Авиационный двигатель Junkers Jumo-222

В конце 20-х-начале 30-х годов в ряде наиболее развитых стран мира моторостроители пыталась создать мощные перспективные авиадвигатели водяного охлаждения которые значительно превосходили бы по развиваемой ими мощности наиболее распространённые V-образные 12-ти цилиндровые двигателя водяного охлаждения. Проведённые исследования показали, что для современных на то время быстроходных авиадвигателей максимальный диаметр цилиндра ограничивается величиной примерно 156 мм. Тоже самое касалось хода поршня и развиваемых двигателем максимальных оборотов. Из этого следовало, что для этого необходимо было создать двигателя со значительно большим, чем 12 числом цилиндров. Проблему эту можно было решить разными способами Разрабатывались двигателя различных схем. Но все эти попытки усложняли конструкцию двигателя, значительно увеличивали его габариты и вес. И практически все разработчики столкнулись с огромным количеством сложнейших проблем преодоление которых потребовало привлечения наиболее высоко квалифицированных специалистов, годы упорного труда на расчёты, проведение испытаний и доводку двигателей. Специалисты фирмы Юнкерс относились к числу тех не многих наиболее опытных моторостроительных предприятий мира, которые эту проблему всё-таки сумели успешно решить. По крайней мере в отношении того, что касалось приемлемого уровня надёжности двигателей, развиваемой мощности и габаритов двигателей.

Первые упоминания о предложении по разработке новых двигателей водяного охлаждения с количеством цилиндров большим, чем 12 у стандартных V-12 в Германии датируются 4 декабря 1936 года. Разработкой такого двигателя на фирме Юнкерс руководил профессор Мадер (Мader). В этот день фирма Юнкерс предложила RLM рассмотреть вопрос, касающийся разработки нового двигателя который существенно отличался бы от всего того, что в Германии проектировали и производили конструкцией и развиваемой мощностью. 4 мая 1937 года RLM выдало заказ на разработку предложенного фирмой Юнкерс авиадвигателя. Он получил обозначение Р2001. Двигатель должен был развивать взлётную мощность в 1900 л.с. Фирма Юнкерс рассчитывала, что уже первые опытные образцы двигателя смогут развивать мощность 2000 л.с. B апреле 1938 года двигатель получил официальное обозначение Jumo-222 (размерность цилиндро-поршневой группы была принята 135 мм*135 мм). Он должен был иметь диаметр 1160 мм (несколько меньше чем у BMW-801) и сухой вес 1170 кг. Испытания первого одноцилиндрового варианта данного двигателя состоялись в марте 1938 года. Полный ряд из 6-ти цилиндров испытали в июне 1938 года, первый нормальный двигатель с 24-ю цилиндрами испытали на стенде 24 апреля 1939 года. Один двигатель Jumo-222 был смонтирован на месте среднего двигателя на Ju-52. Первый полёт с этим двигателем самолёт совершил 3 декабря 1940 года. Как и ожидалось у двигателя выявились многочисленные «детские болезни». После исправления выявленных дефектов в начале апреля 1941 года состоялись первые 100-е часовые испытания двигателя Jumo-222 V5. Снова выявился ряд дефектов. В ходе дальнейших испытаний было отмечено, что ряд ранее имевшихся дефектов устранены и можно приступить к подготовке серийного производства этого двигателя. Начало серийного производства планировали на середину 1942 года на моторостроительном предприятии фирмы FOW около Вены. Планировалось ежемесячное производство 1000 двигателей.

