Авиационные двигатели фирм Siemens/Bramo и BMW по материалам Карла Престеля

Фирма Siemens & Halske AG на своём предприятии в Siemensstadt/Berlin в 1907 году приступила к разработке карбюраторных авиационных двигателей. В 1912 году начались работы и по авиационным двигателям воздушного охлаждения. В конце ПМВ работы были практически свёрнуты, и фирме в 20-е годы и в начале 30-х годов с огромным трудом удавалось сохранить хоть какое-то производство. Примерно такая же картина наблюдалась и на всемирно известной сегодня фирме BMW. В 1913 году Karl Rapp основал фирму Rapp Motorenwerke GmbH. Фирмой руководили Philipp Dörhöfer из Berlin-а и Schneeweis из Chemnitz-а. В 1917 году после реорганизаций и присоединения ряда предприятий фирма получила название BMW GmbH. Через год она стала акционерным обществом BMW AG. В годы ПМВ фирма также начала работы над авиационными двигателями и довольно быстро привлекла к себе внимание рядом интересных разработок, оставивших заметный след в авиационном моторостроении. После окончания ПМВ все работы по данной тематике были прекращены до 1924 года.

Содержание:

Предисловие

Незначительное количество производившихся после 1924 года авиационных двигателей собственной разработки и производившихся по лицензии американских не позволяло значительно увеличить объёмы производства. Для того чтобы удержаться на плаву, фирма начала работы по мотоциклам и легковым автомобилям. И тут были достигнуты определённые успехи. Но, тем не менее, положение фирмы было очень тяжелым.

С приходом к власти национал-социалистов в 1933 году авиастроение в Германии начало всё более интенсивно развиваться. В середине 1933 года в этой отрасли работало всего 8357 человек. К концу 1938 года число занятых в данной отрасли составило уже почти 180 000 человек. Первые годы развитие отрасли сдерживалось как недостатком средств, которые в более-менее приличном количестве стали выделяться лишь в 1936-1937 годах, так и недостатком соответствующим образом подготовленных специалистов. Таким же образом данные проблемы отразились и на фирме BMW. В 1933 году оборот фирмы составлял всего 32,5 млн. RM. В 1939 году он увеличился уже до 280 млн. RM.

В 1929 году фирма приступила к лицензионному производству 9-цилиндрового однорядного двигателя воздушного охлаждения BMW Hornet, представлявшего собой двигатель Pratt & Whitney R-1690 Hornet с рабочим объёмом 27,7 литра. Благодаря сотрудничеству с фирмой Pratt & Whitney фирма BMW получила некоторый первоначальный опыт в данной области. Затем начались доработки данного двигателя, которые привели к созданию новой более совершенной модификации, получившей обозначение BMW-132. Этот двигатель широко применялся для установки на различные самолёты немецких авиастроительных фирм Arado, Dornier, Heinkel, Blohm & Voss, Focke-Wulf, Henschel и Junkers. В вариантах с карбюраторами этот двигатель использовался на гражданских и военных самолётах.

Затем появились более совершенные версии с впрыском топлива. которые использовались в Люфтваффе на самолётах почти всех классов. 4-моторный гражданский самолёт Focke-Wulf 200, на котором были установлены эти двигатели, хорошо зарекомендовал себя в качестве самолёта дальнего радиуса действия, совершив беспосадочные перелёты из Берлина в Нью-Йорк, Каир и Токио. 3-моторные Ju-52 с двигателями BMW-132 начали выполнять регулярные рейсы на маршрутах средней протяженности в Европе. Это стало причиной закупок этого самолёта многими европейскими и американскими авиакомпаниями, включая совместные немецко-советские авиакомпании Deruluft и Eurasia в Китае.

Постепенно полученный опыт позволил приступить к разработке 14-цилиндровых двигателей воздушного охлаждения выполненных в виде двойной звезды. Тем более что мощность двигателя BMW-132, имевшего сравнительно небольшой рабочий объём и соответственно небольшую максимальную мощность, которая рано или поздно должна была дойти до своей верхней границы (1200 л.с.), уже не в полной мере удовлетворяла военных. Всё это привело к созданию 14-цилиндрового двухрядного двигателя BMW-139 с впрыском топлива и с рабочим объёмом 41,2 литра. Эта новая разработка имела по 2 впускных и выпускных клапана на каждом цилиндре. Помимо работ по двигателям воздушного охлаждения, фирма BMW разработала 2 V-образных 12-цилиндровых двигателя водяного охлаждения: BMW-116 с размером цилиндро-поршневой группы 130×130 мм, с рабочим объёмом 20,7 литра и максимальной взлётной мощностью наиболее совершенного варианта 880 л.с., и BMW-117 с размером цилиндро-поршневой группы 155,6×158 мм, с рабочим объёмом 36 литров и максимальной взлётной мощностью 905 л.с. при 2320 об/мин. Но так как в Германии уже производились двигатели водяного охлаждения фирм Junkers и Daimler-Benz, очень близкие по параметрам к BMW-116 и BMW-117 (Jumo-210, Jumo-211, DB-600, DB-601), RLM не проявило интереса к этим разработкам фирмы BMW и работа по ним была прекращена.

Разработки авиационных двигателей фирмой BMW после 1938 года

Увеличение производственных мощностей по части серийного производства обоих фирм в будущем последовало после того, как в июне 1939 года фирма Bramo была перенята BMW. Осенью 1938 года между фирмами BMW и Bramo был подписан договор о ведении совместных разработок. В итоге 30 сентября 1938 года все текущие разработки, ведущиеся обеими фирмами, были приостановлены. Это касалось, например, двигателей BMW 139 и Bramo 329. После слияния фирм в середине 1939 года последовало переименование Brandenburgischen Motorenwerke в BMW-Flugmotorenwerke Brandenburg GmbH. Вопросами, касающимися ведения новых разработок, стало руководить отделение BMW-Flugmotorenbau GmbH München. Это касалось разработок двигателей воздушного охлаждения в München-е под руководством Sachse и в Berlin-Spandau под руководством Bruckmann-а. Разработкой реактивных двигателей руководил доктор Oestrich, ракетными двигателями занимался Zborowski. Общее руководство всеми этими работами осуществлял директор Wolff.

Серийные двигатели так и производились под ранее полученными обозначениями. Новые же получали цифровые обозначения, начинающиеся с числа 800. Было намечено вести работы по двигателям воздушного охлаждения по двум основным направлениям. В Berlin-Spandau занимались дальнейшими работами над однорядными 9-цилиндровыми двигателями. В Müncen-е занимались разработкой 14-цилиндровых двойных звёзд.

Опыт, ранее полученный при создании BMW 132 и Bramo 323, позволил в 1940 году приступить к разработке нового 9-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения BMW 800 с рабочим объёмом 29,8 литра и взлётной мощностью 880 кВт (1200 л.с.). Опытный двигатель с шиберным управлением был испытан в испытательном центре DVL в Berlin-е. Часть деталей этого двигателя была изготовлена на предприятии фирмы Gnöme et Rhone в Париже. После слияния обоих центров разработки в один в München-е из за сложностей, связанных с дефицитом необходимых материалов, и нехватки производственных мощностей разработка BMW 800 в середине 1942 года была прекращена.

Первый немецкий серийно производившийся двигатель воздушного охлаждения, выполненный по схеме «двойная звезда» — BMW 801.

Наиболее сложной была разработка звездообразного 14-цилиндрового двигателя BMW- 801. При разработке использовался опыт, полученный при создании BMW 139 и Bramo 329.

Разработка BMW 801 была в основном завершена в октябре 1938 года. Руководил этими работами дипломированный инженер Duckstein. Первый опытный двигатель начали испытывать в апреле 1939 года. Хотя двигатель имел большое количество недостатков, в декабре того же года было отдано распоряжение по организации серийного производства с расчетом передачи авиастроительным предприятиям первых серийных двигателей в середине 1940 года. Развитие серии BMW 801A было завершено в середине 1942 года.

Дальнейшее развитие двигателя BMW 801 продвигалось медленно с большими потерями времени. RLM требовало поставок двигателей (M) и всей силовой установки в комплекте (T). Голый двигатель со всеми полагающимися ему приборами и системой подачи воздуха с воздуховодами, кожухами и уплотнительными кольцами должны были составить укомплектованную силовую установку. Сюда же входили все соединительные разъёмы. Еще к силовой установке прилагалась моторная рама и системa выхлопа без воздушного винта. Из за проблем с поставками первый двигатель в комплекте был изготовлен лишь 12.05.1942 года. Полностью укомплектованные силовые установки стали выпускаться только с середины 1944 года. Из 22 разрабатывавшихся различных вариантов этого двигателя 11 выпускались серийно, 4 так и остались опытными, 7 вариантов не вышли из стадии разработки. До конца войны было произведено около 30 000 двигателей BMW 801. В 1940 году стоимость одного BMW 801С составляла 61 000 RM.

