Авиационный двухтактный двигатель Rolls-Royce Crecy. Великобритания

Rolls-Royce Crecy — необычный авиадвигатель даже для британского авиапрома, выделяющегося большим разнообразием подходов в деле конструирования моторов для самолетов. Потому что Crecy — единственный двухтактный авиадвигатель большой мощности. На легком топливе разумеется, двухтактных авиационных дизелей было достаточно.

Для применения в авиации основное достоинство двухтактного двигателя большая на 60-70%% мощность при тех же габаритах, основные недостатки — больший расход топлива, масла и воздуха. Остальные минусы в разной степени компенсируются вводом различных технических решений, которые впрочем уменьшают плюсы двухтактника — простоту устройства и в меньшей мере компактность, или не существенны для авиамотора, особенно в военное время — это про меньший ресурс.

История двухтактника от R-R началась в декабре 1935 году когда в Министерстве Авиации Великобритании начали обсуждать создание нового мощного двигателя, предназначенного для скоростного истребителя-перехватчика. Участвующий в обсуждении знаменитый ученый-двигателист Harry Ricardo предложил двухтактный мотор, заказчик на предложение согласился. Вторая половина 30х годов была посвящена изучению свойств такого мотора, первый прототип Crecy был изготовлен в железе в 1941. К этому времени определили на какой самолет "Креси" будет ставится — на Spitfire. На испытаниях мотор показал 1400л.с. плюс большую дополнительную тягу создавал выхлоп, 30% от тяги пропеллера! Однако были проблемы с вибрацией и охлаждением поршней и втулок. 
Первый экземпляр "Креси" проработал более 450 часов и испытывался до 45 года, в 43 его переделали в Crecy MK II с отдельными блоками цилиндров, а не выполненными единой деталью как раньше. Следующие экземпляры мотора успешно проходили и 25 и 50 часовые тесты на непрерывную работу. 

В течение войны приоритет работ над "Креси" был низким, всего было изготовлено и испытано шесть моторов плюс восемь отдельных двухцилиндровых V-образных секций. Три последних мотора в 1944-1945 годах получили турбину. А в декабре 1945 работы над двигателем прекратили из-за отказа от дальнейших работ над поршневыми моторами в связи с переходом на реактивную тягу.

1.

Crecy представлял собой V-образный двухтактовый двигатель с развалом цилиндров в 90 градусов, с жидкостным охлаждением, с непосредственным вспрыском топлива и гильзовым распределением. Обе этих технологии усложняли устройство мотора, зато давали наибольший выигрыш для двухтактника — топливо-воздушная смесь сжигалась эффективно, воздухообмен в цилиндре проходил наиболее оптимальным образом. Мощный выхлоп, большой расход воздуха и топлива обусловили появление на "Креси" турбины, вращаемой выхлопными газами, аналогичной применяемой на первом английском ТРД Whittle W.1, но в половинном масштабе. Причем вал турбины был общим с коленчатым валом мотора, так что эта система являлась турбокомпаундом, а не классическим турбокомпрессором. Естественно на моторе стоял и одноступенчатый нагнетатель, с изменяемым углом установки лопастей вентилятора. Система маслоснабжения была аналогичной стоявшей на четырехтактниках, лить масло в бензин как это делается на легких двухтактных моторах, не было нужно. 

ТТХ (расчетные)

Диаметр цилиндра, мм 129,5
Ход поршня, мм 165,1
Объем, л 26
Вес сухого, кг 862
Топливо, октановое число 100
Редукция 0,451:1
Выходная мощность, л.с. 2729
Степень наддува 7:1
Расход топлива, л/ч 388,2 при 2500 об/мин

Как видно из ТТХ двигатель работал на относительно невысоких для "обычных" авиамоторов оборотах — 2500 об/мин. Согласно Рикардо при повышении оборотов 2хтактника затраты мощности на очистку и заполнение цилиндра будут здорово увеличиваться, что очень снизит его эффективность относительно 4хтактника. 
На испытаниях 21 декабря 1944 предпоследний Crecy (s/n 10) выдал 1798 л.с. без подключения турбины. Ожидалось что с ней он мог выдать 2500л.с.. Перспективы двигателя при дальнейшем совершенствовании оценивались очень высоко. Хотя есть и другое мнение: в ходе испытаний "Креси" выявились серьезные проблемы с охлаждением цилиндров. Вызвано это было видимо выбранным способом подачи воздуха в цилиндры — с продувочными окнами, и повышенным расходом масла, характерным для двухтактных двигателей. Несмотря на всякие технические ухищрения на момент окончания работ решить задачу полностью не удалось. 

2.

Предполагалось что Crecy в воздухе будет тестироваться на Hawker Henley, в марте 43 был даже выделен s/n L3385. Но до установки мотора на самолет дело так и не дошло. Перед этим, летом 41го, макет "Креси" примерили на Supermarine Spitfire Mk II, а в марте 1942 вышел официальный доклад, в котором сравнивали перспективы Спитфайра с Griffon'ом и Crecy. Было признано что планер "Спита" не выдержит мощности двухтактника, а вот дефорсированная версия "Креси" даст истребителю большее преимущество по сравнению с "Гриффоном". Для справки — серийный Griffon 65 выдавал 2220л.с. при весе 900кг.

У R-R Crecy можно сказать был парный двигатель на тяжелом топливе — авиадизель Napier Nomad. Тоже двухтактный, тоже 12 цилиндровый рядный, тоже с турбокомпаундом и жидкостного охлаждения. Но оппозитный, выдавал 3150л.с. при весе в 1620кг. Был создан в 1949, проект мотора умер в начале 50х, и к нему кстати тоже приложил руку Рикардо. "Номад" считается одним из наиболее совершенных поршневых авиамоторов, возможно шанс стать таковым был и у Crecy.

3.

4.

5.

6. Фронтальная площадь двигателя — 0,6м2, но вместе со всей "обвязкой" она получается совсем немалой — 1,33м2. 

7.

8. 

источник: http://p-d-m.livejournal.com/267605.html