20-цилиндровый авиационный двигатель Pratt & Whitney R-2060 Yellow Jacket. США

Примерно в 1930 году командование авиационного корпуса армии США (United States Army Air Corps – USAAC) заинтересовалось авиационными двигателями жидкостного охлаждения мощностью 1000 л.с. (746 кВт). Так или иначе командование армейской авиации для достижения этой цели убедило руководство компании Pratt & Whitney (P&W) разработать за свой счет экспериментальный двигатель. Экспериментальный двигатель, получивший официальное обозначение R-2060 Yellow Jacket, также этот двигатель имел в компании P&W внутрифирменное обозначение X-31. Также компанией P&W новому двигателю было присвоено название Yellow Jacket подобно тому как ранее семействам авиамоторов были присвоены названия Wasp и Hornet.

Хотя R-2060 стал первым двигателем жидкостного охлаждения компании P&W, в компании экспериментировала с цилиндрами жидкостного охлаждения еще в 1928 году. Кроме того, многие инженеры компании P&W имели опыт работы с двигателями жидкостного охлаждения, работая в других организациях, в частности были сотрудники, которые помогали разрабатывать двигатели жидкостного охлаждения в компании Wright Aeronautical.

Двигатель R-2060 имел неразъемный картер из литого алюминия. Радиально вокруг картера с углом раскрыва 72 градуса были прикреплены пять блоков цилиндров. Самый нижний блок цилиндров (№3) был перевернут и устанавливался вертикально под картером. Каждый блок цилиндров состоял из четырех отдельных цилиндров, расположенных в ряд. Такая конфигурация позволила создать 20-цилиндровый рядно-радиальный двигатель. К передней части картера был прикреплен корпус, в котором находился планетарный конический редуктор воздушного винта. В задней части картера были установлены нагнетатель и отсек вспомогательных агрегатов.

Коленчатый вал имел четыре колена и опирался на пять коренных подшипников. К каждой шатунной шейке коленчатого вала были прикреплены главный шатун и четыре прицепных шатуна – типичная компоновка, используемая в радиальных двигателях. Каждый отдельный цилиндр был окружен стальным кожухом водяного охлаждения. Над каждым блоком цилиндров был установлен кожух, за которым скрывался единственный верхний распределительный вал. Распределительный вал приводил в действие клапаны цилиндра – один впускной и один выпускной клапаны. Каждый распределительный вал приводился в движение от передней части двигателя вертикальным валом и коническими шестернями. С задней стороны каждого распределительного вала находилось магнето, которое приводило в действие по две свечи зажигания для каждого цилиндра для данного блока цилиндров. Свечи зажигания были установлены горизонтально в камере сгорания и размещены на внешних сторонах цилиндров. Картер распределительного вала нижнего ряда цилиндров был более глубоким и также служил масляным поддоном.

20-цилиндровый двигатель R-2060 был достаточно компактным и лёгким двигателем. Обратите внимание на корпуса распределительных валов, расположенные над каждым блоком цилиндров, и на то, что корпус нижнего ряда был более глубоким, чтобы служить масляным поддоном (снимок Тома Фея [Tom Fey], предоставленное Обществом истории авиадвигателей)

двигатель R-2060, вид сзади. На данном снимке хорошо видны карбюратор двигателя и корпус нагнетателя. Кольцевой коллектор вокруг задней части двигателя подавал охлаждающую воду к пяти блокам цилиндров (снимок Тома Фея, предоставленное Обществом истории авиадвигателей)

Вода системы охлаждения двигателя поступала из радиатора в два впускных отверстия кольцевого коллектора, установленного в задней части двигателя. Коллектор имел пять выпускных отверстий, по одному для каждого блока цилиндров. Вода поступала из кольцевого коллектора в трубу, которая проходила вдоль каждого блока цилиндров. От трубы отходили патрубки для каждого цилиндра с точкой крепления рядом с выпускным отверстием. Вода проходила через выпускное отверстие, проходила через кожух водяного охлаждения и выходила рядом с впускным отверстием. Вода из каждого цилиндра отводилась в другой трубопровод, который вел к меньшему по размерам кольцевому коллектору, установленному вокруг передней части двигателя. Два водяных насоса, приводимые в действие в передней части двигателя, забирали воду из переднего коллектора и возвращали ее в радиатор.

