Дальнейшие работы по авиационным 6-ти цилиндровым дизельным двигателям фирмы Jumo

Дизельные 2-х тактные авиационные 6-ти цилиндровые двигателя со встречно движущимися поршнями разрабатывавшиеся в Dessau после двигателей серии Jumo-207.

Помимо довольно широко известных специалистам авиационных дизельных двигателей Jumo-207 на моторостроительном предприятии фирмы Junkers в городе Dessau велись разработки еще целого ряда 6-ти цилиндровых авиационных дизельных двигателей. Эти двигатели разрабатывались и производились в небольшом количестве, испытывались на испытательных стендах и в реальных полётах. Из-за крайне неблагоприятного для Германии развития ВМВ эти разработки не смогли быть реализованы на практике.

Стремление получить как можно более высокие тактико-технические характеристики проектировавшихся и уже производившихся самолётов особенно заметно стало проявляться в большинстве стран в начале 30-х годов. Германия в этом плане не была исключением. После прихода нацистов к власти работы в этом направлении стали вестись более активно.  Из за 15-ти летнего перерыва в развитии ВВС министерство авиации Рейха (RLM) не имело необходимого опыта в этой области и в данный период не было разработано долгосрочной программы касающейся развития ВВС в целом. К тому же большое влияние оказала нехватка средств. Поэтому всё,что касалось работ в области авиации сводилось преимущественно к принятию половинчатых, временных решений которые к тому же еще и не редко противоречили друг другу. Затем, с началом войны положение осложнилось нехваткой необходимых материалов, персонала и прочего. В итоге работы над более мощными 6-ти цилиндровыми двигателями Jumo-206, Jumo-208 и Jumo-209 были отложены на неопределённый срок и все имевшиеся ресурсы были сосредоточены на наиболее перспективных разработках поршневых двигателей Jumo-213, Jumo-222, Jumo-223, Jumo-224 и реактивных двигателях. Работы над вышеуказанными мощными 6-ти цилиндровыми двигателями начались в 1934 году по указанию RLM. В сравнении с двигателем Jumo-205 рабочий объём и развиваемая мощность Jumo-206 должны были быть увеличены на 50 %. Jumo-206 не должен был иметь турбокомпрессора поскольку его рассчитывали применять только на средних высотах. При сохранении величины хода поршня как у предшественника диаметр цилиндров Jumo-206 был увеличен до 130 мм что давало рабочий объём в 25,48 литров. Такое решение позволяло проще решить ряд технических проблем, которые неизбежно должны были возникнуть в ходе работ по новому двигателю. Увеличенная развиваемая мощность и связанная с ней вибрация должны были гаситься при помощи демпферов. Первые испытания на стендах в 1936 году выявили трещины в блоке цилиндров. Изготовление новых более прочных моторных блоков потребовало некоторого времени. Из- за возникших в ходе испытаний проблем 29.07.1937 года было принято решение разрабатывать и доводить новый двигатель поэтапно. Сначала решили получить мощность в 1000 л.с., затем 1200 л.с. и 1400 л.с. В ходе испытаний к этому времени уже удалось кратковременно развивать мощность 1000 л.с. и 1200 л.