Не смотря на то, что в ходе испытаний двигателей Jumo-222 появилась надежда на то, что двигатель возможно будет в ближайшее время уже производить серийно в Министерстве авиации имелись сомнения в отношении возможности реализовать эти планы. 30 августа 1941 года состоялась встреча представителей министерства авиации и фирмой изготовителем. В ходе данной встречи представители министерства авиации выразили своё сомнение в отношении сроков начала производства двигателя. Производственники заверяли, что начать серийное производство двигателей Jumo-222 они могут согласно плана в середине 1942 года. 8 октября 1941 года состоялся первый полёт бомбардировщика Ju-288 с двигателями Jumo-222. В конце октября 1941 года RLM решило, что двигатель Jumo-222 еще имеет значительное количество недоработок и, оценивая ранее имевшие место просчёты по срокам доведения до приемлемой кондиции авиадвигателей и времени необходимого на организацию их серийного производства, было принято решение отдать предпочтение авиадвигателю DB-603, поскольку новый, более мощный двигатель был срочно необходим, и DB-603 в отличие от Jumo-222 представлял собой конструкцию, в которой были использованы ранее многократно опробованные на практике технические решения. Да и в изготовлении он был попроще. К тому же в 1941 году уже было произведено 120 двигателей DB-603. Их моторесурс составлял всего 40-50 часов. Концерн Даймлер-Бенц начал исследования по различным вариантам авиадвигателей, созданных на базе DB-603. Рассматривались в общей сложности 36 различных вариантов этого двигателя. Работы по DB-603 позволяли в более короткие сроки получить приемлемое количество мощных авиадвигателей, так как их производство уже разворачивалось. К тому же ограниченное количество самых необходимых материалов и производственных мощностей уже тогда имело место. 24 декабря 1941 года RLM окончательно отказалось от применения на бомбардировщиках Ju-288 двигателей Jumo-222. Работы по двигателю Jumo-222 между тем продолжались, хотя и получили значительно меньший приоритет перед другими проектами. Помимо 24-x цилиндрового варианта рассматривалась возможность к 4-м рядам цилиндров двигателя добавить еще 2-число цилиндров двигателя таким образом увеличилось бы до 36. Рассматривался вариант несколько увеличенного двигателя по отношению к исходному (размеры цилиндро-поршневой группы 140×135 мм и рабочий объём 49,88 л). Кроме этого велись работы по увеличению высотности двигателя, улучшения процесса протекания сгорания и прочие. 26 мая 1942 года на стенде кратковременно была получена мощность в 3000 л.с. В декабре 1942 года при 100 часовых испытаниях двигатель Jumo-222 развивал мощность в 2500 л.с. Испытания прошли без каких либо происшествий. Между тем всё более осложнявшееся положение Германии требовало привлечения всё больших сил для развития в первую очередь истребительной авиации. На заводе фирмы Юнкерс в городе Дессау (на этом заводе и началось в конце 20-начале 30-х годов возрождение авиации Германии после ПМВ) все имевшиеся ресурсы были задействованы на расширении производства двигателей Jumo-213. Кроме того там же велись и основные работы по двигателю Jumo-004. Производственных мощностей, которые можно было бы выделить под Jumo-222, не оставалось. Jumo-222 стали рассматривать как запасной вариант на случай если двигатели DB-606/610 и DB- 613 (сдвоенные DB-601,605 и DB-603) по каким либо причинам не могут быть использованы для тяжелых самолётов. В 1943 году вновь разработали еще более увеличенный и мощный вариант двигателя Jumo-222 C/D. Диаметр цилиндров составил 145 мм, ход поршня 140 мм, рабочий объём составлял 55,5 л. В начале 1945 года первые 2 двигателя Jumo-222 C/D были подготовлены к испытаниям. Провести полный цикл испытаний не представлялось возможным из за потери от бомбардировок части оборудования. На уровне земли двигатель развивал при 3200 об/ мин мощность 3000 л.с. Ожидалось, что примерно такую же мощность двигатель сможет выдавать на высотах до 6 км.

