Для участия в шнейдеровских гонках 1929 года Италия представила несколько высокоскоростных самолетов, представлявших собой самые разнообразные комбинации планеров и силовых установок. В конечном итоге ни один из этих самолетов не добился успеха, и британцы смогли одержать победу второй раз подряд. Все прекрасно понимали: если британцы в 1931 году вновь победят, то гонки будут завершены, и кубок Шнейдера навсегда останется в Англии.
Чтобы в шнейдеровских гонках 1931 года победить англичан в Италии сосредоточились на создании одного планера и одной силовой установки для него. Для разработки планера была выбрана компания Macchi Aeronautica, и благодаря талантам авиаконструктора Марио Кастольди на свет появился гоночный гидросамолет Macchi-Castoldi 72 (MC.72). Концерну FIAT было поручено разработать двигатель для MC.72 и победить британцев. Времени у концерна FIAT было мало, потому что MC.72 должен был быть спроектирован вокруг двигателя.
Когда команда инженеров-моторостроителей концерна FIAT, возглавляемая Транквилло Церби, приступила к разработке новой силовой установки, и итальянские моторостроители быстро поняли, что времени на разработку нового двигателя с нуля совершенно недостаточно. Двигатель, который планировалось установить на MC.72, должен был быть создан на базе уже имеющегося авиамотора. В то время лучшей силовой установкой концерна FIAT был 12-цилиндровый V-образный рядный двигатель AS.5 (Aviazione Spinto) мощностью 1000 л.с. (746 кВт). Данный двигатель был установлен на FIAT C.29 – одном из гоночных самолетов, которые готовили для участия в шнейдеровских гонках 1929 года. Итальянская команда знала, что для победы в шнейдеровских гонках 1931 года силовая установка самолета должна развивать мощность не менее 2300 л.с. (1715 кВт), и в целях достижения желаемой мощности моторостроители приступили к разработке более эффективного нагнетателя, увеличению степени сжатия двигателя и внедрению других усовершенствований. Но еще на раннем этапе Церби знал, что двигатель AS.5 не сможет развить мощность, необходимую для победы над британцами.
Во время работы над усовершенствованным AS.5 было выдвинуто предложение установить два двигателя AS.5 вплотную друг к другу, создав 24-цилиндровый рядный двигатель. В концерне такому двигателю было присвоено обозначение AS.6, но дело было гораздо сложнее, чем попросту соединить вместе два двигателя AS.5. 12-цилиндровые секции двигателя AS.6 не были соединены между собой. У них был общий магниевый картер и впускной коллектор, а дроссельная заслонка была только одна. Все остальное (системы зажигания, охлаждающих жидкости и масла) были отдельными для каждой секции двигателя.
Редуктор воздушного винта с передаточным числом 0,60 должен был приводиться в движение задней частью каждой секции двигателя AS.6 (середина 24-цилиндровой силовой установки). Приводной вал выходил из редуктора каждой секции двигателя. Эти приводные валы проходили через V-образный развал блоков цилиндров к носовой части самолета. Задняя секция двигателя AS.6 вращала вал, имевший длину 1770 мм и проходивший внутри вала переднего двигателя длиной 1334 мм. С помощью приводного вала каждая секция двигателя вращала двухлопастный винт; оба винта образовывала общий соосный блок с винтами противоположного вращения. Передний двигатель приводил в движение задний воздушный винт, а задний двигатель приводил в движение передний воздушный винт. Соосные воздушные винты противоположного вращения позволяли сделать лопасти достаточно короткими, чтобы избежать воздействия морских брызг; кроме того, соосные винты если не ликвидировали, то значительно снижали эффект от крутящего момента двигателя.
Задняя секция двигателя приводила в действие нагнетатель, который подавал воздух с давлением 6,5 фунтов на кв. дюйм (0,45 бар; 44,8 кПа) в обе секции двигателя через коллектор длиной приблизительно 2,25 метра. Нагнетателю требовалась мощность 250 л.с. (186 кВт), и его импеллеры вращались с частотой 17000 оборотов в минуту. Шаг винта регулировался на земле. Передний и задний винты имели разный шаг чтобы компенсировать выход воздуха из нагнетателя в задней секции двигателя (передний воздушный винт) и разницу в эффективности между лопастями первого и второго винтов. Диаметр металлических пропеллеров составлял 2,59 метра.
FIAT AS.6 представлял собой 24-цилиндровый рядный двигатель жидкостного охлаждения с углом развала блоков цилиндров 60 градусов. В двигателе использовались индивидуальные цилиндры с диаметром 138 мм и ходом поршня 140 мм, что давало общий рабочий объем 50,256 литров. Двигатель имел максимальную степень сжатия 7 к 1. Каждый цилиндр оснащен четырьмя клапанами, которые приводились в действие верхними двойными распределительными валами. AS.6 имел длину 3,365 метра, ширину 0,702 метра, высоту 0,976 метра; его масса составляла 930 кг. Запуск двигателя осуществлялся сжатым воздухом, подаваемым из распределительного насоса, который был расположен на корпусе редуктора. Задняя секция двигателя AS.6 запускалась первой.