с. До длительных испытаний в ходе которых такая мощность поддерживалась бы в течении длительного времени еще не доходили. К ним приступили осенью 1937 года после получения новых более прочных моторных блоков. Для гарантированного получения мощности в 1200 лс разработчикам следовало как в случае с любым другим новым двигателем тщательно проанализировать и оптимировать протекание газообменного процесса. Из-за недостаточно эффективной продувки цилиндров коэффициент их наполнения был снижен. Нечто подобное имело место и ранее при испытаниях двигателя Jumo-205 и полученный тогда опыт был использован и в этом случае. При 2600 об/мин двигатель Jumo-206 развивал мощность 1200 л.с. (880 кВт.) Позднее на испытательном стенде Jumo-206 успешно выдержал 100 часовые испытания и многочисленные испытания будучи установленным на самолётах. В более поздних документах ничего не сообщается о том, что Jumo-206 в течение длительного времени развивал мощность в 1400 л.с. Согласно направленных фирмой Junkers в RLM документов от 24.5.1940 года следует, что из запланированных опытных 35 двигателей Jumo-206 решено 22 (по видимому не полностью собранных) двигателя использовать для ускорения работ по двигателем следующего за Jumo-206 типа. Оставшиеся 13 двигателей 13.03.1941 года были перебраны и только 6 из них вновь начали испытывать на стендах и на самолётах. Какое-то время работы еще продолжались. Вероятность организации в ближайшее время серийного производства Jumo-206 была маловероятна. Скорее всего RLM из за не благоприятного развития событий и необходимости как можно более быстрого получения более мощных и необходимых чем Jumo-206 авиадвигателей потеряло к последнему интерес и решило сосредоточить имевшиеся ресурсы на разработке следующего, значительно более мощного типа двигателей. Вместо Jumo-206 могли быть на какое то время использованы и двигателя Jumo-207 C/D. Или вместо Jumo-206 мог использоваться следующий тип Jumo-208 с турбокопрессором (ATL). В итоге в середине 1942 года будучи почти доведённым до стадии позволявшей начать подготовку к серийному производству работы по Jumo-206 были прекращены. Работы по высотному с турбонагнетателем Jumo-208 с учетом опыта уже полученного в ходе работ по Jumo-206 были ускорены. В принципе Jumo-208 был увеличенной версиейJumo-207. Jumo-208 начали испытывать на испытательных стендах еще в 1939 году. Он произвёл хорошее впечатление, развивая взлётную мощность 1500 л.с. при 2800 об/мин (по другим данным при 3000 об/мин). Имелись перспективы в дальнейшем получить еще большую мощность.6.06.1941 года RLM обратилось к руководству фирмы Jumo с пожеланием довести взлётную мощность Jumo-208 до 1700 л.с. Эти требования в ходе 2-х испытаний Jumo-208В V-3 проводившися 14.03.1942 года с новым турбокомпрессором развивал мощность 1870 л.с. (1375 кВт.) при 3220 об/мин. В ходе 3-го испытания двигатель развивал уже 3500 об/мин. Во время этого испытания из за значительного превышения двигателем расчетных максимальных оборотов поршневые кольца со стороны выпускного коллектора получили повреждения и испытания пришлось временно прекратить. В ходе данных испытаний двигатель работал на пределе своих возможностей и в то же время показал, что в его конструкции имеются резервы допускающие, после ряда доработок касающихся в первую очередь улучшения процесса газообмена, нагнетания и охлаждения нагнетаемого воздуха, дальнейшее улучшение мощностных показателей.

