12-цилиндровый авиационный двигатель Lycoming O-1230. США

12-цилиндровый авиационный двигатель Lycoming O-1230. США

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.

в компании Lycoming цилиндр Hyper был превращен в цилиндр, который использовался в двигателе O-1230. Обратите внимание на шпильки для крепления корпуса распределительного вала. Впускное отверстие и входное отверстие для охлаждающей жидкости находятся справа. Выпускное отверстие и выходное отверстие для охлаждающей жидкости находятся слева

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.

вверху: чертеж двигателя O-1230 из патента 2119879 для предлагаемой системы впрыска топлива, которую можно увидеть во впускном коллекторе. На чертеже показаны детали конструкции двигателя, включая разъемный картер и верхний распределительный вал. Внизу: высота двигателя O-1230, предназначенного для размещения внутри крыла, была минимальной. Длинная носовая часть облегчала обтекание при установке внутри крыла. Обратите внимание, что диаметр нагнетателя немного превышал высоту двигателя

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).

на момент изготовления Lycoming O-1230 был вдвое больше и в три раза мощнее любого другого авиадвигателя, построенного компанией. По существу, компания Lycoming достигла характеристик, которые первоначально были поставлены перед разработчиками авиадвигателя, но к тому времени, когда он должен был быть запущен в производство, другие разработки сделали двигатель O-1230 устаревшим

двигатель O-1230 с моторной рамой, которая крепилась между корпусом распределительного вала и цилиндрами. Обратите внимание на впускной коллектор и отдельные воздуховоды на верхней части двигателя

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.

экспериментальный самолет XA-19A с обозначениями авиабазы Райт-филд. Воздухозаборник над капотом подавал воздух в карбюратор двигателя. Панели с прорезями в капоте позволяли теплу, выделяемому выпускным коллектором, выходить из капота. Обратите внимание на крупный выпускной патрубок. Радиатор, расположенный под двигателем, увеличил пространство, необходимое для установки двигателя O-1230. Хвостовое оперение экспериментального самолета было модифицировано с целью компенсации более длинной и крупной носовой части, необходимой для размещения O-1230

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.

отреставрированный двигатель O-1230 выставлен в музее авиации Новой Англии. Электрический стартер двигателя установлен вертикально непосредственно перед нагнетателем. (снимок Даниэля Берека [Daniel Berek] с Flickr.com)

1. 1. 1. Development of Aircraft Engines and Fuels by Robert Schlaifer and S. D. Heron (1950)
      2. Aircraft Engines of the World 1941 by Paul Wilkinson (1941)
      3. Jane’s All the World’s Aircraft 1942 by Leonard Bridgman (1942)
      4. “The Evolution of Reciprocating Engines at Lycoming” by A. E. Light, AIAA: Evolution of Aircraft/Aerospace Structures and Materials Symposium (24–25 April 1985)
      5. “Fuel Injector for Internal Combustion Engines” US patent 2,119,879 by Samuel K. Hoffman and Clarence H. Wiegman (Applied 19 November 1934)
      6. “Aircraft Prime Movers of the Twentieth Century” by Air Commodore F. R. Banks, Seventh Wings Club ‘Sight’ Lecture (20 May 1970)
      7. “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/