Beardmore Tornado дирижабельный дизельный авиадвигатель

W_Scharapow 11.05.2020 5

В избранноеВ избранномRemoved 11

Статья редактируется!!!

В начале 1920-х годов компания William Beardmore & Company Ltd. начала разработку серии мощных низкоскоростных авиационных двигателей с прямым приводом. Исходя из этой линейки двигателей и опыта компании в области тепловозов, компания Beardmore экспериментировала с дизельными авиационными двигателями. Одним из таких двигателей был дизельный двигатель Тайфун. Разработанный Аланом Чорлтоном «Тайфун» представлял собой перевернутый шестицилиндровый двигатель с водяным охлаждением и цилиндрическим шестигранником с рабочим диаметром 8,625 дюйма (219 мм) и рабочим объемом 12 дюймов (305 мм), что позволило ему сместиться в объеме 4207 кубических дюймов (68,9 л). ). В 1924 году британское министерство авиации приказало использовать дизельные Тайфуны на водородных дирижаблях R100 и R101. На это решение во многом повлиял тот факт, что дизельное топливо (топливо с низкой летучестью) не имело тенденций к быстрому воспламенению как у обычного топлива, что снижало риск возникновения пожара.

beardmore-tornado-mk-1

Дирижабли R100 и R101 были частью британской схемы имперских дирижаблей: план по улучшению связи с дальними уголками Британской империи путем создания воздушных маршрутов. Оба R100 и R101 имели объем газового мешка более 5 100 000 кубических футов (144 416 кубических метров), были длиной более 710 футов (216 м) и имели максимальный диаметр около 132 футов (40 м). R100 должен был быть главным образом разработан и построен частной промышленностью, используя существующую технологию, в то время как R101 должен был быть разработан и построен правительством, используя экспериментальную технологию. После испытаний лучшие черты конструкций обоих дирижаблей будут включены в последующие дирижабли.

К 1926 году, когда дирижабли строились, министерство авиации почувствовало, что Tornado достиг своего потенциала развития. Компания Beardmore предложила новый шестицилиндровый двигатель Chorlton с паровым охлаждением, который не был перевернут. Этот двигатель был известен как ураган, но было опасение, что он не будет достаточно мощным. Чорлтон изменил дизайн урагана, добавив два дополнительных цилиндра. Этот двигатель стал известен как Tornado и, как ожидалось, будет развивать мощность 700 л.с. (522 кВт) при 1000 об / мин и 720 л.с. (537 кВт) при максимальных оборотах двигателя 1100. Министерство авиации заказало пять двигателей Tornado для использования на R101, а также один дополнительный двигатель в качестве запасного. Двигатели Tornado также должны были использоваться на R100. Тем не менее, R100 перешел на стандартные топливные двигатели (Rolls-Royce Condors) из-за задержек с развитием Tornado.

beardmore-tornado-mk-iii-section

Дирижабли R100 и R101 были частью британской схемы имперских дирижаблей: план по улучшению связи с дальними уголками Британской империи путем создания воздушных маршрутов. Оба R100 и R101 имели объем газового мешка более 5 100 000 кубических футов (144 416 кубических метров), были длиной более 710 футов (216 м) и имели максимальный диаметр около 132 футов (40 м). R100 должен был быть главным образом разработан и построен частной промышленностью, используя существующую технологию, в то время как R101 должен был быть разработан и построен правительством, используя экспериментальную технологию. После испытаний лучшие аспекты обоих дирижаблей будут включены в последующие дирижабли.

Beardmore Tornado представлял собой прямой восьмицилиндровый двигатель с рабочим диаметром 8,25 дюйма (210 мм) и рабочим ходом 12 дюймов (304 мм), обеспечивающий общее смещение в 5132 кубических дюйма (84,1 л). Степень сжатия двигателя составляла 12,25 к 1. Каждый цилиндр имел собственную головку из алюминиевого сплава с двумя впускными и двумя выпускными клапанами. Клапаны приводились в действие коромыслами и короткими толчками от одного распределительного вала, который проходил вдоль боковой части двигателя, чуть ниже головки. Один топливный инжектор для каждого цилиндра был размещен в центре головки, между клапанами. Топливный насос был расположен в задней части двигателя вместе с водяным насосом, масляными насосами и другими принадлежностями.