В конце 30-х годов немецкими авиационными моторостроительными фирмами занимавшимися исследованиями условий работы авиационных двигателей на больших высотах на основе полученного опыта уже могли быть сделаны вполне определённые выводы. Была по достоинству оценена существенная реактивная тяга создаваемая выхлопными патрубками двигателей при работе на больших высотах. Были произведены замеры развиваемой двигателями на различных высотах и режимах работы мощности. Прибавка развиваемой двигателем на больших высотах мощности за счет создания реактивной тяги свидетельствовала о том, что выхлопная система двигателей была оптимальна и не создавалось высокого противодавления при работе двигателя. Jumo-208 в конструкции которого был уже учтён не малый накопленный к тому времени опыт фирмы Jumo в области разработки и эксплуатации дизельных авиационных двигателей имел широкие возможности в области использования и мог внести в значительный вклад в части выполнения высотных полётов. RLM еще в 1941 году уделяло разработке этого двигателя большое внимание имея в отношении применения этого двигателя далеко идущие планы. По сообщению фирмы Jumo от 15.07.1941 года было решено изменить передаточное число понижающего редуктора воздушного винта изменить с 0,493 до 0,4. Это позволяло бы применять более эффективные воздушные винты большего диаметра с меньшими оборотами. Предусматривалась разработка нескольких вариантов Jumo-208: Jumo-208А для малых высот, Jumo-208В для средних (6 км ) высот и высотные двигателя с высотностью 12,16 и 20 км. Высоту в 16 км до сих пор удавалось достичь с использованием специальных двигателeй в ходе попыток уставления рекорда высоты полёта. Высоту в 20 км еще никто не сумел достичь. 23.04.1942 года RLM сократило первоначальный заказ на 40 Jumo-208 до 20 единиц. 27.05.1942 года RLM в ходе собеседования с предствителями фирмы Jumo в число которых и входил профессор Mader сообщило о решении прекратить доводку Jumo-208 в пользу сосредоточения усилий на более перспективных Jumo-223и Jumo-224. Профессор Mader был не согласен с подобным решением поскольку это значило оставить без практического использования все ранее имевшие место наработки в области создания 6-ти цилиндровых дизельных авиационных двигателей во встречно движущимися поршнями (в первую очередь опыт полученный в ходе широкомасштабных работ по двигателю Jumo-207).17.07.1942 года RLM окончательно приняло решение приостановить все работы по Jumo-208 для концентрации ресурсов на мощных дизельных авиационных двигателях развивавшим мощность в 2000 л.с. и более. Что касается работ по двигателю Jumo-209, то в общедоступной литературе на этот счет имеется мало каких либо подробных сведений. Сообщается, что этот двигатель имел тот же размер цилиндро-поршневой группы что и Jumo-205 (105/2×160 мм) и рабочий объём 16,62 литра. В его конструкции уже были в полной мере учтены все ранее полученные фирмой Jumo наработки по части 6-ти цилиндровых дизельных авиационных двигателей, что позволяло бы получить более высокие показатели по развиваемой двигателем мощности и надёжности. Согласно сохранившейся документации от 27.07.1937 года работы по этому двигателю продвигались полным ходом и должны быть полностью завершены к концу 1937 года. Взлётная мощность этого двигателя должны была составлять 1000 л.с. (735 кВт.). Первые экземпляры нулевой серии двигателей Jumo-209А (без турбокомпресссора) и Jumo-209В (с турбокомпрессором) планировалось изготовить весной 1938 года. Со значительным отставанием от запланированного графика поставок первые опытыне образцы Jumo-209 V1 и V2 были предоставлены для испытаний. Испытания на стендах проводились в течении 20-ти месяцев с января 1939 года по октябрь 1941 года. При 2600 об/мин данные опытные двигатели развивали максимальную мощность в 900 л.с. При дальнейшем увеличении оборотов развиваемая испытывавшимися двигателями мощность снижалась. Внесённые в конструкцию изменения так же не привели к желаемому результату. В условиях начавшейся войны не имелось достаточно времени и ресурсов продолжать доработку двигателей данного типа. В целом следует сделать вывод, что данная разработка оказалась не удачной. Стремление кое-что немного улучшить не увенчалось успехом. Технические решения, заложенные и опробованные на более ранней модели Jumo-205, позволяли получить хорошие взлётные и высотные характеристики и давали оправданный повод и далее развивать это направление. Тем более что 2-х тактные дизельные авиационные двигателя фирмы Jumo практически достигли величин максимальных оборотов и средней скорости поршня, которые имели поршневые бензиновые авиационные двигатели. Прочие характеристики уже не могли быть значительно улучшены. Сотрудники испытательного центра с сарказмом отмечали, что мощность Jumo-209 не достаточно высока, а вес на оборот слишком большой. Возможно в конструкции Jumo-209 не удачно были подобраны ряд наиболее важных параметров и характеристик. В итоге все работы по Jumo-209 были прекращены не принеся ни какой практической пользы. Разработка 6-ти цилиндровых авиационных дизельных двигателей со встречно-движущимися поршнями велась в первую очередь в интересах гражданской авиации и до появления на сцене реактивных двигателей различных типов эти дизельные двигатели вполне оправдали себя в довоенный период и только начавшаяся война значительно по влияла на их дальнейшее развитие. С завершением работ по Jumo-208 и Jumo-209 фирмой Jumo были прекращены вообще все разработки 6-ти цилиндровых 2-х тактных авиационных дизельных двигателей со встречно-движущимися поршнями.

