого авиамотора. Магнето было подключено к двум распределителям, каждый из которых приводился в движение от передней части привода распределительного вала.
Двигатель O-1230 имел диаметр цилиндров 5,25 дюймов (133 мм) и длину хода поршня 4,75 дюймов (121 мм). Полный рабочий объем двигателя составлял 1234 кубических дюйма (20,2 л), а степень сжатия составляла 6,5 к 1. На взлете при 3400 об/мин двигатель O-1230 развивал мощность 1200 л.с. (895 кВт), в штатном режиме при 3100 об/мин развивал мощность 1000 л.с. (746 кВт) и в крейсерском полете при 2650 об/мин – 700 л.с. (522 кВт). Для полета в пикировании двигатель O-1230 имел ограничение частоты вращения вала 3720 об/мин. Авиамотор O-1230 имел длину 106,7 дюймов (2,71 м), ширину 44,1 дюйма (1,12 м) и высоту 37,9 дюймов (0,96 м). Масса двигателя составляла 1325 фунтов (601 кг).
В марте 1939 года после завершения 50-часового испытания типа двигатель O-1230 был классифицирован как авиамотор мощностью 1000 л.с. (746 кВт). Дальнейшая разработка двигателя увеличила его мощность до 1200 л.с. (895 кВт). O-1230 был установлен на штурмовике Vultee YA-19, который был модифицирован в летающую лабораторию по испытанию двигателей и переобозначен как XA-19A (38-555). В некоторых источниках указано обозначение YA-19A, но литера «Y» обычно использовалось для предсерийных самолетов, а «X» – для экспериментальных самолетов. XA-19A с двигателем O-1230 впервые поднялся в воздух 22 мая 1940 года с аэродрома Валти-филд, Дауни, штат Калифорния. В июне 1940 года комбинация планера и двигателя была передана на авиабазу Райт-филд, штат Огайо, а затем 27 марта 1941 года была отправлена компании Lycoming. К этому времени командование авиационного корпуса армии США отказалось от концепции размещения двигателей внутри крыла и интересовалось более мощными авиамоторами.
Хотя выходная мощность O-1230 была на уровне многих его современников, таких как Allison V-1710, O-1230 не обладал таким же потенциалом развития или надежностью, как другие двигатели. Программа O-1230 была закрыта в пользу работ по другим авиационным двигателям, и впоследствии авиамотор был снят с планера XA-19A. 8 августа 1941 года XA-19A был передан компании Pratt & Whitney, где на планер был установлен двигатель R-1830, а сама машина была переименована в XA-19C.
Компания Lycoming по-прежнему была заинтересована в разработке двигателя большой мощности и использовала компоненты O-1230 для создания 24-цилиндрового авиамотора XH-2470. В некотором смысле Lycoming XH-2470 представлял собой два двигателя O-1230, установленных в общем картере. Конструкторские работы по новому двигателю компания Lycoming начала в начале в 1938 года. В заключение следует сказать, что двигатель O-1230 выставлен в авиационном музее Новой Англии в Виндзор-Локс, штат Коннектикут.
Источники:-
-
- Development of Aircraft Engines and Fuels by Robert Schlaifer and S. D. Heron (1950)
- Aircraft Engines of the World 1941 by Paul Wilkinson (1941)
- Jane’s All the World’s Aircraft 1942 by Leonard Bridgman (1942)
- “The Evolution of Reciprocating Engines at Lycoming” by A. E. Light, AIAA: Evolution of Aircraft/Aerospace Structures and Materials Symposium (24–25 April 1985)
- “Fuel Injector for Internal Combustion Engines” US patent 2,119,879 by Samuel K. Hoffman and Clarence H. Wiegman (Applied 19 November 1934)
- “Aircraft Prime Movers of the Twentieth Century” by Air Commodore F. R. Banks, Seventh Wings Club ‘Sight’ Lecture (20 May 1970)
- “Vultee Engine-Test Aircraft in World War II” by Jonathan Thompson, AAHS Journal Volume 39 Number 4 (Winter 1994)
-
источник: https://oldmachinepress.com/2018/04/20/lycoming-o-1230-flat-12-aircraft-engine/