Двигатель FIAT AS.8 и проект рекордного самолета CMASA CS.15. Италия

10 апреля 1933 года итальянский самолет установил мировой рекорд скорости на дистанции 3 километра: унтер-офицер Франческо Аджелло на гидроплане Macchi-Castodi MC.72, построенном для участия в шнейдеровских гонках, развил скорость 682,078 км/ч. MC.72 был оснащен двадцатичетыхцилиндровым двигателем FIAT AS.6. 23 октября 1934 года Аджелло на другом MC.72 улучшил свое достижение, разогнавшись до скорости 709,209 км/ч.

Однако 30 марта 1939 года абсолютный мировой рекорд скорости стал принадлежать Германии, когда Ганс Дитерле на Heinkel He 100 (V8) пролетел со скоростью 746,606 км/ч. Месяц спустя 26 апреля 1939 года Фриц Вендель на рекордном самолете Messerschmitt Me 209 (V1) поднял планку, разогнавшись до 755,138 км/ч.

Однако до рекордного полета Дитерле в Италии была предпринята попытка построяки самолета, предназначенного для установления нового мирового рекорда скорости. Получивший поддержку итальянского правительства концерн FIAT хотел установить новый рекорд и инициировал разработку проектов гоночного самолета и двигателя для него. До рекордного полета Венделя по этим проектам была выполнена лишь часть работ. Новый рекордный самолет был спроектирован и построен расположенным в Пизе дочерним предприятием концерна FIAT – компанией Costruzioni Meccaniche Aeronautiche SA (CMASA).

на данном виде сзади двигателя FIAT AS.8 показано пространство между группами цилиндров двигателя. Небольшие коллекторы на каждой группе цилиндров были предназначены для приема охлаждающей воды из них. Коллекторы установлены в обратном направлении; их выходы должны были быть в задней части двигателя. Длинный входной коллектор напоминал коллекторы, установленные на двигатели AS.6. Крупный проход на колене коллектора размещался непосредственно над карбюратором и являлся предохранительным клапаном для предотвращения чрезмерного давления в коллекторе (возможно на случай вспышек пламени в карбюраторе [backfire], с которыми сталкивались на ранних стадиях работ над двигателем AS.6)

Самолет был разработан Манлио Стьявалли (Manlio Stiavelli) и был известен как Corsa (гоночный) Stiavelli 15 или просто CS.15. Инженер компании CMASA Луцио Лаццарино (Lucio Lazzarino) проанализированы и проверил различные элементы конструкции CS.15.

Рекордный самолет CS.15 должен был представлять собой небольшой цельнометаллический среднеплан с очень малой площадью лобового сечения. Он должен был иметь оснащенное обычными элеронами и закрылками однолонжеронное крыло с размахом 9 метров. Кабина пилота должна была быть сдвинута далеко назад к хвостовой части фюзеляжа и должна была быть вписана в длинный обтекаемый киль. Длина фюзеляжа должна была составлять 8,912 метра.

Чтобы сохранить крыло тонким, а фюзеляж узким при уборке основные стойки шасси CS.15 должны были складываться колесами друг к другу в фюзеляже позади крыла. Топливный бак в CS.15 должен был быть расположен позади двигателя и перед кабиной пилота непосредственно над основными стойками шасси. Запас топлива должен был быть ограничен и должен был предназначаться только для установления самолетом рекорда скорости: примерно на 30 минут полетного времени. Расчетный вес пустого самолета CS.15 должен был составлять 1910 кг, а общий полетный вес – 2270 кг.

В качестве силовой установки CS.15 предназначался разработанный инженерами концерна FIAT Антонио Фресса (Antonio Fressa) и Карло Бона (Carlo Bona) двигатель AS.8, имевший много общих конструктивных элементов с устанавливавшимися на MC.72 предыдущими авиационными гоночными двигателями типа AS.6.

Тем не менее, AS.8 был совершенно новым проектом. AS.8 был двигателем с жидкостным охлаждением, цилиндры которого были во многом похожи на цилиндры AS.6. В двигателе AS.6 AS.8 использовались два впускных и два выпускных клапана, приводимые в действие двумя распределительными валами верхнего расположения. Ход двигателей AS.6 и AS.8 был одинаковым и составлял 140 мм, но диаметр цилиндров был увеличен с 138 мм до 140 мм. Как сообщается, AS.6 и AS.8 использовали те же шатуны, и оба этих двигателя запускались при помощи сжатого воздуха.

