История авиационных двигателей SNCM 130 и SNCM 137, подробно описанная в данной статье, основана на исследованиях Себастьена Форе (Sébastien Faurès), которые он объединил в своей замечательной книге «Lorraine-Dietrich».
В середине 1935 года авиационная техническая служба (S.T.Aé – Service Technique de l’Aeronautique) стремилась разработать относительно компактный авиационный двигатель, который при массе 300 кг и общем рабочем объеме 12 литров на высоте 4000 метров развивал бы мощность 600 л.с. (447 кВт). Данный двигатель воздушного охлаждения предназначался для установки на легкие истребители следующего поколения. Ответственным за разработку нового двигателя был назначен Альбер Лори. Ранее Альбер Лори работал в автомобильной компании Delage и спроектировал гоночный автомобиль 15S8 Grand Prix Racer, который в 1927 году с тал победителем чемпионата конструкторов автомобилей. Альбер Лори также разработал инвертированные 12-цилиндровые рядные авиационные двигатели Delage 12 GVis и 12 Cdirs; последний из этих двух двигателей был установлен на гоночном самолете Kellner-Béchereau KB-28. Работая совместно с STAé, Альбер Лори быстро сосредоточился на 24-цилиндровых двигателях двигателе конфигурации X, H или в виде спарки двух 12-цилиндровых V-образных двигателей.
В течение 1936 года концепция двигателя STAé претерпела радикальные изменения, равно как и конструкция Лори. К концу 1937 года 24-цилиндровый двигатель состоял из четырех V-образных шестицилиндровых секций, соединенных общим картером и приводивших в движение общий коленчатый вал. Развиваемая каждой секцией мощность должна была составлять 600 л.с. (447 кВт), что обеспечивало двигателю общую мощность 2400 л.с. (1790 кВт). Мало кто из известных производителей двигателей был заинтересован в том, чтобы заниматься изготовлением и доводкой столь нетрадиционного двигателя, особенно разработанного не в их компании. 31 марта 1937 года компания Société des moteurs et cars Lorraine (Моторо-и автомобилестроительная компания Lorraine) была национализирована государством, создавшим на ее базе Société Nationale de Construction de Moteurs (SNCM; Национальное общество моторостроения), управляющим директором и главным руководителем которой стал Клод Боннье (Claude Bonnier). В октябре 1937 года STAé поручила национальному обществу SNCM разработать новый двигатель.
Конструкция 2400-сильного (1790 кВт) двигателя была сочтена слишком амбициозной, и была произведена еще одна модернизация. Предлагаемый 24-цилиндровый двигатель жидкостного охлаждения теперь состоял из трех восьмицилиндровых V-образных секций, соединенных общим картером. Эту конфигурацию двигателя с радиально расположенными вокруг картера шестью рядами по четыре цилиндра в каждом часто называют рядно-радиальной. Кроме того, внешние части шести блоков цилиндров образовывали шестиугольник, что относит данную силовую установку к семейству редких шестиугольных двигателей. К другим шестигранным двигателям относятся Curtiss H-1640 Chieftain, Wright H-2120, Junkers Jumo 222 и серия авиационных двигателей Добрынина.
Конечная мощность двигателя национального общества SNCM должна была составлять 1800 л.с. (1342 кВт), но изначально он должен был развивать мощность 1600 л.с. (1193 кВт). Как только эта мощность будет достигнута, диаметр цилиндра будет увеличен для достижения мощности 1800 л.с. (1342 кВт). Двигатель мощностью 1800 л.с. (1342 кВт) получил обозначение SNCM 130. Прототип мощностью 1600 л.с. (1193 кВт) с уменьшенным диаметром цилиндров получил обозначение SNCM 137 и должен был быть изготовлен первым. Из-за сходства двигателей между собой и их довольно запутанного происхождения двигатель SNCM 137 часто называют SNCM 130.