Pratt & Whitney R-2060 Yellow Jacket был экспериментальным двигателем жидкостного охлаждения. Обратите внимание на кольцевой коллектор охлаждающей жидкости, расположенный вокруг передней части двигателя и подававший воду обратно к водяным насосам

Двигатель Pratt & Whitney R-2060 Yellow Jacket имел диаметр цилиндра 5,1875 дюйма (132 мм) и ход поршня 4,875 дюйма (124 мм). Создание т.н. квадратного двигателя (двигателя, у которого диаметр цилиндра больше хода поршня) было нетипично для компании P&W и было повторено только в конструкции двигателя R-2000, который был создан на основе R-1830 с минимальными изменениями. Сравнительно короткий ход помог уменьшить диаметр двигателя R-2060, который имел общий рабочий объем 2061 кубический дюйм (33,8 л). Мощность двигателя при 3300 оборотах в минуту должна была составлять 1500 л.с. (1119 кВт). Двигатель имел длину 68 дюймов (1,73 м) и диаметр 47 дюймов (1,19 м). Масса двигателя R-2060 составляла 1400 фунтов (635 кг).

впускные отверстия для каждого блока цилиндров были отлиты как единое целое с картером. Обратите внимание на водяные трубопроводы, прикрепленные к цилиндрам. На левой части снимка можно увидеть генератор (снимок Тома Фея, предоставленное Обществом истории авиадвигателей)

Серьезные проектные работы по двигателю R-2060 были начаты в марте 1931 года, а испытания экспериментального одноцилиндрового двигателя начались в августе того же года. Первый запуск двигателя состоялся в июле 1932 года, и вскоре возникли проблемы с циркуляцией масла и утечками охлаждающей жидкости. На протяжении оставшейся части 1932 года компания P&W работала над решением проблем со смазкой, контролем чрезмерного расхода масла, предотвращением перегрева в различных блоках цилиндров и устранением трещин в кожухах водяного охлаждения. Во время одного из последних испытаний двигатель R-2060 развил мощность 1116 л.с. (820 кВт) при 2500 оборотах в минуту, но достижение 1500 л.с. (1119 кВт) при 3300 оборотах в минуту было выше того, что могла выдержать конструкция двигателя. Потребовалась серьезная модернизация двигателя, и программа Yellow Jacket в начале 1933 года была отменена. На момент закрытия программы было проведено 46 часов стендовых испытаний. В общей сложности был изготовлен только один двигатель R-2060.

Отказ от R-2060 позволил компании P&W сосредоточить усилия на разработке двухрядного 14-цилиндрового радиального двигателя воздушного охлаждения R-1830 Twin Wasp. Двигатель R-1830 стал самым массовым из выпускавшихся авиационных двигателей всех времен: было построено 173618 экземпляров. Единственный двигатель R-2060 Yellow Jacket сохранился и является частью коллекции Музея-ангара компании Pratt & Whitney в Ист-Хартфорде (East Hartford), штат Коннектикут.

Источники:

• The Liquid-Cooled Engines of Pratt & Whitney by Kimble D. McCutcheon (presentation at the 2006 Aircraft Engine Historical Society Convention)
• Development of Aircraft Engines and Fuels by Robert Schlaifer and S. D. Heron (1950)
• The Engines of Pratt & Whitney: A Technical History by Jack Connors (2009)

источник: https://oldmachinepress.com/2019/10/20/pratt-whitney-r-2060-yellow-jacket-20-cylinder-engine/

перевод впервые опубликован – https://vk.ru/@710541705-pratt-whitney-r-2060-yellow-jacket-20-cylinder-engine