Новым на двухрядном двигателе воздушного охлаждения был установленный перед двигателем вентилятор, который позволял более эффективно охлаждать двигатель. Особенно важно это было при наборе высоты. Вентилятор нагнетал воздух в так называемый затор — пространство, откуда воздух проходил по воздуховодам сквозь подкапотное пространство, которое было изолировано от внешней обшивки к цилиндрам двигателя. Из этого же пространства, где воздух имел несколько повышенное давление, часть воздуха отбиралась для нагнетателя двигателя и масляного радиатора. Часть охлаждающего двигатель воздуха проходила вплотную к оребрению цилиндров двигателя. Затем эти потоки воздуха соединялись за двигателем и через регулируемые отверстия в моторном капоте выходили наружу. Аналогично, но в противоположном направлении воздух перемещался от расположенного в передней части двигателя масляного радиатора и через кольцо с регулируемым сечением выбрасывался наружу. Это кольцо с регулируемым сечением позволяло регулировать температуру моторного масла и цилиндров. Воздух для работы двигателя, забираемый из вышеописанного пространства по 2-м каналам воздухозаборника, уже в виде единого потока перемещался к нагнетателю. Подпружиненные отверстия для выхода тёплого воздуха при обледенении открывались автоматически.

Первая функциональная схема «коммандогерета» была начерчена Prestel-ем. Автором этой гениальной идеи был Leibach. В 1939 году директор по разработкам фирмы BMW Sachse впервые представил этот прибор предстaвителям RLM и производственникам в UFA дворце Berlin-а. Oснованиe для использования такого устройства Prestel в 1941 году выдал в своём докладе в виде вопроса: что должен делать пилот, eсли все регулировки двигателя нужно выполнять по отдельности каждую, к тому же на многомоторном самолёте, если он вынужден внезапно вынужден изменить режим работы двигателя? Ответ может быть только один: ошибку.

BMW 801A с рабочим объёмом 41,8 литра развивал мощность 1175 кВт (1600 л.с.). Степень сжатия составляла 6,5. Использовался бензин марки В4 с октановым числом 87. BMW 801A предназначался для установки на боевых самолётах, например на Dornier Do 217 и Blohm & Voß BV 141. Первый полёт Dornier Do 217 с этими двигателями состоялся 21.03.1940 года в Friedrichshafen-е.

Для двухмоторных самолётов было решено использовать вариант BMW 801B с левым направлением вращения винта. В остальном он был аналогичен варианту BMW 801A. В результате проведённых многочисленных полётов было решено изготавливать двигатели лишь одного из вариантов, и таким образом вариант BMW 801B решили не производить.

Для истребителей на базе BMW 801А был создан BMW 801С с гидравлическим приводом перестановки винта и рычагом для перестановки винта в положение для торможения самолёта при пикировании. Для полёта с заглушенным двигателем служил электрический ручной переключатель угла уcтановки винта. Специально для установки на истребителях имелись изготовленные из тонких листов металла воздуховоды, которыe подводили тёплый воздух к бортовому вооружению Fw 190.

В процессе работ над первоначальными вариантами двигателя BMW 801А и 801C в 1940/41 годах стало необходимо дорабатывать двигатель с целью получения большей высотности. Это было решено обеспечить при помощи одноступенчатого 3-х-скоростного нагнетателя на следующих вариантах:

• BMW 801D — на базе BMW 801C, для истребителей. Бензин с октановым числом 87.
• BMW 801G — как BMW 801D, с правым направлением вращения винта, для бомбаpдировщиков. Бензин с октановым числом 87.
• BMW 801H — как BMW 801D с левым направлением вращения винта, для бомбардировщиков. Бензин с октановым числом 87.
• BMW 801L — как BMW 801G с более высокой степенью сжатия. Бензин с октановым числом 95.

Завершить данные работы планировалось к 31.03.1942 года. По ряду причин разработка 3-х-скоростного нагнетателя была приостановлена. Обозначения, которые должны были получить двигатели с этим нагнетателем, получили другие двигатели. BMW 801L и BMW 801A получили гидравлический регулятор оборотов двигателя. При полёте с заглушенным двигателем также использовался электрический ручной привод регулировки винта. Оба двигателя BMW 801A и L поставлялись в виде полностью укомплектованных двигателей под обозначением BMW 801 MA и ML для бомбардировщиков.

С 1944 года двигатель 801L поставлялся в виде полностью укомплектованной силовой уcтановки 801 TL с моторной рамой с выхлопной системой с элементами системы отопления и с кольцевым регулятором выброса нагретого воздуха из под капота двигателя.

801Н представлял собой 801L с редуктором, который вращал винт в левом направлении. Сначала планировалось производить полностью укомплектованный двигатель BMW-801 МН, но с 1944 года перешли к выпуску полностью укомплектованной силовой установки, получившей обозначение 801 ТН. Капот двигателя имел 2 отверстия для забора воздуха, разработанный фирмой BMW масляный радиатор с оребрением и бронированием в передней и средней частях двигателя. Для кратковременного повышения развиваемой мощности имелось специальное устройство с управлением от «коммандогерета». Силовая установка BMW 801 TH предназначалась для Fw 190. Наладить её серийное производство не представлялось возможным.

Двигатели BMW 801D и G с 3-х-скоростными нагнетателями, разработка которых была приостановлена в 1941 году, под тем же обозначением разрабатывали в виде более мощных вариантов с обычными нагнетателями с другим передаточным числом, более высокой степенью сжатия и бензином с октановым числом 95. Это позволило получить взлётную мощность 1270 кВт (1730 л.с.) при 2700 об/мин и давлении наддува 1,39 атмосфер вместо 1,29 у BMW 801А. Расчетная высотность двигателя на режиме работы при наборе высоты составляла 5700 метров.

История BMW-801 «Двигателя из материалов, имеющихся на Родине» началась в тот момент, когда длительная война становилась всё более реальной. Изначально BMW-801 планировали использовать как своего рода опытную разработку с целью накопления опыта по изготовлению и эксплуатации авиационных двигателей воздушного охлаждения, выполненных по схеме двойная звезда. BMW-801 не имел приемуществ перед V-образным 12-цилиндровым двигателем водяного охлаждения DB-603 и тем более перед еще более перспективным — совершенно новой разработкой фирмы Junkers, 24-цилиндровым Jumo 222 (если не считать более высокую устойчивость к боевым повреждениям BMW-801, свойственную всем двигателям воздушного охлаждения в сравнении с двигателями водяного охлаждения). Фирма BMW вообще планировала сосредоточиться на разработке и производстве однорядной 9-цилиндровой звезды BMW-800 (рабочий объём 29,9 литра) и перспективного 18-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения BMW-802 (рабочий объём 59,8 литра), имевшего тот же размер цилиндро-поршневой группы, что и BMW 800 — диаметр цилиндра 156 мм, ход поршня 174 мм. Только такой двигатель, как BMW-802, с приличным рабочим объёмом и соответствующей этому объёму мощностью, мог получить реальные шансы на победу в жесткой конкурентной борьбе между разработчиками авиационных двигателей. К тому времени в RLM уже получили некоторый практический опыт и решили предпринять кое какие шаги по обеспечению стандартизации, в результате чего количество типов производившихся силовых установок должно было сократиться. По замыслам руководства фирмы BMW-801 должен был стать своего рода испытательным стендом, на котором можно было бы обкатать новые разработки фирмы. Но авантюрная политика высшего пoлитического руководства Рейха во главе с Гитлером внесла свои коррективы и в планы фирмы BMW. События, имевшие место на политическом фронте, значительно обгоняли технический прогресс и в этой отрасли. Начатая война вынудила организовывать серийное производство BMW-801, так как необходимость в как можно бóльших по количеству поставках авиационных двигателей становилась всё более актуальной — именно недостаток в количестве производившихся двигателей существенно сдерживал объёмы производства немецких авиафирм. Pешили использовать то, что имелось под рукой. Производство BMW-801 можно было начать в ближайшее время, а доведение и особенно организация серийного производства более перспективного и мощного двигателя BMW-802 стало крайне маловероятным. Недостаток многих материалов имел место уже сразу после начала войны. В ходе войны положение с поставками легирующих материалов всё более осложнялось, а их расход на нужды промышленности, наоборот, стремительно возрастал. Тогда начались попытки заменить дефицитные легирующие добавки материалами, которые имелись в стране. В январе 1941 года были получены первые результаты: всего 687 деталей двигателя начали изготавливать из материалов, добыча которых осуществлялась в Германии или в занятых Германией странах. 280 из них начали изготавливать без предварительной длительной проверки. 460 деталей, ранее изготавливавшихся из стали, содержащей молибден, начали изготавливать без молибденовых добавок. В других 227 деталях были сэкономлены 80 кг меди, 20 кг никеля, 3 кг цинка, 0,5 кг кадмия. Всё это вместе взятое привело к тому, что моторесурс двигателей BMW-801 поначалу в среднем составлял всего 20-25 часов, что значительно ограничивало боевую эффективность самолётов, на которых эти двигателя были установлены. Для обеспечения получения всё более высоких мощностей работы по совершенствованию двигателя велиcь одновременно в 2-х направлениях: увеличение мощности на малых высотах с одновременным сохранением резерва мощности на средних высотах и разработка высотных двигателей.