Каждый внутренний распределительный вал приводился в движение шестерней, расположенной параллельно редуктору воздушного винта и имевшей меньшие размеры. Наружный распределительный вал был соединен с внутренним распределительным валом. Масляный и водяной насосы приводились в движение от коленчатого вала. Каждый блок цилиндров каждой секции двигателя имел свой собственный водяной насос. Зажигание каждой секции двигателя обеспечивалось двумя магнето. Магнето задней секции двигателя приводилось в действие коленчатым валом и располагалось под нагнетателем. Магнето передней секции двигателя располагались в верхней части двигателя рядом с воздушными винтами и приводились в действие от внешнего (переднего) вала воздушного винта. Каждый цилиндр имел две свечи зажигания, установленные перпендикулярно его оси: первая располагалась под впускными клапанами, а вторая – под выпускными клапанами.
вид сбоку на двигатель FIAT AS.6 показывает длину двигателя. В середине двигателя внизу отчетливо видны два водяных насоса с трубопроводами охлаждающей жидкости, питающими отдельные цилиндры. Непосредственно за ступицами воздушных винтов можно увидеть один из магнето передней секции двигателя. Небольшие патрубки, ведущие от середины двигателя к его задней секции и патрубки, расположенные сразу за рядом цилиндров передней секции двигателя, предназначены для пневматического стартера
вид ¾ сзади на двигатель FIAT AS.6. В левой части снимка хорошо видны два четырехкамерных карбюратора, питающих нагнетатель. Непосредственно под нагнетателем расположены топливные насосы и два магнето для задней секции двигателя
снимок, показывающий «внутренние содержимое» двигателя FIAT AS.6. На снимке хорошо видны редуктор воздушного винта и приводные валы. Обратите внимание на индивидуальные цилиндры в правой верхней части снимка и на то, как две секции картера соединены между собой
поперечное сечение двигателя FIAT AS.6 иллюстрирующее приводные валы воздушных винтов. Обратите внимание на зубчатый привод распределительных валов в верхней части, масляный и водяной насосы внизу, магнето передней части двигателя спереди, а также нагнетатель и магнето позади задней секции двигателя
В ходе разработки двигателя AS.6 его создатели столкнулись с многими техническими трудностями. Проблемы возникли со свечами зажигания, зажиганием, подачей охлаждающей жидкости, дозированием топлива, впуском, выпускными клапанами, шатунами и приводом нагнетателя – и это лишь некоторые из них. На устранение неполадок было потрачено много времени. К апрелю 1931 года двигатель проработал один час, развив мощность 2300 л.с. (1715 кВт).
Двигатель AS.6 был установлен на первом из пяти самолетов MC.72 (номера военного регистра с MM 177 по MM 181), и летные испытания начались летом 1931 года. испытания начались летом 1931 года. Почти сразу же была обнаружена новая и очень опасная проблема: во время полета двигатель при работе на большой мощности и полете на больших скоростях давал обратную вспышку. Несмотря на проблемы с двигателем, самолет достиг скорости 604 км/ч. Чтобы продемонстрировать феномен обратной вспышки, капитан Джованни Монти 2 августа 1931 года для инженеров концерна FIAT и компании Macchi совершил полет на гоночном самолете MC.72 (MM 178). К сожалению, в результате обратной вспышки в длинном впускном коллектор топливно-воздушная смесь воспламенилась, и произошел взрыв. MC.72 рухнул в озеро Гарда, а сам капитан Джованни Монти погиб в авиакатастрофе.
двигатель FIAT AS.6 проходит испытания на гоночном гидросамолете MC.72
Поскольку до шнейдеровских гонок 1931 года оставался месяц, и причина обратной вспышки до сих пор не была определена, было принято решение исключить MC.72, оснащенный двигателем AS.6, из числа участников соревнований. Британский самолет в гордом одиночестве промчался по гоночной трассе, и англичане навсегда сохранили за собой кубок Шнейдера. Но итальянцы приняли решение совершить 13 сентября 1931 года полет с целью побития абсолютного мирового рекорда скорости. 10 сентября лейтенант Станислао Беллини совершал на MC.72 (MM 180) тренировочный полет, во время которого он превысил скорость 634 км/ч, что был больше скорости, которую продемонстрировал MC.72. Однако MC.72 (MM 180) во время полета по прямой врезался в возвышающуюся местность. Обломки, обнаруженные на некотором расстоянии от места падения, указывали на то, что в полете произошел пожар или взрыв. По результатам аварии MC.72 были отстранены от полетов.
Видение того, какими могли бы быть AS.6 и MC.72, продолжало будоражить умы различных официальных лиц, и была предпринята первая попытка установить абсолютный рекорд скорости. Полагая, что проблема с обратной вспышкой связана с топливом, итальянцы обратились за помощью к Роду Бэнксу (Rod Banks): британцу, который разработал специальное топливо, используемое для двигателя Rolls-Royce R Schneider. Род Бэнкс был тесно связан британским участием в шнейдеровских гонках, но не работал ни в компании Rolls-Royce, нив компании Supermarine. В 1932 году британцы отправили Бэнкса посмотреть, что можно сделать для улучшения двигателя AS.6.