Торнадо использовал пароиспарительное охлаждение. Вода в двигателе позволяла кипеть; затем пар конденсировался в радиаторах, прикрепленных к корпусу дирижабля, и возвращался обратно в двигатель. Для запуска декомпрессор открыл один впускной клапан, чтобы двигатель мог вращаться и заливаться. Пусковой двигатель мощностью 30 л.с. (30 кВт) использовался для запуска Tornado путем снижения на 20: 1.

Во время испытаний Торнадо трижды пересматривался (Марка I, II и III) в попытке вылечить различные проблемы, в том числе проблемы с крутильными колебаниями. Картер / блок цилиндров были моноблочной конструкции и отлиты из алюминия для двигателя Mark I. Алюминий не обладал достаточной прочностью, и использовался чугун, что существенно увеличивало вес двигателя. Головки цилиндров были подвержены растрескиванию до тех пор, пока головки, специально изготовленные в Швейцарии из литой стали, не решили проблему. Ряд больших отверстий доступа с алюминиевыми крышками были предоставлены вдоль картера. Алюминиевый поддон был прикреплен болтами к нижней части картера. Со стальным картером двигателя Tornado Mark III имел сухой вес 4200 фунтов (1905 кг) — намного тяжелее, чем 3000 фунтов (1361 кг) двигателя Mark I.

Beardmore Tornado Mk III engine. Note how the access covers are now oblong. No doubt the access holes were enlarged to help offset some of the weight of the cast steel crankcase

Дирижабли R100 и R101 были частью британской схемы имперских дирижаблей: план по улучшению связи с дальними уголками Британской империи путем создания воздушных маршрутов. Оба R100 и R101 имели объем газового мешка более 5 100 000 кубических футов (144 416 кубических метров), были длиной более 710 футов (216 м) и имели максимальный диаметр около 132 футов (40 м). R100 должен был быть главным образом разработан и построен частной промышленностью, используя существующую технологию, в то время как R101 должен был быть разработан и построен правительством, используя экспериментальную технологию. После испытаний лучшие аспекты обоих дирижаблей будут включены в последующие дирижабли.

Торнадо использовал паровое охлаждение. Вода в двигателе позволяла кипеть; затем пар конденсировался в радиаторах, прикрепленных к корпусу дирижабля, и возвращался обратно в двигатель. Для запуска декомпрессор открыл один впускной клапан, чтобы двигатель мог вращаться и заливаться. Пусковой двигатель мощностью 30 л.с. (30 кВт) использовался для запуска Торнадо путем снижения на 20: 1.

Проблемы вибрации Торнадо усугублялись длинным коленчатым валом. Усилия были предприняты для укрепления коленчатого вала путем увеличения десяти (два были на конце пропеллера) главных шеек с 5 дюймов (127 мм) в диаметре до 5,75 дюйма (146 мм) в диаметре. Кроме того, полотна коленчатого вала были увеличены до 8,5 дюйма (216 мм). Шатуны оставались в диаметре 4,25 дюйма (108 мм). Другая работа по гашению вибрации включала добавление маховика к задней части двигателя и пружинной муфты между коленчатым валом и пропеллером. Тем не менее, проблемы с вибрацией сохранялись, особенно на холостом ходу и при крейсерских оборотах двигателя 950 об / мин. В результате проблем, Торнадо имел непрерывную мощность всего 585 л.с. (436 кВт) при 890 об / мин и максимум 650 л.с. (485 кВт) при 935 об / мин. Используя допустимый диапазон скоростей, двигатель работал без остановок 225 часов. Расход топлива составлял 0,385 — 0,40 фунт / л.с. / час (234-243 г / кВт / ч).

На R101 два из двигателей «Торнадо» должны были быть оснащены винтами с обратимым шагом, чтобы облегчить маневрирование, но эти винты потерпели неудачу во время испытаний. В качестве временной меры один двигатель был снабжен пропеллером с обратным шагом; это означало бы, что только четыре двигателя обеспечивали прямую тягу, и один двигатель использовался только как реверсивный двигатель. Позже, два из двигателей были оснащены реверсивной передачей, которая позволяла им останавливаться и затем вращаться в противоположном направлении, но все пять двигателей могли использоваться для тяги вперед.