В 1944 году продолжились работы по модельному ряду 3 двигателя с рабочим объёмом 50 л Jumo-222 E/F. Этот двигатель предназначался для действий на больших высотах. В ходе испытаний в специальной камере, создающей условия характерные для полётов на больших высотах, на заводе в Дессау было установлено, что высотные характеристики двигателя Jumo-222 E/F могут быть еще несколько улучшены и вместо расчётной высоты в 9,4 км можно попытаться довести расчетную высоту до 11 км. На уровне земли двигатель Jumo-222 E/F при 3000 об /мин развивал мощность 2500 л.с. При разряжении воздуха в камере до уровня соответствующего высоте 9 км мощность двигателя составляла 1920 л.с. Были проведены и испытательные полёты с этими двигателями, которые подтвердили результаты, полученные в ходе испытаний на заводе в Дессау. В целях дальнейшего увеличения высотных характеристик двигателя Jimo-222 был разработан еще один вариант этого двигателя с рабочим объёмом в 50 л. Jumo-222-Turbo. Он был разработан на основе двигателей Jumo-222 А/В-2 и А/В-3. Двигателя получили турбокомпрессор с приводом от отработанных газов (ATL) и охладитель воздуха. Мощность этого двигателя на уровне земли при 3200 об /мин составляла 2400 л.с. Согласно данных оригинальных документов фирмы Юнкерс на высоте 12,3 км. этот двигатель развивал мощность 2070 л.с. Двигатель был испытан на испытательном стенде (без турбокомпрессора мощность развиваемая двигателем на высоте 12,3 км составляла бы всего 750 л.с.). В ходе 22-x испытаний двигателя в разряженной камере было установлено, что турбокомпрессор работает стабильно без каких либо неполадок.

Последней известной версией двигателя Jumo-222 был двигатель Jumo-225. Еще он известен как Jumo-222 G. Этот двигатель разрабатывался как 36 цилиндровая версия двигателя Jumo-222 А/В-1 рабочий объём 69,57 л. (размер цилиндро-поршневой группы 135 мм*135 мм). Теоретически двигатель должен был развивать мощность до 4000 л.с. Рассматривался проект этого двигателя с размерами цилиндро-поршневой группы 145 мм×140 мм (с рабочим объёмом в 83,2 л). Этот проект не был доработан. Двигатели модификаций A; D; E имели левое направление вращения, двигатели B; C; F — правое.

Модификации двигателей Jumo-222

Первая модификация 1941 года Jumo-222 А/В-1 (135 мм*135 мм), рабочий объём 46,4 л.,2000 л.с. при 3200 об/мин, одноступенчатый двухскоростной нагнетатель, построена нулевая серия. Двигатель испытан на испытательном стенде и в полётах.

Модификация созданная в 1942 году Jumo-222 А/В-2 (140 мм*135 мм),рабочий объём 49,88 л. Клапана большего диаметра,2500 л.с. при 2900 об/мин, построена нулевая серия. Двигатель испытан на испытательном стенде и в полётах.

Модификация Jumo-222 А/В-3 аналогична серии А/В-2, но получила более мощный нагнетатель. C использованием системы МW-50 максимальная взлётная мощность двигателя увеличивалась до 2900 л.с. Двигатель имел расчётную высоту 6 км (испытания проводились на стенде и в полётах). Было запланировано серийное производство этого двигателя, но позднее, ближе к сроку когда было за планировано организовать серийное производство, из-за отсутствия необходимых ресурсов этот двигатель производить уже не представлялось возможным.

Jumo-222 C/D 1943 год. (145 мм×140 мм), рабочий объём 55,5 л, мощность 3000 л.с. при 3100 об /мин. Расчетная высотность двигателя 6 км. К окончанию войны несколько двигателей находились в стадии сборки.

Jumo-222 E/F 1944 год. (140 мм×135 мм), рабочий объём 49,88 л. двигатель представлял собой вариант Jumo-222 А/В-3 с двухступенчатым 3-х скоростным высотным нагнетателем и охладителем нагнетаемого воздуха. Максимальная мощность двигателя достигала 2500 л.с. С использованием системы MW-50 мощность увеличивалась до 2900 л.с. Использование системы GM-1 увеличило мощность двигателей на высотах выше расчетной примерно на 500 л.с. Из 10 изготовленных двигателей опытной партии этого варианта 6 испытаны на стенде и в полётах.

Jumo-222 Turbo (140мм×135 мм). 49,88 л рабочий объём, турбокомпрессор с приводом от отработанных газов (АТЛ) Расчетная высота 12,3 км. Мощность на уровне земли 2400 л.с. Проведены 22 успешных испытания на стенде.