Двигатель SNCM 137 имел литой алюминиевый картер, состоявший из двух частей и разделенный по горизонтали (скорее по диагонали). Две половины картера соединялись вокруг четырехколенного коленчатого вала, который опирался на пять коренных подшипников. На каждом из колен коленчатого вала был установлен шатун, состоявший из одного главного шатуна и пяти прицепных шатунов. Шесть блоков цилиндров были установлены вокруг картера с интервалом в 60 градусов. Каждый блок цилиндров состоял из одного четырехцилиндрового литого алюминиевого блока с коваными стальными гильзами и съемной литой алюминиевой головки. Блоки цилиндров были спарены по два, образуя три V-образные группы по восемь цилиндров. Между каждой парой цилиндров был установлен верхний распределительный вал, который приводился в движение коленчатым валом через ряд шестерен, расположенных в задней части двигателя. В данной конфигурации один распределительный вал взаимодействовал с двумя блоками цилиндров, и двигатель имел три распределительных вала. Каждый из двух верхних распределительных валов приводил в действие расположенный сзади топливный насос. Единственный нижний распределительный вал приводил в действие расположенный сзади масляный насос и расположенный в передней части насос охлаждающей жидкости.
С помощью коромысел распределительный вал приводил в действие по одному впускному клапану и по одному выпускному клапану каждого цилиндра. Клапанный механизм между каждой парой цилиндров был скрыт большой арочной крышкой. Клапанная крышка между нижними рядами цилиндров выступала глубже, за головки цилиндров, и служила в качестве масляной ванны. Клапаны в головке блока цилиндров, которая имела клиновидную камеру сгорания, были расположены наклонно. На противоположной от клапанов стороне каждого цилиндра находились две свечи зажигания и одна топливная форсунка. Свечи зажигания приводились в действие двумя магнето, которые были расположены в задней части двигателя. Степень сжатия двигателя составляла 7 к 1.
два снимка двигателя SNCM 130 / 137, изготавливавшегося на заводе бывшей компании Lorraine. Слева виден клапанный механизм, расположенный между каждой парой цилиндров. Обратите внимание на диагональный разрез на торце картера, который иллюстрирует разделение картера на две половины. Справа показана задняя часть готового двигателя с его нагнетателем и впускными патрубками. Обратите внимание на изогнутый кожух редуктора. Снимок Себастьена Форе и компании Lorraine-Dietrich
Центробежный одноступенчатый односкоростной нагнетатель производства компании Szydlowski-Planiol располагался в задней части двигателя и обеспечивал наддув 3,7 фунтов на квадратный дюйм (0,25 бар№ 25,5 кПа). Воздух поступал в заднюю часть нагнетателя, сжимался и распределялся по каждому блоку цилиндров через шесть отдельных направляющих. Каждая направляющая была соединена с впускным коллектором, который был отлит как единое целое с блоком цилиндров. Впускные коллекторы проходили вдоль внешней стороны пар цилиндров, хотя на чертеже патента показано, что впускное отверстие расположено под распределительным валом между парами цилиндров. Выхлопные газы выпускались через отверстия, расположенные над каждым цилиндром. Монтажные опоры двигателя простирались между впускными коллекторами в открытом V-образном развале блоков цилиндров.
В передней части двигателя был установлен редуктор воздушного винта. Были доступны различные редукторы с передаточным числом от 0,333 и 0,667. Корпус редуктора имел удлиненную форму, и кольцевой радиатор должен был окружать этот корпус. Радиатор был закрыт кожухом, а в обтекателе воздушного винта имелся канал для подачи к нему воздуха. Три лопасти в воздуховоде действовали как охлаждающий вентилятор, помогая потоку воздуха проходить через радиатор в то время, когда самолет находится на земле. После прохождения через радиатор воздух выходил через створки капота, расположенные непосредственно перед блоками цилиндров. Согласно проекту, двигатель и радиатор были полностью закрыты капотом и представляли собой силовой агрегат, готовый к установке. Кожух редуктора также являлся частью капота двигателя, а остальную часть двигателя закрывали съемные панели.
Двигатель SNCM 137 имел диаметр цилиндра 135 мм и ход поршня 130 мм. Общий рабочий объем двигателя составлял 44,66 литра. Двигатель SNCM 137 имел диаметр 1,18 метр и длину 1,90 метр. В то время как Альбер Лори продолжал руководить проектом и быть ответственным за изготовление авиамотора, бывший инженер компании Lorraine Шарль Салюсс (Charles Salusse) также участвовал в разработке двигателя SNCM 137. Салюсс получил французские патенты №№870359 и 870367 за конструкцию камеры сгорания и за V-образную конфигурацию. Заявки на оба патента были выданы в ноябре 1940 года, после того как Альбер Лори покинул национальное общество SNCM из-за немецкой оккупации, и были выданы 12 декабря 1941 года. Во втором патенте показана схема расположения клапанов в парных блоках цилиндров и впускное отверстие, расположенное под распределительным валом. Один из рисунков патента изображал двигатель с четырьмя парами V-образных секций (восемь блоков), как это было предусмотрено в более раннем проекте STAé.