Прибыв в Италию, Род Бэнкс обнаружил, что двигатель AS.6 развивает мощность 2400 л.с. (1790 кВт), но является ненадежным. Специальная версия с малым эксплуатационным ресурсом могла развить мощность 2850 л.с. (2125 кВт), но только в течение одной минуты. Одна из проблем, которую обнаружил Бэнкс, заключалась в том, что итальянцы не полностью учли эффект скоростного напора, возникающий при нагнетании воздуха во впускной коллектор во время поступательного движения самолета. Двигатель AS.6 хорошо вел себя на земле, но воздух, нагнетаемый во впускной коллектор на скорости более 640 км/ч, привел к обеднению смеси. Это обедненное состояние приводило к возникновению обратной вспышки, которая в длинном впускном коллекторе воспламеняла топливно-воздушную смесь.
Род Бэнкс знал, как в компании Rolls-Royce справились с этой проблемой. Компания Rolls-Royce использовала двигатель Kestrel для запуска нагнетателя, который подавал набегающий воздух для тестируемого двигателя R. Род Бэнкс попросил итальянцев использовать аналогичную установку, которая подавала воздух во впускной коллектор двигателя AS.6 со скоростью 700 км/ч. Двигатель AS.6 был настроен в таких условиях и больше не давал обратной вспышки. Специальная версия с малым эксплуатационным ресурсом могла развить мощность 2850 л.с. (2125 кВт) уже в течение часа.
В конце 1932 года MC.72 снова поднялся в воздух; теперь двигатель AS.6 надежно развивал мощность 2400 л.с. (1790 кВт). 10 апреля 1933 года старшина Франческо Аджелло на поплавковом гидросамолете MC.72 (MM 177) установил абсолютный мировой рекорд скорости на дистанции 3 километра – 682,078 км/ч. 8 октября 1933 года подполковник Гульельмо Кассинелли установил рекорд скорости дистанции на 100 километров – 629,370 км/ч. 21 октября капитан Пьетро Скапинелли на поплавковом гидросамолете MC.72 (MM 177) выиграл Кубок Блерио, пролетев на скорости более 600 км/ч в течение более получаса. Фактически скорость MC.72 (MM 177) в полете продолжительностью 30 минут составила 619,274 км/ч.
Годом позже на гидросамолет МС.72 (ММ 181) установили версию двигателя с малым эксплуатационным ресурсом. Данный вариант развивал мощность 3100 л.с. (2312 кВт) при 3300 оборотах в минуту; давление наддува 11,5 фунтов на кв. дюйм (0,79 бар; 79,3 кПа) обеспечивался нагнетателем, крыльчатка которого вращалась с частотой 19000 оборотов в минуту. 23 октября 1934 года Франческо Аджелло снова сел в кабину МС.72 и на дистанции 3 километра установил новый абсолютный рекорд скорости 709,209 км/ч – Аджелло стал самым быстрым человеком на Земле. Эту скорость ни один гидросамолёт с поршневым двигателем не побил до сих пор.
старшина Франческо Аджелло и MC.72 с двигателем FIAT AS.6 после установления абсолютного мирового рекорда скорости на дистанции 3 километра – 709,209 км/ч; 23 октября 1934 года
Рекордный MC.72 (MM 181) и двигатель AS.6 выставлены в историческом музее военно-воздушных сил Италии (Museo Storico dell’Aeronautica Militare) в Винья-ди-Валле, Италия. Еще один двигатель AS.6 выставлен в историческом центре концерна FIAT (Centro Storico FIAT) в Турине, Италия.
вид сзади на двигатель FIAT AS.6, который в настоящий момент хранится историческом центре концерна FIAT, Турин, Италия. Снимок Джанни (Gianni)
двигатель FIAT AS.6 выставлен рядом с рекордным гидросамолётом MC.72 (ММ 181) в музее военно-воздушных сил Италии (Museo Storico dell’Aeronautica Militare) в Винья-ди-Валле, Италия
Источники:
- The Schneider Trophy Story by Edward Eves (2001)
- Schneider Trophy Seaplanes and Flying Boats by Ralph Pegram (2012)
- Schneider Trophy Aircraft 1913-1931 by Derek James (1981)
- Schneider Trophy Racers by Robert Hirsch (1993)
- Jane’s All the World’s Aircraft 1935 by Grey and Bridgman (1935)
- Italian High-Speed Airplane Engines NACA Technical Memorandum No. 944 by C. F. Bona (1935/1940) 17.7mb pdf
- Technical Aspects of the Schneider Trophy and the World Speed Record for Seaplanes by Ermanno Bazzocchi (1971)
- Idrocorsa Macchi by Apostolo and Cattaneo (2007)
- I Kept No Diary by F.R. Banks (1978)
источник: https://oldmachinepress.com/2012/10/14/fiat-as-6-aircraft-engine-for-the-mc-72/
перевод впервые опубликован – https://vk.com/@710541705-aviacionnye-dvigateli-fiat-as6-italiya