Дальнейшее развитие BMW 801 для средних высот

У этих двигателей требовалось добиться увеличения взлётной мощности до 1470 кВт (2000 л.с.). Соответствующий этому требованию двигатель был разработан на базе BMW 801D и получил обозначение BMW 801Е. Увеличение взлётной мощности с 1250 до 1470 кВт (с 1700 до 2000 л.с.) при сохранении рабочего объёма потребовало внести в конструкцию двигателя ряд улучшений.

Сначала был доработан нагнетатель. Он получил более высокие обороты на уровне земли. Давление наддува на 5-минутном взлётном режиме было увеличено до 1,62 атм. Вследствие высоких термических и механических нагрузок необходимо было разработать улучшенные поршни и новые головки цилиндров. Высокие механические нагрузки потребовали также доработки понижающего редуктора. Для системы смазки необходимо было установить деаэратор. Опытный BMW 801E (V) развивал 1470 кВт (2000 л.с.) при 2700 об/мин и давлении наддува 1,62 атм. При том же давлении наддува и оборотах двигателя до высоты 5650 метров двигатель сохранял мощность 1257 кВт (1710 л.с.).

Высотность двигателя при длительном режиме работы двигателя сохранялась в интервале между 7000 и 8000 метров. В июле и августе 1942 года опытные двигателя прошли много успешных 100-часовых испытаний. В ходе данных испытаний в течение 5-10 часов развивалась мощность в 1618 кВт (2200 л.с.) Кратковременно на 5 минут мощность увеличивалась до 1691 кВт (2300 л.с.). При этом BMW 801E (V) имели еще резервы по увеличению мощности. В 1942 году двигатель был готов к сеpийному производству.

Относящаяся к этому же (BMW 801E (V)) варианту силовая установка BMW 801 TG получила пламегасители. Поставки этих силовых установок для бомбардировщиков Ju 88 и Ju 188 были намечены на 1943 год. Двигателем для Fw 190 стал BMW 801E в виде укомплектованной силовой установки BMW 801 ТН. Отличиe от BMW 801E (V) заключалось лишь в наличии оребрённого охладителя, разработанного фирмой BMW. Проблемы, вызванные всё более сложным военным положением, не позволили наладить крупносерийное производство этой силовой установки, и потому произвели всего примерно 80 BMW 801E.

Из-за несвоевременных поставок двигателей 801E и 801 TH необходимо было как то компенсировать этот недостаток в плане поставок двигателей с мощностью в 2000 л.с. В результате между вариантами BMW 801D и BMW 801E появился вариант BMW 801S со взлётной мощностью 1470 кВт (2000 л.с.) Этот двигатель поставлялся в комплекте в виде силовой установки BMW 801 TS. С 1945 года эта силовая установка развивала максимальную взлётную мощность в 1620 кВт (2200 л.с.). Редуктор нагнетателя был аналогичен тому, какой использовался на BMW 801E. Нагнетатель с прилагающимся к нему оборудованием и головками цилиндров также был аналогичен тому, который применялся на 801E. Мощностные характеристики так же соответствовали 801E. Cиловая установка по конструкции была аналогична BMW 801 TU. Из-за всё более тяжелой обстановки силовая установкa BMW 801 TS стала последней серийно производимой силовой установкой этого двигателя. Её устанавливали на Fw 190.

В 1945 году была предпринята еще одна попытка увеличить мощность двигателя. На базе BMW 801E был разработан новый вариант 801F, в котором были использованы многие доработки — как, например, усиление конструкции коленчатого вала, противовесы с амортизацией, впускные и выпускные клапаны большего диаметра, имевшие больший ход. Газораспределительный процесс был несколько изменён, топливный насос был увеличен, впускной тракт двигателя доработан и теперь воздух поступал к воздухозаборникaм двигателя, установленным перед крылом. Передаточное число редуктора нагнетателя было увеличено. Внутренняя и внешняя аэродинамика силовой установки была улучшена. Была также предусмотрена установка турбонагнетателя. Взлётная мощность составляла 1765 кВт (2400 л.с.), боевая мощность 1620 кВт (2200 л.с.). Расчетная высотность была аналогична варианту 801E между 7000 и 8000 метров. На испытательном стенде добились увеличения мощности до 1910 кВт (2600 л.с.). Испытания на стенде прошли успешно. Двигатель BMW 801F входил в силовую установку BMW 801 TF, которую планировалось устанавливать на истребитель Ta 152. При этом фирма Focke-Wulf для обеспечения продольной устойчивости самолёта предложила увеличить длину силовой установки на 250 мм. Из-за крайне тяжелого положения запустить этот двигатель в серийное производство не представлялось возможным.

Разработка высотных двигателей

Для того чтобы рассмотреть этот вопрос, нам необходимо вернуться назад в 1937 год. Уже тогда была понятна необходимость создания дополнительного нагнетателя, который приводился бы в действие от турбонагнетателя и позволил бы самолёту действовать на высотах до 12 000 метров. На фирме BMW разработкой высотных двигателей руководили доктора K. Löhner и Dr. Müller-Berner. Разработка высотного двигателя осуществлялась на базе уже известного двигателя BMW 801D. Этот двигатель, получив турбонагнетатель, стал вариантом BMW 801J. В 1943 году начались испытания этого двигателя на Ju 88D, и они показали, что этот двигатель можно запускать в серийное производство.

Основными элементами турбонагнетателя были 2 воздуховода, по которым к турбонагнетателю поступали отработанные газы и от него к двигателю подавался нагнетаемый воздух. Колесо турбонагнетателя на одной стороне нагнетателя, к которому подводились отработанные газы от двигателя; на второй стороне нагнетателя на том же валу находилось второе колесо, которое подавало нагнетаемый воздух по воздуховоду к двигателю. Колёса нагнетателя развивали до 22 000 об/мин. Угловая скорость колёс турбины составляла до 376 м/сек. Создатели данного агрегата имели перед собой цель добиться от двигателя взлётной мощности в 1470 кВт (2000 л.с.). и расчетной высоты порядка 12 000 метров. Нагнетаемый турбиной воздух охлаждался, проходя через 4 выполненных в виде колец охладителя, и затем через общий коллектор поступал к цилиндрам двигателя. Двойной капот двигателя имел увеличенный до 1440 мм внешний диаметр, что позволяло получить совершенную с точки зрения аэродинамики форму капота. Максимальные обороты двигателя составляли 2650 об/мин. Взлётная мощность двигателя на уровне земли составляла 1330 кВт (1810 л.с.). На высоте 11 500 метров мощность была равна 1090 кВт (1485 л.с.).

Двигатель BMW 801J сначала рассматривался как опытный образец для разработки более совершенных двигателей. Одновременно с BMW 801J было запланировано разрабатывать еще один вариант двигателя BMW 801K. Hо его серийно не производили. В 1943/1944 годах на основе полученного опыта разрабатывались другие проекты высотных двигателей. Cначала были спроектированы двигателя BMW 801M c cиловой установкой BMW 801 TM и BMW 801N с силовой установкой BMW 801 TN. Оба двигателя были спроектированы на базе BMW 801E, развивали взлётную мощность 1470 кВт (2000 л.с.) и должны были получить новый турбонагнетатель. BMW 801 TМ предназначался для высотных бомбардировщиков, BMW 801 TN — для высотных истребителей.

Но для разработки нового турбонагнетателя не было времени. Поэтому было решено попытаться турбонагнетатель, разработанный для 801J, установить на 801E, получив взлётную мощность в 1470 кВт (2000 л.с.). Разработанные таким образом двигателя получили обозначение BMW 801Q. Cиловая установка BMW 801 TQ 1 для высотных бомбардировщиков и BMW 801 TQ 2 для высотных истребителей. Далее испытаний дело не продвинулось, и все 4 двигателя BMW 801 TM, TN, TQ 1 и TQ 2 прекратили дорабатывать в 1944 году.