чертеж французского патента №870367, изображающий двигатель с четырьмя парами V-образных секций и клапанный механизм для каждой пары цилиндров. Обратите внимание, что впускное отверстие показано под распределительным валом, чего не было на двигателе в его исходном виде. Справа показан чертеж из патента №870359 с рисунками, показывающими два вида камеры сгорания. Отверстия e1 и e2 напротив наклонных клапанов предназначены для свечей зажигания. Отверстие f предназначено для топливной форсунки
Двигатель SNCM 137 был изготовлен на бывшем заводе компании Lorraine в Аржантёе, недалеко от Парижа. В середине 1939 года на заводе в Аржантее демонстрировался макет или частично изготовленный двигатель. Изготовление прототипа двигателя SNCM 137 было завершено в начале 1940 года, и вскоре начались испытания. К концу марта 1940 года на стенде по испытанию клапанов было отработано 2000 часов, было проведено 500 часов испытаний одноцилиндровых двигателей, а сам прототип двигателя SNCM 137 отработал 80 часов. Двигатель SNCM 137 развивал мощность 1638 л.с. (1221 кВт) при 3000 оборотах в минуту на моделируемой высоте 3000 метров. Однако все дальнейшие работы были остановлены вторжением Германии, начавшимся 10 мая 1940 года. Скорее всего, был построен только один прототип двигателя SNCM 137. Двигатель SNCM 137 был захвачен немецкими войсками и доставлен в Германию. Окончательное местоположение двигателя не установлено, и о его дальнейшем судьбе каких-либо частей двигателя не известно.
двигатель SNCM 130 / 137 был представлен на заводе в Аржантёе в середине 1939 года. Этот двигатель был либо макетом, либо частично изготовленным, но он был снабжен капотом, позволявшим ему выглядеть полноценным силовым агрегатом. Радиатор должен был располагаться между кольцевым воздухозаборником с удлинённым входным участком и двигателем. Обратите внимание на установленный на верхней части двигателя воздухозаборник и на то, что кожух редуктора также являлся частью капота двигателя. Отверстия в капоте представляли собой отдельные выхлопные патрубки. Снимок Себастьена Форе и компании Lorraine-Dietrich
SNCM 130 должен был быть основной серийной версией двигателя, но он не был изготовлен. Двигатель имел ту же компоновку, что и SNCM 137, но диаметр цилиндров был увеличен на 5 мм до 140 мм. В результате общий рабочий объем двигателя SNCM 130 составил 48,03 литров, а ожидаемая мощность составила 1800 л.с. (1342 кВт) при 3200 оборотах в минуту. Ожидалось, что эта мощность будет поддерживаться на высоте 5500 метров. Скорее всего, небольшое увеличение общего рабочего объема не должно было привести к изменению диаметра или длины двигателя по сравнению с SNCM 137. Прогнозируемая масса двигателя SNCM 130 составляла 950 кг. В некоторых источниках двигатель SNCM 130 упоминается под обозначением 24E Taurus, где «24» обозначает количество цилиндров, а «E» означает «étoile» (звезда, т.е. радиальный двигатель).
двигатель SNCM 130 / 137 проходил испытания в начале 1940 года. Обратите внимание на выхлопные трубы, выступающие непосредственно над каждым блоком цилиндров, и прочную трехточечную моторную раму. Виден водяной насос, прикрепленный к передней части нижнего распределительного вала. Снимок Себастьена Форе и компании Lorraine-Dietrich
Источники:
- Lorraine-Dietrich by Sébastien Faurès Fustel de Coulanges (2017)
- “La S.N.C.M. construit un moteur de 1600 cv,” Les Ailes (6 July 1939)
- Les Moteurs a Pistons Aeronautiques Francais Tome I by Alfred Bodemer and Robert Laugier (1987)
источник: https://oldmachinepress.com/2020/12/05/sncm-130-and-137-24-cylinder-aircraft-engines/
перевод впервые опубликован – https://vk.ru/@710541705-sncm-130-and-137-24-cylinder-aircraft-engines