Данные работы были начаты фирмой Jumo еще в 1916 году. Тогда были разработаны двигателя FO1, FO2, FO3, FO4 (Jumo4) и далее до номера 9. Особенно удачными из двигателей подобного типа оказались производившиеся в большом количестве Jumo-205 и имевшие хорошие характеристики Jumo-207. Вариант Jumo-208 должен был быть самым мощным среди двигателей подобного типа. Jumo-209 технологически самым совершенным. Но свои поправки внесла война и вынудила принять решения прекратить разработку двигателей данного типа когда все усилия решили сосредоточить на большом Jumo-223 и сверх большом Jumo-224. С тех пор прошли десятилетия, но едеи использования на самолётах 2-х тактных авиационных дизельных двигателей в том виде в каком её ранее видел профессор Junkers интересна до сих пор. Понятно, что большие двигатели подобного типа сейчас никому не интересны и не нужны, поскольку разработано огромное количество турбинных силовых установок. В облaсти же касающейся двигателей малой мощности и сегодня есть потенциал для развития и небольшие предприятия, занимающиеся разработкой и производством таких небольших двигателей, не потеряли интереса к этим разработкам. Особенно заманчива идея создания двигателя с большой удельной мощностью способного использовать различные виды топлива. Так специалист по двигателям О.Pulch с 1988 года работал над разработкой маленького 2-х цилиндрового двигателя со встречно-движущимися поршнями с рабочим объемом всего 1,8 литра. Так же этим вопросом занимается и G.Heinz в Dessau разрабатывая одноцилиндровый двигатель. Его не большая моторостроительная фирма DIESEL AIR расположена на территории большой фирмы LAUKÖTTER на Oechselhäiserstrasse в плотную с территорией на которой ранее располагались предприятия фирмы Junkers. В ближайшие годы ожидается начало производства не большого, с рабочим объмом всего 1,4 литра двигателя D280 мощностью 55 кВт. В горoде Dresden существует фирма GOLLE MOTOR AG известная еще как техническое исследовательское бюро доктора GOLLE/ Technisches Forschungsbüro Dr.-Jng Hermann Golle (TFG) которая так же занимается разработкой подобных двигателей со встречно движущимися поршнями. Доктор Hermann Golle ранее учился в высшей технической школе и в техническом университете в Дрездене у профессоров G.Cordes-а и R.Schneiost-a. После учебы Golle работал в авиастроении бывшей ГДР, затем начал интересоваться авиационным двигателестроением. Вот что пишет доктор Golle в отношении дизельных авиационных двигателей: » Я исходил из выдающихся характеристик авиационных дизельных двигателей Jumo-207 и считаю, что значительные вредные выбросы и не большой по современным меркам ресурс этих двигателей вполне можно устранить за счет использования современных технологий и новых материалов. Я считаю своей целью превысить показатели удельной мощности современных 4-х тактных двигателей и вижу в новых дизельных двигателях со встречно движущимися поршнями последнюю стадию развития поршневых двигателей. Опытные двигателя подобного типа с сухими поршнями в ходе испытаний развивали удельную мощность 50 кВт./л. Доктор Golle в ходе проводимых им испытаний не ставил своей целью получение максимальных характеристик как это имело место в 1944 году когда в ходе испытаний двигатель Jumo-207 в течение часа развивал удельную мощность в 122 л.с./л. (90 кВ./л.). В течении 10 минут Jumo-207 развивал мощность 135 л.с./л.(100 кВт./л.)! В целом можно отметить что 2-х тактные авиационные дизельные двигателя со встречно движущимися поршнями фирмы Jumo за долгие годы на практике подтвердили свои высокие характеристики и надёжность.

Рис.1, 2 Авиационный 2-х тактный 6-ти цилиндровый дизельный авиадвигатель со встречно движущимися поршнями Jumo-207

Рис.3 Коленчатый вал двигателя Jumo-207

Рис.4 Топливная аппаратура двигателя Jumo-207

Рис.5 Двигатель Jumo-208

Рис.6 Кинематическая схема 6-ти цилиндровых 2-х тактных авиационных дизельных двигателей со встречно движущимися поршнями фирмы Jumo

Рис.7 Схематичное изображение поперечного разреза 6-ти цилиндровых 2-х тактных авиационных дизельных двигателей со встречно движущимися поршнями фирмы Jumo

Рис.8 Принципиальная схема работы 2-х тактного двигателя со встречно движущимися поршнями.

Рис.9 Вскрытый 2-х тактный двигатель со встречно движущимися поршнями

Рис.10 Один из опытных образцов 2-х тактного двигателя фирмы Golle AG

Рис.11, 12 Двигатели фирмы Golle AG во время испытаний на стендах

Источники: Reinhard Müller: Junkers Flugtriebwerke, AVIATIC Verlag, 2006