В 1943 году начались работы над высотным двигателем BMW 801Ds, который разрабатывался на базе BMW 801D со взлётной мощностью 1470 кВт (2000 л.с.) с турбонагнетателем и должен был применяться на любом театре военных действий — от тропиков до арктических широт. До конца войны двигатель не успели доработать.

Интересной разработкой высотного двигателя без турбонагнетателя был BMW 805. Но в 1943 году ситуация со свободными производственными мощностями была уже такова, что даже в случае успешных испытаний нового двигателя (а его еще нужно было бы какое то время доводить до приемлемого уровня) организовать его производство в необходимые для нужд Люфтваффе сроки было бы невозможно. Тогда возникла идея совместить имеющиеся наработки по BMW 805 с двигателем на основе обычных, производившихся вариантов BMW 801. Такой двигатель получил обозначение BMW 801R, а силовая установка в комплекте с этим двигателем — BMW 801 ТR. От BMW 801Е были взяты головки цилиндров, коленчатый вал и ряд других деталей.

Новыми были 2-х-ступенчатый 2-х-скоростной нагнетатель и 2-х-ступенчатый 4-х-скоростной нагнетатель. Для нагнетателей были предусмотрены промежуточный и конечный охладители нагнетаемого воздуха. Рабочие колёса нагнетателя получили подключаемый спереди регулятор высоты полёта. Силовая установка была доработана с точки зрения аэродинамики и получила полностью автоматический клапанный регулятор количества поступающего воздуха. Коммандогерет был взят от BMW 801D и доработан в соответствии с условиями работы системы охлаждения двигателя. Было предусмотрено применение систем форсирования MW-50 и GM 1. Взлётная мощность составляла 1470 кВт (2000 л.с.) при 2700 об/ мин. При таких же оборотах мощность двигателя на высоте 11 000 метров составляла 1030 кВт (1400 л.с.). Двигатель был готов для организации серийного производства, но и он стал жертвой отсутствия свободных производственных мощностей и дефицита материалов. С другой стороны, уже начинали производить достаточно мощные и пeрспективные двигателя водяного охлаждения Jumo 213 и DB 603.

И всё же ближе к завершению войны пришлось вернуться к высотному двигателю фирмы BMW. Его устанавливали на Ju 388. Им стал опытный двигатель BMW 801J. Его произвели в небольшом количестве — всего 310 единиц в составе силовой установки BMW TJ 0 со взлётной мощностью 1330 кВт (1810 л.с.) и боевой мощностью 993 кВт (1350 л.с. ) на высоте 12 000 метров.

Варианты двигателя BMW 801

• A — 1175 кВт (1600 лс). Направление вращения правое, электрический привод перестановки угла атаки винта.Производился и серийно поставлялся в виде силовой установки MA в 1939-43 годах.
• B — 1175 кВт (1600 л.с.). Направление вращения левое. В остальном соответствовал двигателю варианта A и силовой установке MA. Серийно не производился.
• C — 1175 кВт (1600 л.с.). Как вариант A с гидравлическим устройством перестановки угла атаки винта. Предназначался для использования на истребителях.
• D — 1175 кВт (1600 л.с.). Проект с одноступенчатым 3-х-скоростным нагнетателем.
• D2 — 1270 кВт (1730 л.с.). В качестве серийной силовой установки MG в 1941-45-х годах использовался на истребителях. Бензин С3 с октановым числом 95-100 единиц.
• Ds — 1470 кВт (2000 л.с.). Проект двигателя с турбонагнетателем. Планировалось использовать его в составе силовой установки TM.
• E — 1470 кВт (2000 л.с.). Дальнейшее развитие варианта D2. Конструкции обоих двигателей схожи. Планировалось использовать его в составе силовой установки TG и TH.
• F — 1765 кВт (2400 л.с.). Новая разработка на основе доработанного варианта E. Силовая установка TF.
• G — 1270 кВт (1730 л.с.). Аналогичен D 2. Серийный двигатель для бомбардировщиков в составе силовой установки TL и TP. Производился в 1941-45 годах.
• H — 1175 кВт (1600 л.с.). Аналогичен варианту A с левым направлением вращения. Дополнительный нагнетатель.
• J — 1330 кВт (1810 л.с.). Аналог D 2 с турбонагнетателем. Выпущена нулевая серия. Входил в силовую установку TJ0 и TJ1.
• K — Не проработанный проект.
• L — 1175 кВт (1600 л.с.). Аналог варианта A с гидравлическим устройством перестановки угла атаки винта. Moторная установка ML. Cиловая установка TA, TB, T2. Серийное производство начатo в 1939 году. С 1944 года — 1270 кВт (1730 л.с.) с новым редуктором с правым направлением вращения. Силовая установка TL.
• M — 1470 кВт- (2000 л.с.). Проект, аналогичный Ds с новым турбонагнетателем. Силовая установка TM.
• N — 1470 кВт (2000 л.с.). Проект, аналогичный варианту F с новым турбонагнетателем. Силовая установка TN. Предназначался для установки на истребители.
• P — 1470 кВт (2000 л.с.). Аналог вариантa F с турбонагнетателем. Силовая установка TQ. Предварительная разработка.
• Q — 1470 кВт (2000 л.с.). Улучшенный вариант D 2 для силовой установки TO.
• R — 1470 кВт (2000 л.с.). Проект, аналогичный E, с 2-х ступенчатым 4-х скоростным нагнетателем. Силовая установка TR.
• S — 1620 кВт (2200 л.с.). Аналог вариантa E с системой форсирования. Предназначался для установки на истребители в составе силовой установки TS в 1944-45 годах.
• U — 1270 кВт- (1730 л.с.). Аналог варианта D2. Серийная силовая установка для истребителей TU.
• W — 1270 кВт- (1730 л.с.). Специальная серия (смотри вариант G). Силовая установка TP. 1175 кВт (1600 л.с.). Опытный двигатель, в деталях которого было значительно сокращено количество легирующих добавок.

Пояснение

«Голый» двигатель (например, BMW 801C) — двигатель со всеми прилагающимися к нему приборами, воздушным винтом, устройством регулировки угла атаки винта, воздухозаборники, воздуховоды и уплотнения, служащие для создания несколько повышенного давления в подкапотном пространстве.

Моторная установка (например, BMW 801 МА) — включает в себя «голый» двигатель с прилагающейся к нему внешней обшивкой, включая все принадлежности до моторной рамы.

Силовая установка (например,BMW 801 TF) — включает в себя моторную установку с моторной рамой, системой выхлопа, все соединения, имеющие отношение к двигателю, и противопожарную перегородку. Это позволяет использовать стандартную силовую установку для монтажа на различных типах самолётов.

Производство двигателей BMW 801

Все опытные двигатели BMW 801 изготавливались на заводе BMW-Werk 1 в München-Milbertshofen-е. Там же начиналось предсерийное и серийное производство. В июле 1941 года бывший завод фирмы Bramo в Berlin-Spandau и в мае 1942 года новый завод фирмы BMW Werk 2 в München-Allach-е приступили к серийному производству. Основную нагрузку по изготовлению двигателей BMW 801 несла фирма BMW. На заводах в Allach-е и Milbertshofen-е до конца войны изготовили 14 605 двигателей. На заводе в Spandau — 4213. Согласно опубликованным Richard-ом Faltermair в издании «Flugzeug Classic» (2003), издание №10, и в докладе фирмы BMW «Выполнение программы», датированном февралём 1945 года, данным до конца войны производство двигателей выглядело следующим образом:

• 1940 год: 232 двигателя.
• 1941 год: 1708.
• 1942 год: 5225.
• 1943 год: 8658.
• 1944 год: 12 222
• Январь 1945 года: 631.
• Февраль 1945 года в Allach-е: 310.
• Mарт 1945 года в Allach-е: 375.

Общее количество произведённых двигателей можно считать равным почти 30 000. Наибольшее количество двигателей изготовленных в течении одного месяца — 1450 единиц имело место в мае 1944 года. Время необходимое на производство одного двигателя BMW 801 без системы впрыска топлива, насосов и нагнетателя составляло примерно 2000 рабочих часов. Двигатель BMW 801 был собран примерно из 3500 деталей. В ходе разработки различных вариантов двигателя в его конструкцию было внеcено примерно 11 000 различных изменений.