на данном снимке показаны четыре магнето двигателя FIAT AS.8, установленные чуть выше редуктора воздушного винта. Обратите внимание на воздухораспределительные клапаны, которые при запуске двигателя приводятся в движение распределительным валом выпускных клапанов. Выход водяных насосов можно увидеть на приведенном здесь виде спереди

Во многом двигатель AS.8 был уникальным; его два ряда по восемь цилиндров были установлены под углом 45°. Шестнадцать цилиндров давали общий объем двигателя 34,5 литра. Степень сжатия цилиндров двигателя была 6,5:1. Одноступенчатый нагнетатель был прикреплен к задней части двигателя и подает сжатый воздух в его цилиндры через расположенный между их рядами длинный впускной коллектор. Карбюраторы были установлены над нагнетателем. В отличие от AS.6, использовавшего вращавшиеся независимо друг от друга соосные винты, AS.8 оснащался винтами противоположного вращения, приводимыми в движение при помощи редуктора. Данный редуктор был установлен в передней части двигателя на его выходном валу и имел передаточное число 0,6 : 1. Два двухлопастных винта имели диаметр 2,2 метра каждый и преобразовывали мощность двигателя AS.8 в тягу. Вес двигателя составлял 790 кг.

Для поддержки длинного коленвала и уменьшения крутильных колебаний использовались девять коренных подшипников. Привода для коленчатых валов, магнето и водяных насосов устанавливались в передней части двигателя. Каждый блок цилиндров имел два магнето для запуска свечей зажигания; на каждый цилиндр полагалось по две свечи зажигания. Распределительный клапан для воздушного стартера приводился в движение от передних частей распределительных валов выпускных клапанов блоков цилиндров. Выхлопные газы AS.8 были использованы для получения дополнительной тяги посредством специально спроектированных выхлопных патрубков, соединенных с каждым цилиндром.

крупный план правого ряда цилиндров двигателя AS.8. Каждый цилиндр имел по одной свече зажигания на внешней стороне и по одной в V-образном развале цилиндров. Труба рядом со свечами зажигания предназначалась для воздушного стартера. Коллектор в нижней части подавал охлаждающую воду в водяную рубашку системы охлаждения

Для охлаждения вода под давлением подавалась в насосы, размещенные по обеим сторонам двигателя вблизи его передней части. Коллектор подавал воду с внешней стороны каждого ряда цилиндров. Затем вода текла через цилиндры и выходила через их верхние части в другой коллектор, расположенный в V-образном развале цилиндров двигателя. По-прежнему находившаяся под давлением нагретая вода возвращалась обратно в хвостовую часть CS.15, где давление спадало, и вода доводилась до кипения. Пар поступал в консоли крыла CS.15, 80% поверхности которого использовались для охлаждения пара и конденсации обратно в воду. После этого вода под давлением опять поступала в двигатель. Для масла также использовались поверхностная система охлаждения, расположенная в задней части фюзеляжа и в хвостовом оперении.

схемы в трех проекциях рекордного самолета CMASA CS.15

К началу 1940 года были изготовлены полномасштабные макеты различных узлов CS.15 и постройка этого рекордного самолета была в стадии реализации. Испытания в аэродинамической трубе показали, что CS.15 сможет развить скорость 850 км/ч. Во время изготовления самолета двигатель находился на испытательном стенде, на котором AS.8 развил мощность 2500 л.с.. При частоте 3200 об/мин двигатель развивал только 2250 л.с.. На испытательном стенде двигатель наработал несколько десятков часов, и во время тестирования было обнаружено несколько крупных неисправностей. Общее количество изготовленных двигателей остается неизвестным, но их число явно было небольшим.

изображение рекордного самолета CMASA CS.15. Обратите внимание на тонкое крыло, минимальную площадь лобового сечения фюзеляжа и систему уборки шасси

В июне 1940 года после вступления Италии во Вторую Мировую войну ход работ над самолетом и двигателем резко снизился. Во время воздушных налетов CS.15 получил многочисленные повреждения, а в конце 1943 года после немецкой оккупации машина была отправлена на слом. Некоторые считают, что все, что осталось от CS.15 было вывезено в Германию, и самолет по-существу исчез. Что касается двигателей AS.8, то один из моторов данного типа пережил войну и представлен в экспозиции (или на хранении) расположенного в итальянском городе Винья-де-Валле (Vigna di Valle) музея истории военной авиации (Museo Storico dell’Aeronautica Militare).

вариант окраски проекта рекордного самолета CMASA CS.15

На двигателях AS.8 была достигнута удельная мощность свыше 1 л.с./дюйм³ и 1 л.с./фунт – параметры, которые были востребованы моторостроителями всего мира.

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ*

Тип: рекордный самолет

Экипаж: 1 человек

Силовая установка: один шестнадцатицилиндровый V-образный рядный двигатель водяного охлаждения, развивавший мощность 2500 л.с. и приводивший в движение два двухлопастных винта противоположного вращения 

Размеры:

размах крыла 9,00 м
длина 8,192 м

Вес:

пустого 1910 кг
общий полетный 2270 кг

Летные характеристики:

максимальная скорость 850 км/ч
продолжительность полета 30 мин

* — данные расчетные

источник: http://oldmachinepress.wordpress.com/2014/07/23/fiat-as-8-engine-and-cmasa-cs-15-racer/