Beardmore Tornado in the engine car for the R101 airship. The propeller flange on the right was at the rear of the car. Note the varying lengths of exhaust pipes on the far side. Also, the intake ports have changed from circular, as seen on the Mark I engine, to oblong. In the front of the car (left side of image) was a generator.

Дирижабли R100 и R101 были частью британской схемы имперских дирижаблей: план по улучшению связи с дальними уголками Британской империи путем создания воздушных маршрутов. Оба R100 и R101 имели объем газового мешка более 5 100 000 кубических футов (144 416 кубических метров), были длиной более 710 футов (216 м) и имели максимальный диаметр около 132 футов (40 м). R100 должен был быть главным образом разработан и построен частной промышленностью, используя существующую технологию, в то время как R101 должен был быть разработан и построен правительством, используя экспериментальную технологию. После испытаний лучшие аспекты обоих дирижаблей будут включены в последующие дирижабли.

Каждый двигатель Торнадо был установлен в закрытом двигателе автомобиля на R101. Автомобили висели ниже дирижабля и позволяли легко обслуживать и обслуживать двигатели на земле или в полете. Автомобили также могут быть удалены и заменены как единое целое. Каждая машина содержала пусковой двигатель Торнадо. Как установлено на R101, каждая капсула весила около 8580 фунтов (3892 кг).

Как сообщается, двигатели «Торнадо» были установлены на R101 к 24 сентября 1929 года. Первый полет, который длился более 5 часов, состоялся 14 октября. После серии полетов R101 оказался очень грузным, и 30 ноября начались модификации для облегчения дирижабля. Некоторые из модификаций должны были увеличить размер газовых баллонов в R101, несмотря на возможность того, что они могут потереть каркас дирижабля. Дополнительный газовый баллон был установлен в новой средней части R101. Пока корабль не работал, двигатель «Торнадо» на полностью укомплектованном автомобиле проходил тестовые испытания в течение эквивалентного времени полета из Лондона в Карачи, Британскую Индию (теперь Пакистан) и обратно без каких-либо проблем. R101 возвратился в воздух в июне 1930 года, но все еще испытывал проблемы: водород вытек из газовых баллонов, а его наружное покрытие ухудшилось и было подвержено разрывам. R101 снова был на ремонте.

Дирижабль R101 длиной 777 футов (237 м) пришвартовался в RAF Cardington. Четверо из пяти машин с двигателями Торнадо хорошо видны. Тот, что в задней части R101, также обеспечивал воздушный поток через руль, чтобы облегчить маневрирование.

После ремонта R101 совершил свой первый пробный полет (почти 17 часов) 1 октября 1930 года. Это будет последний рейс дирижабля перед отправкой в Карачи 4 октября. Запасной двигатель «Торнадо» R101 был отправлен вперед, на случай, если это понадобится. Вечером 4 октября R101 начал свой рейс. Примерно через восемь часов дирижабль попал в шторм над Бове, Франция. Дирижабль начал выходить из-под контроля. Это повлияло на французскую сельскую местность и загорелось, в конечном итоге погибли 48 из 54 человек на борту.

Комиссия по расследованию расследовала трагедию R101, чтобы определить возможную причину. Они полагали, что кожа в передней части дирижабля разорвалась во время шторма и привела к разрыву газового мешка. С выходом водорода нос R101 стал тяжелым и упал на землю; дирижабль был обречен. Несмотря на избыточный вес и недостаточную мощность, двигатели «Торнадо» не сыграли роли в гибели дирижабля. После крушения R101 R100 был заземлен, а затем утилизирован, хотя он работал без особых проблем, даже выполняя полет в Канаду и обратно. В конце концов, авария положила конец британским программам дирижаблей. Один из двигателей «Торнадо» R101 был спасен и возвращен в Великобританию. В настоящее время он выставлен в качестве частичного выреза в Музее науки в Лондоне.

Во время Второй мировой войны британский солдат, дислоцированный в Индии, наткнулся на последний из двигателей «Торнадо». Запасной двигатель, поставленный перед R101, был установлен в поезде и введен в эксплуатацию. Возвращаясь к своим истокам, очевидно, Торнадо сделал хороший двигатель тепловоза.