В качестве сравнения можно привести данные о наиболее массовом немецком бомбардировщике ВМВ Ju 88. Этот самолёт производился в 1937–1944 годах в количестве 15 100 единиц в 6 основных модификациях и более чем в 60 вариантах. За годы производства в конструкцию самолёта были внесены примерно 3000 изменений. Фирма BMW располагала в общей сложности 40 стендами для испытаний собранных двигателей. Из них 16 находились в Eisenach-Dürrerhof-е, Berlin-Spandau, в Barsdorf-Zühlsdorf-е и 24 в Milbertshofen-е и Allach-е. Максимальная мощность, которую двигатель кратковременно мог развить на стенде, составляла 2220 кВт(3000 л.с.). Собранный серийный двигатель BMW 801 поначалу испытывали на испытательном стенде в течение 6 часов. Затем только в течение 2,5 часов, одного часа, и в итоге продолжительность испытаний сократили до 15 минут.

Лицензионное производство BMW 801

Одним из важнейших предприятий, производивших BMW 801 по лицензии, была фирма Klöckner Flugmotoren GmbH, расположенная в Hamburg-е. По распоряжению RLM Klöckner-Humboldt Deutz AG (KHD) в 1935–1936 годах должна была построить предприятие в Hamburg-Mootfleet-е под названием „Humbold-Deutzmotoren Reparaturwerke“. Это предприятие должно было производить ремонт двигателей для ВВС,ВМФ и сухопутных войск. В 1936 году предприятие было построено. Но в мае 1938 года данное предприятие было решено перенести в другие производственные здания, так как RLM в связи с увеличением количества авиационных двигателей, производившихся для Люфтваффе, решило использовать предприятие в Hamburg-Mootfleet-е в качестве специализированного предприятия Klöckner-Humboldt Deutz AG, занимающегося производством авиационных двигателей. 16 мая 1939 года условия договоров для предприятия были изменены и предприятие переименовали в Klöckner Flugmotoren GmbH. Это было сделано потому, что с 1936 года KHD уже осуществляла лицензионное производство авиационных двигателей фирмы Siemens & Halske.

В Гамбурге сначала производились авиационные двигателя фирмы Siemens & Halske Sh 23 мощностью 735 кВт (1000 л.с.).Несколько позднее эти двигателя стали называться Bramo-323. В начале 1941 года KHD прекратила производство двигателей Bramo-323 и приступила к освоению производства BMW-801. С сентября 1941 года начали выпускать сразу 2 версии этого двигателя: BMW-801С и BMW-801D. Также важным было производство на этом предприятии систем впрыска топлива для двигателей. Эти системы производились и в расположенных в Кёльне предприятиях фирмы. Согласно документам KHD, через некоторое время там производилось ежемесячно 400 систем впрыска и от 100 до 150 двигателей BMW-801.

Из за всё более частых налётов авиации союзников на Гамбург весной 1943 года было принято решение перенeсти производство систем впрыска для двигателей и самих двигателей в Чехословакию на оружейные заводы фирмы Brünn в Gürien-е. Там в Чехословакии на базе 2-х оружейных заводов планировали самое позднее весной 1944 года организoвать ежемесячное производство 1000 двигателей BMW-801 и 2400 систем впрыска топлива. Одно из предприятий в городе Brünn получило название „Klöckner Deutz Feinbau GmbH“. Точное количество продукции, выпущенной предприятиями KHD в Brünn-е, из за утери документов н известно. Пo некоторым данным, предприятиями KHD в Hamburg-e и Brünne-e в общей сложности были изготовлены 3555 двигателей.

В июне 1940 года RLM приняло решение довести ежемесячное производство двигателей BMW-801 до 650 единиц в месяц. Для этих целей решили привлечь фирму Avia в Prag-e. Сначала планировали построить новое предприятие, которое производило бы в месяц сначала по 300 BMW-801. Там же производилась конечная сборка двигателей фирмы Argus As-411. В апреле 1942 года началось лицензионное производство двигателей BMW-801 на заводе фирмы Argus в Berlin-Reinickendorf-е. После изготовления 350 двигателей в декабре 1942 года производство там было прекращено. Не известно, успела ли фирма Wumag Maschinenbau AG в Görliz-е приступить к производству двигателей. Во Франции на предприятиях фирмы Gnome & Rhone осуществлялось лицензионное производств двигателей BMW 132 и некоторых деталей для BMW-801.

От BMW-802 до BMW-805

Помимо выше описанных двигателей различных серий BMW-801 фирмой BMW велась разработка совершенно новых двигателей со значительно бóльшим рабочим объёмом. Еще в 1939 году началось проектирование 18-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения BMW-802. Перед тем как в середине 1942 года работы над этим двигателем pаспоряжением RLM были свёрнуты, было построено несколько опытных образцов BMW-802.

Нo…. к тому времени фирма Junkers уже сумела довести до соответствующего требованиям военных уровня свой новый 24-цилиндровый двигатель водяного охлаждения Jumo-222 и даже создала его более совершенные варианты с рабочим объёмом 49,8 литра (А/В-2) (pразработка этого двигателя началась двумя годами ранее, чем разработка BMW-802 — еще в 1937 году). На подходе был вариант Jumo-222A/B-3 с более совершенным нагнетателем. На испытательном стенде эти варианты Jumo-222, работавшие на авиационном бензине с октановым числом в 87 единиц, кратковременно развивали мощность до 3000 л.с. Нормальная максимальная мощность двигателей составляла 2500 л.с. При помощи системы MW-50 и разработки варианта, работающего на бензине с октановым числом 95-100 единиц, мощность можно было бы значительно увеличить.

Кроме того, имелись резервы по увеличению максимальных оборотов двигателя, что также дополнительно позволило бы получить некоторое увеличение развиваемой мощности. Рассматривался вопрос о изготовлении 36-цилиндрового варианта данного двигателя и увеличении размеров цилиндро-поршневой группы 24-цилиндрового варианта.

Создатели BMW-802, который еще необходимо было доводить, элементарно опоздали. В RLM уже столкнулись с проблемами, вызванными наличием большого количества типов двигателей, использовавшихся на немецких самолётах, и не хотели усложнять уже имевшую место проблему. В данном классе мощности необходим был только один двигатель. И он уже был создан. Проблемы, связанные с нехваткой производственных мощностей и необходимого оборудования, в дальнейшем не позволили наладить крупно-серийное производство даже уже доработанного в 1942-м году двигателя Jumo-222, и их до конца войны во всех вариантах произвели всего 289 единиц.

Параллельно с работами над двигателем BMW-802 велись поиски наиболее оптимальной с точки зрения внешней и внутренней аэродинамики формы моторных капотов. В пространстве за воздухозаборником был установлен диффузор, через который 2-х-ступенчатый 2-х-скоростной нагнетатель по кратчайшему пути забирал воздух. Между нагнетателем и цилиндрами двигателя были расположены 9 конечных охладителей нагнетаемого воздуха. Регулирование количества охлаждающего воздуха для двигателя производилось при помощи кольцевого зазора.

Воздушный винт получил кок, который снижал завихрения воздушных потоков, вызванные лопастями винта. Все впускные клапана располагались на передней части цилиндров. Выпускные клапана находились на задней части цилиндров. Для каждого типа клапанов имелись кулачковые шайбы, которые приводились через планетарный редуктор, регулируя величину открытия клапанов. Малый ход на холостых и малых оборотах и большой на режимах большой мощности. Эти идеи не были забыты. Значительно позднее разработки, базирующиеся на разработках военных лет по двигателю BMW-802, нашли своё применение на автомобильных двигателях фирмы BMW под названием VANOS. Данная технология позволяла сократить расход топлива. Впервые двигателя, в которых данная технология применялась, были установлены на легковые автомобили BMW E 50 5-й серии.

При работе двигателя BMW-802 на внешней стороне цилиндров — там, где располагались выпускные клапана — возникали проблемы с обеспечением условий охлаждения. Нагнетатель двигателя располагался перед двигателем. Это создавало определённые проблемы при монтаже воздушного винта. Взлётная мощность двигателя с одноступенчатым 3-х скоростным нагнетателем составляла 1800 кВт (2450 л.с.) при 2600 об/мин. Предполагалось на более совершенных версиях этого двигателя получить мощность порядка 2060 до 2130 кВт (2800 до 2900 л.с.). Планировалось дополнительно установить турбину, работавшую от выхлопных газов, которая передавала бы свою мощность прямо на коленчатый вал основного двигателя.

В целях получения двигателей мощностью от 2900 до 3700 кВт (4000 до 5000 л.с.) в начале 1939 года начались соответствующие исследования, которые летом того же года позволили приступить к более детальной проработке. Этот двигатель получил обозначение BMW 803A. Он представлял собой спаренный звездообразный двигатель, основой которого были два 14-цилиндровых двигателя с впрыском топлива. Так как цилиндры по длине двигателя располагались в 4 ряда, для их нормального охлаждения необходимо было применять водяное охлаждение.