Jumo-222 G/225 — 36 цилиндровый вариант двигателя Jumo-222 (140 мм×135 мм). Рабочий объём 69,57 л. Мощность 3500 л.с. при 3000 об /мин. Предусматривалось увеличение мощности за счет повышения оборотов двигателя и монтажа турбокомпрессора с приводом от oтработанных газов (АТЛ). Разработка проекта была приостановлена в виду не возможности реализации его производства.

В связи с всё ухудшавшимся положением Германии дальнейшие разработки двигателей Jumo-222 в 1944 году шли довольно медленно. Были проведены полётные испытания на 11 различных самолётах с общим налётом 800 часов. Из всех вышеизложенных модификаций модификации Jumo-222 А/В-3 и E/F наиболее соответствовали требованиям предъявляемым к авиадвигателям необходимым для ведения боевых действий в условиях второй половины ВМВ. Из за мощных воздушных налётов союзников на авиазавод в городе Дессау в апреле 1944 год производство перенесли на заводы в городах Оберруссель и Франкфурт на Майне. В середине 1944 года технологическую документацию на производство двигателей Jumo-222 продали Японии.

Несколько двигателей захватили американцы и англичане и подвергли их всесторонним испытаниям. По данным фирмы Юнкерс всего было произведено 289 двигателей Jumo-222 всех модификаций.

Несколько двигателей Jumo-222 выставлены в музеях. Эти фотографии сделаны в Немецком музее в городе Мюнхен.

5. Редуктор двигателя со снятой крышкой. 6,7. Вид сверху головки клапанов.

Первый вариант двигателя Jumo-222 был смонтирован на опытном образце бомбардировщика Ju-288 V5 и совершил свой первый полёт 8 октября 1941 года. Отличительной особенностью является туннель для забора охлаждающего воздуха. Внутри поток охлаждающего воздуха дополнительно прогоняется вентилятором.

Высотные характеристики двигателей. Левый график:Jumo-222 A/B. Правый :Jumo-222 E/F.

Бомбардировщик Ju-288 c двигателями Jumo-222. Максимальная скорость данных опытных и предсерийных вариантов во время проведения многочисленных успешных испытаний в 1943 году составляла 650-670 км /час.

Поперечный разрез двигателя Jumo-222.

В ходе лётных испытаний двигатель Jumo-222 испытывался на 11 образцах самолётов с общим налётом в 800 часов. На данной фотографии двигатель Jumo-222 смонтирован на Ju-52 на месте среднего двигателя. Первый полёт состоялся 3 декабря 1940 года. По фотографии можно сравнить диаметр двигателей Jumo-222 и BMW-132.

Габариты силовых установок бомбардировщиков Ju-88 Ju-288.

36-ти цилиндровый двигатель Jumo-225 представлявший собой вариант Jumo-222 с 2-мя дополнительными рядами цилиндров.

Помимо среднего бомбардировщика Ju-288 различные варианты двигателя Jumo-222 предполагалось устанавливать на бомбардировщиках Ju-388 и FW-191, тяжелых бомбардировщиках He-277, Ju-488, истребителе Ta-152, тяжелом 2-х моторном истребителе перехватчике He-219 и на его более совершенном варианте Hüttner Hü-211, который должен был иметь дальность полёта до 8000 км и еще на нескольких типах самолётов.

Источники:

• Kyrill von Gersdorff • Helmut Schubert. Stefan Ebert. Flugmotoren und. Strahltriebwerke Entwicklungsgeschichte der deutschen Luftfahrtantriebe von den Anfängen bis zu den internationalen Gemeinschaftsentwicklungen ;
• Reinhard Müller: Junkers Flugtriebwerke, AVIATIC Verlag, 2006,;
• Holger Lorenz: Kennzeichen Junkers, Druck- und Verlagsgesellschaft Marienberg mbH, 2005;
• Deutsches Museum München.;
• Luft Archiv.de.