Сначала было решено использовать на этом двигателе 2-х-ступенчатый 4-х-скоростной нагнетатель. Затем решили установить одноступенчатый 3-х-скоростной нагнетатель. Каждую из половин двигателя на выбор можно было временно заглушать. Мощность от двигателя передавалась на два 3-х-лопастных винта противоположного вращения; передний приводился от планетарного редуктора, задний — через дополнительную пару шестерён. Диаметр цилиндра и ход поршня соответствовали тому, что имел двигатель BMW 801: 156*156 мм. Рабочий объём составлял 83,6 литра. При 2800 об/мин максимальная мощность должна была составлять 2940 кВт (4000 л.с.), при 3000 об/мин и впрыске водометаноловой смеси она должна была увеличиться до 3 310 кВт (4500 л.с.).

Из за загруженности прочими работами разработка BMW 803A велась невысокими темпами. Несмотря на это, двигатель в середине 1944 года был доведён и его планировали выпустить нулевой серией, a c мая 1945 года начать серийное производство. Эти двигателя планировалось устанавливать на больших летающих лодках BV-P200. Версия этого двигателя BMW 803T получила шиберное управление. Данный вариант управления газораспределительным процессом предварительно опробовали на одноцилиндровом варианте двигателя.

В сентябре 1941 года было запланировано приступить к разработке 14-цилиндрового двухрядного двигателя воздушного охлаждения BMW 804 с рабочим объёмом в 45,4 литра. В первых вариантах этого двигателя планировалось получить мощность в 1470 кВт (2000 л.с.). Вариант с одноступенчатым 3-х-скоростным нагнетателем должен был иметь расчетную высотность между 7000 и 8000 метров. Для 2-х-ступенчатого 4-х скоростного варианта ожидалось получить расчетную высотность порядка 12 000 метров. В 1942 году от дальнейших работ по данному проекту отказались.

Так как мощность двигателей BMW 801D и S на высотах более 8000 метров была недостаточна, начались работы над вариантом BMW 805. Ожидали получить взлётную мощность 1765 кВт (2400 л.с.) и высотность 12 000 метров. Данный двигатель был разработан на базе широко известного двигателя BMW 801. Но при этом в конструкцию нового двигателя были внесены значительные изменения: новые головки цилиндров с большими по размеру клапанами и большим проходным сечением впускных и выпускных каналов, ход клапанов также был увеличен.

Управление газораспределительным процессом двигателя было изменено, были установлены гидравлические компенсаторы на привод клапанов, новый коленвал, который позволял развивать максимальные обороты 2900 об/мин (коленчатый вал получил компенсаторы колебаний), воздухозаборники с фиксированной крыльчаткой и регулируемым сечением впускного канала, 2-х-ступенчатый 4-х-скоростной нагнетатель. В 1944 году работы по BMW 805 так же пришлось прекратить, поскольку не имелось возможности в ближайшее время запустить его в производство, а сомнений в том, что война не завершится через непродолжительное время, уже ни у кого не оставалось. Значительное количество деталей, разработанных для BMW 805, было решено использовать в двигателе BMW 801R, который должен был применяться в составе силовой установки BMW 801 TR.

В период с 1939 по 1945 год фирмой BMW велись многочисленные исследования. В апреле 1942 года работы велись над 33-мя проектами, получившими номера от Р 8000 до Р 8032. Многие из этих проектов разрабатывались с целью значительного улучшения внутренней и внешней аэродинамики всей силовой установки в целом. Это привело к идее установки двойного капота с возможностью регулировок. Другие проекты получили другие передаточные числа рабочих колёс нагнетателей или другие нагнетатели, с турбонагнетателями или с работающими на коленвал двигателя турбинами, приводившимися от отработанных газов двигателя. Другие проекты разрабатывались для обеспечения как можно меньшего сопротивления во впускных каналах двигателя. Так возникли проекты двигателей, нагнетатели у которых располагались перед рядом цилиндров. Затем исследовались промежуточные и конечные охладители нагнетаемого воздуха, дроссели, редукторы с противоположным направлением вращения, шиберное управление газораспределительным процессом и прочее.

Двигатель BMW 803 мощностью 4000 л.с. Richard-а Faltermair-a

В данной главе будет коротко рассказано о разрабатывавшемся 28-цилиндровом звездообразном двигателе водяного охлаждения BMW 803 который так же как и 24-х цилиндровый двигатель фирмы Daimler-Benz DB 613 на испытательном стенде развивал мощность 2940 кВт (4000 л.с.). Данный двигатель имел ряд технических особенностей.

Министерство авиационной промышленности рейха (RLM) и институт профессора Kamm-а при высшей технической школе в городе Stuttgart направили всем немецким моторостроительным фирмам распоряжение о необходимости рассмотреть вопросы в отношении разработки на будущее авиационных двигателей мощностью 2940–4500 кВт (4000–6000 л.с.). Многие заказы на данные разработки были распределены между рядом фирм. Таким образом возник ряд проектов различного исполнения.

В рамках разработки и производства авиадвигателей воздушного охлаждения согласно планов RLM фирма BMW получила в наследство от фирмы Brandenburgischen Motorenwerken (Bramo) проект двигателя P 3031. Исcледования по этoму двигателю начались в декабре 1937 года, и в 1938 году приступили к конструкторским разработкам. В данном проекте было решено использовать многорядную звездообразную схему расположения цилиндров и отказаться от воздушного охлаждения в пользу более подходящего для такой схемы водяного охлаждения, т.к. это позволяло бы избавиться от неизбежных проблем, связанных с охлаждением двигателя, и к тому же избавиться от рёбер охлаждения, что позволяло бы расположить цилиндры двигателя близко друг к другу. К тому же это позволяло разместить 2 цилиндра соседних рядов так близко друг к другу, что для привода газораспределительных механизмов этих двух цилиндров можно было бы использовать один общий вал. Также это позволяло вместо ставших уже обычными на авиадвигателях клапанов использовать шиберное управление с плоскими шиберами, что уменьшало площадь поперечного сечения двигателя.

Далее возникла идея создать такой двигатель на базе 2-х автономных, не зависящих друг от друга двигателей с 14-ю цилиндрами каждый. При выходе из строя по какой-либо причине одной половины двигателя вторая половина имела бы возможность продолжать работать. Для этих целей каждая из половин двигателя вращала свой винт. Винты имели противоположное направление вращения. Для передачи мощности от заднего двигателя к расположенному спереди понижающему редуктору винта служили 5 торсионных валов, располагавшихся в свободном пространстве между блоками цилиндров. Для привода нагнетателя и агрегатов переднего двигателя служили еще два дополнительных вала. В ходе исследований конструкции будущего двигателя было установлено, что размещение валов, воздухозаборников и системы выхлопа отработанных газов при исполнении двигателя в виде многорядной 2×2 звезды с 7-ю цилиндрами в ряде имеет преимущество перед звездой с 9-ю цилиндрами в ряде. Таким образом и получилось, что двигатель имел размер цилиндро-поршневой группы двигателя равный тому, что имел BMW 801. Pабочий объём составлял 83,4 литра.

Дальнейшие проекты двигателей мощностью до 10 000 л.с.

В 1941/1942 годах фирмой BMW были начаты исследования в части разработки более мощных двигателей. В их число входил проект 36-цилиндрового двигателя Р 8052, у которого цилиндры располагались в виде 4-х рядов. Двигатель должен был иметь турбонагнетатель и развивать стартовую мощность 4225 кВт (5600 л.с.). При этом разрабатывались проекты вариантов двигателей с 28-ю и 36-ю цилиндрами в виде единого блока, работавшими на один коленчатый вал. Отключать часть цилиндров двигателя в данном случае не представлялось возможным. Затем были предложения разместить 2 двигателя BMW 803 одни за другим. Этот проект получил обозначение Р 8052. Взлётная мощность двигателя должна была составлять 5880 кВт (8000 л.с.). 72-цилиндровый вариант двигателя должен был развивать 7350 кВт (10 000 л.с.).

Испытания двигателя BMW 803 на стендах

В 1940 году в Spandau начались испытания одно- и двухцилиндровых двигателей, представлявших собой часть будущего двигателя BMW-803. Подобные работы при конструировании новых двигателей велись всеми моторостроительными фирмами. Cначала создавали одно-, двухцилиндровые варианты или один ряд (у двигателей воздушного охлаждения) с целью сначала отработать цилиндро-поршневую группу. Затем, уже имея на руках результаты предварительных испытаний, изготавливали опытные образцы «нормального» полноразмерного двигателя и испытывали его.

Первая половина двигателя с 14-ю цилиндрами поступила на испытания в январе 1941 года. Двигатель в целом виде с 28-ю цилиндрами начали испытывать в октябре 1941 года. Коленчатый вал двигателя был изготовлен из стали, стальные цилиндры имели сваренную из тонких металлических листов. Ранее такая схемa была опробована на двигателяx BMW-IIIa, IV, V и VI. Понижающий редуктор двигателя, нагнетатель и элементы крепления были взяты от 14-цилиндрового двигателя Bramo-329, разработка которого была прекращена к тому времени. В испытательном центре DVL две половинки двигателя были переоборудованы на шиберное управление и подготовлены к проведению испытаний. В ходе испытаний регулярно возникали проблемы с рубашкой охлаждения двигателей, и весной 1942 года из-за постоянных неполадок решили не собирать весь двигатель целиком до устранения этих неполадок.

Параллельно с этими работами еще весной 1940 года начались работы над новой конструкцией 28-цилиндрового двигателя Р 8051. Концепция оставалась прежней, но было решено в качестве материала блока цилиндра использовать лёгкие сплавы. Головки цилиндров, общие на 2 цилиндра, решили изготавливать тоже из лёгких сплавов со стальными вставками. Моторные блоки обеих половинок были идентичными, как и система смазки, охлаждения, воздуховоды системы подачи воздуха и вся арматура. Имелся удобный подход ко всем агрегатам. Все моторные агрегаты: система впрыска топлива, масляные и водяные насосы были установлены каждый на свой двигатель отдельно. Cтартер был один.

Также каждая половина двигателя имела свой коммандогерет, о котором уже было упомянуто ранее. На каждый из коммандогеретов имелся свой отдельный рычаг, позволявший управлять каждой половиной двигателя в отдельности. Для ускорения и упрощения процесса обслуживания работающего двигателя имелось и отдельное управление каждой половиной двигателя при запуске и глушении двигателя, при установке двух 4-лопастных винтов Junkers VS 23 в положение, создающее наименьшее аэродинамическое сопротивление при полёте с заглушенным двигателем.

Понижающий редуктор был установлен перед двигателем. На моторной раме крепились два 2-х-ступенчатых 4-х-скоростных нагнетателя (по одному на каждую половину двигателя). Этот новый двигатель получил обозначение BMW 803А. При максимальных оборотах 2950 об/мин и давлении наддува 1,55 атм. данный двигатель должен был развивать 2940 кВт (4000 л.с.). При использовании системы MW-50 мощность должны была увеличиваться до 3310 кВт (4500 л.с.). При номинальном режиме работы двигателя расчетная высотность должна была составлять 12 000 метров.

Разработка BMW 803А велась с апреля по декабрь 1942 года. Первая половина двигателя из 14 цилиндров была собрана в октябре 1943 года. Первый, в комплекте, двигатель V6 был собран в феврале 1944 года. После 28 часов работы на испытательном стенде в Basdorf-Zühlsdorf-е юго-восточнее Oranienburg-а в ходе очередной бомбардировки двигатель получил повреждения, которые невозможно было устранить. Собранный несколько позднее другой двигатель V7 отработал всего несколько часов на испытательном стенде.

Еще 28 января 1944 года RLM решило прекратить все работы над перспективным поршневым двигателем BMW-803 и сосредоточить все еще имеющиеся в распоряжении фирмы, но подвергающиеся всё более серьёзным разрушениям в результате бомбардировок союзников производственные мощности фирмы BMW на производстве уже давно изготавливавшегося двигателя BMW-801 и на доработке реактивного BMW-003.

Единственным собранным полноразмерным 28-цилиндровым вариантом остался лишь BMW-803 V5. В самом конце войны при осмотре завода в München-Milbertshofem американскими специалистами был обнаружен этот единственный уцелевший полноразмерный двигатель данного типа. Его вывезли в США для изучения. Затем он оказался в одном частном музее в Калифорнии. BMW AG в течении долгого времени добивалась возвращения этого двигателя в Германию. Kогда вопрос о возвращении был решен, после продолжительной и объёмной реставрации в Германии этот двигатель был выставлен в Немецком музее как экспонат от BMW AG в Schliesheim-е.

Для опробования BMW-803 в реальных полётах уже в декабре 1943 года в Deutschen Lufthansa был подготовлен один Ju-52/3m. По ряду причин данные испытания провести не удалось. Затем для этих же целей было решено испытать двигатель, установив его на месте среднего двигателя на Ju-252, затем на Ju-288 и He-177. После начала производства этого двигателя его планировали устанавливать на гигантскую 8-моторную летающую лодку Blom & Voss P 200, одномоторный бомбардировщик Blom & Voss P 163, дальний 4-моторный бомбардировщик фирмы Focke-Wulf FW-238, тяжелые истребители этой же фирмы и на еще целый ряд проектов различных немецких самолётостроительных фирм (Arado, Heinkel, Messerschmitt).

В начале 1943 года в RLM планировали начать серийное производство BMW-803 в апреле 1944 года. Ряд фирм, на самолётах которых должен был устанавливаться этот двигатель, уже получили информацию об этом двигателе. Но и эти планы не могли быть осуществлены на практике. Разработка BMW-803 началась в самом начале ВМВ. По ряду причин, связанных с занятостью многих специалистов прочими разработками, нехваткой необходимых материалов и свободных производственных мощностей, всё более частыми и мощными бомбовыми ударами авиации союзников фирма BMW не сумела организовать серийное производство целого ряда перспективных поршневых авиационных двигателей BMW-802, BMW-803, BMW-804, BMW-805, а также реактивных двигателей. Нечто похожее имело место и на фирмах Daimler-Benz, Junkers, Maybach, MAN и прочих, занимавшихся производством двигателей и силовых установок для авиации, подводных лодок, торпедных катеров и бронетанковой техники: часть новых перспективных разработок не удалось запустить в серийное производство, а объёмы производства уже выпускавшихся изделий, как и качество этих изделий, были значительно снижены по сравнению с потенциальными возможностями данных предприятий.

Данные по авиационным двигателям фирмы BMW, производившимся или разрабатывавшимся во второй половине 1930-х годов и в годы ВМВ

Табл. 1

Табл. 2

Что касается обеспечения немецкой промышленности необходимыми материалами. Об этом уже много раз упоминалось в различных источниках. Более наглядно об этом можно будет судить по таблице, в которой указано, сколько материалов было выделено на обеспечение потребностей сухопутных войск, Люфтваффе и Кригсмарине на первый квартал 1942 года. К сожалению, таблица далеко не полная. В ней нет данных по молибдену, вольфраму, никелю и прочим материалам.

Эти данные приведены в книге: Guntram Schulze-Wegener «Die deutsche Kriegsmarine Rüsrung 1942-1945» (Вооружение немецкого ВМФ в 1942-1945-х годах). В свою очередь автор книги при составлении данной таблицы пользовался архивными документами (OKW/WiRüAmt/Ro II, Überblick über Rüstungsmaßnahmen v.3.1.1942, BA-MA,RW 19/1922.). В данную таблицу не вошли потребности транспортных подразделений, резервa Bермахта и еще ряда прочих ведомств, которым было выделено незначительное количество материалов.

Так же как и прочие фирмы, специализирoвавшиеся на разработке и производстве авиадвигателей водяного охлаждения, фирма BMW в середине 30-х годов приняла участие в разработках 12-цилиндровых V-образных двигателей с рабочим объёмом порядка 20 литров (BMW 116 — 20,7 литра). На испытаниях, проводившихся на испытательном стенде, этот двигатель в варианте без впрыска топлива развивал мощность 550 кВт (750 л.с.). Имелись планы по разработке более совершенного варианта с впрыском топлива. Также велись работы по разработке более мощного ВMW 117 с рабочим объёмом 36 литров. От дальнейших работ по этим двигателям RLM отказалось.

Первый изготовленный в Германии двухрядный звездообразный авиационный двигатель воздушного охлаждения BMW-139

Средневысотные варианты двигателя BMW 801

Задняя часть двигателя BMW 801 со специально разработанной кольцевой несущей рамой. Все двигатели BMW -801 имели систему впрыска топлива и «Коммандогерет», управляемый одним рычагом.

График, характеризующий объёмы производства двигателей BMW в годы ВМВ

На схеме показано, как в подкапотном пространстве проходили воздушные потоки, охлаждающие двигатель BMW 801, включая масляный радиатор.

«Коммандогерет»

Принципиальная схема «Коммандогерета»

Junkers Ju 388

Junkers Ju 388

Junkers Ju 388

Бомбардировщик Junkers Ju 388 получил в ограниченном количестве 310 единиц высотный двигатель с турбонаддувом BMW 801J. Над маркировкой видна выхлопная труба двигателя, подведённая прямо к турбонагнетателю. Вариант высотного двигателя BMW 801 имел расчетную высотность 11 000 м. Его устанавливали только на высотных истребителях и разведчиках Junkers Ju 388. Обычный средневысотный двигатель отличается от данного варианта отсутствием находящегося сразу на турбокомпрессором разработанным фирмой BMW и 4-х охладителей нагнетаемого воздуха выполненных в виде сегментов.

Высотный двигатель с турбонаддувом BMW 801J. Вес турбокомпрессора составлял всего 75 кг. Из-за недостатка необходимых материалов и свободных производственных мощностей этот двигатель был изготовлен в количестве всего 310 единиц

Фирмой BMW, как и прочими моторостроительными фирмами, проводились многочисленные исследования в области разработки новых вариантов двигателей. Всего известно 33 подобных проекта, получивших обозначения от BMW-800 до BMW 832. Так, например, изображенные тут проекты P-8010/Р-8013 имели обтекатели винта с регулируемыми воздухозаборниками и расположенными перед цилиндрами 2-х-ступенчатыми нагнетателями. Общая длина моторных гондол этих двигателей составляла примерно 3,3 метра, диаметр 1,45 метра.

Проект одного из 18-цилиндровых двигателей воздушного охлаждения, выполненного по схеме двойная звезда, разрабатывавшегося фирмой BMW.

Проект одного из 18-цилиндровых двигателей воздушного охлаждения, выполненного по схеме двойная звезда, разрабатывавшегося фирмой BMW.

1. Головка цилиндров.
2. Воздушный винт.
3. Внешняя обшивка.
4. Внутренняя обшивка.
5. Регулятор воздухозаборника.
6. Фильтр для очистки воздуха поступающего для создания топливо-воздушной смеси.
7. 2-х-ступенчатый 4-х-скоростной нагнетатель.
8. Конечный охладитель нагнетаемого воздуха.
9. Выхлопной коллектор.
10. Отверстие выброса отработанных газов.
11. Обогреватель фильтра.
12. Впускной клапан.
13. Выпускной клапан.

Авиационный двигатель BMW 803 мощностью 2940 кВт (4000 л.с.) вместе со сдвоенным двигателем Daimler-Benz DB 613 были самыми мощными немецкими авиационными двигателями, созданными во время ВМВ. По целому ряду причин его разработка не продвинулась далее испытаний на стенде.

Схематический разрез 28-цилиндрового двигателя BMW 803, представлявшего собой 2 соединённых между собой 14 цилиндровых двигателя (Ранний чертёж данного проекта).

Кинематическая схема двигателя BMW-803A

Первый 28-цилиндровый двигатель BMW 803А в феврале 1944 был собран и испытан на испытательном стенде в Basdorf-Zühlsdorf.

Основной и прицепные шатуны двигателя BMW-803A.

Реставрация двигателя BMW-803A проводилась после возвращения этого двигателя в Германию из частного музея США в Калифорнии.

Одним из основных «потребителей» BMW-801 являлся многоцелевой истребитель FW-190. Объёмы производства вариантов FW-190 с двигателями BMW-801 ограничивало количество поступающих от моторостроителей двигателей.

Ju 390

Двигатель BMW-801 также предназначался для установки на различные типы средних и тяжелых бомбардировщиков Ju 188, Do 317, Ju 290. Помимо этих бомбардировщиков двигатели BMW-801 предполагалось устанавливать на ряд других типов самолётов. На опытные образцы изготовленных в 2-х экземплярах 6-моторных Ju 390, Не 277 и на прочие боевые и транспоpтные самолёты.

Двигатели BMW-802 и BMW-803 предполагалось устанавливать на различных типах самолётов от истребителей фирмы Focke-Wulf до средних и тяжелых бомбардировщиков наподобие FW-238

Головки цилиндров автомобильных двигателей фирмы BMW, на которых используется технология Vanos. Разработка данной технологии была начата в годы ВМВ для использования на авиационном двигателе BMW-802.

Источники

1. Kyrill von Gersdorff • Helmut Schubert. Stefan Ebert. Flugmotoren und. Strahltriebwerke
2. Entwicklungsgeschichte der deutschen Luftfahrtantriebe von den Anfängen bis zu den
3. internationalen Gemeinschaftsentwicklungen
4. T. Lorenzen: BMW als Flugmotorenhersteller 1926-1940
5. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/32/BMW801_front.jpg
6. http://www.google.de/imgres?q=bilder+zur+BMW-801&client=firefox-a&sa=X&hl=de&rls=org.mozilla:de:official&channel=s&biw=1016&bih=631&tbm=isch&tbnid=1MOLW_dSfI_VRM:&imgrefurl=http://bredow-web.de/Triebwerke_und_Flugzeugmotore/BMW_801/bmw_801.html&docid=6BKO7XEHCngcgM&imgu
7. http://www.focke-wulf190.com/images/bmw801schema.jpg
8. http://www.google.de/imgres?q=bilder+zur+BMW-801&start=115&client=firefox-a&sa=X&hl=de&rls=org.mozilla:de:official&channel=s&biw=1016&bih=631&tbm=isch&tbnid=imLlB_VaT3fUSM:&imgrefurl=http://hobby-luftfahrt.de/cont/mus/museum_dmmuc.htm&docid=hheLo5jvDWuZMM&imgurl=http://hobby-luftfahrt.de/pic/mus/dmmuc/bmw801tj_02-dmm-2011-08-17.jpg&w=380&h=253&ei=bLV6UY7gD4XjswaA9oCIAg&zoom=1&iact=hc&vpx=534&vpy=179&dur=1608&hovh=183&hovw=275&tx=172&ty=119&page=7&tbnh=143&tbnw=212&ndsp=21&ved=1t:429,r:18,s:100,i:58
9. http://www.7-forum.com/bilder/news/2007/technoclassica/bmw_801_a_p0034921-b_jpg.html?ref=http://www.7-forum
10. http://www.google.de/imgres?q=bilder+zur+BMW-801&client=firefox-a&sa=X&hl=de&rls=org.mozilla:de:official&channel=s&biw=1016&bih=631&tbm=isch&tbnid=P8PM_s3CSeZ2GM:&imgrefurl=http://www.ju388.de/BMW801TJ.html&docid=U15h7KNhc9bjBM&imgurl=http://www.ju388.de/BMW801/BMW801TJ-0_NASM_Turbine.jpg&w=512&h=768&ei=Y7V6UYf7Os7FswbG8IHgDg&zoom=1&iact=hc&vpx=626&vpy=7&dur=440&hovh=275&hovw=183&tx=110&ty=148&page=1&tbnh=143&tbnw=98&start=0&ndsp=15&ved=1t:429,r:3,s:0,i:92
11. http://www.cockpitinstrumente.de/Flugzeuge/Jeager/Fw190A3/gross/Db190.jpg
12. http://www.google.de/imgres?q=bilder+zur+BMW-801&client=firefox-a&sa=G&rls=org.mozilla:de:official&channel=s&h
13. http://www.google.de/imgres?q=bilder+zur+BMW-802&client=firefox-a&rls=org.mozilla:de:official&channel=s&hl=de&biw=1016&bih=631&tbm=isc
14. http://www.google.de/imgres?q=bilder+zur+BMW-802&client=firefox-a&rls=org.mozilla:de:official&channel=s&hl=de&biw=1016&bih=631&tbm=isc
15. http://www.luft46.com/fw/fwjager3.gif
16. http://www.google.de/imgres?q=bilder+zur+BMW-803&client=firefox-a&sa=G&rls=org.mozilla:de:official&channel=s&h
17. http://www.pmcn.de/OF.9/BMW%20803.of.htm
18. http://www.google.de/imgres?q=bilder+zur+Technologie+Vanos&client=firefox-a&sa=X&hl=de&rls=org.mozilla:de:offic
19. http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS_CJusRg28nR_6LI79Vr-k91Cys1nlprjZBKQ2NFuAztqlXHnOMw
20. http://www.google.de/imgres?q=bilder+zur+Technologie+Vanos&client=firefox-a&sa=X&hl=de&rls=org.mozilla:de:official&channel=s&biw=1016&bih=631&tbm=isch&tbnid=iAifIegWMTTPCM:&imgrefurl=http://de.wikipedia.org/wiki/Nockenwellenverstellung&docid=e3Ej0cHy36BH8M&imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/56/BMW-N52_DetailVanos.jpg/220px-BMW-N52_DetailVanos.jpg&w=220&h=147&ei=xL56UamYIY6L4gS434CoBQ&zoom=1&iact=hc&vpx=351&vpy=343&dur=3391&hovh=117&hovw=176&tx=118&ty=62&page=1&tbnh=117&tbnw=176&start=0&ndsp=15&ved=1t:429,r:12,s:0,i:119
21. http://www.usautoparts.net/bmw/technology/vanos_cutaway.jpg