Исторический раритет: экспериментальный авиационный двигатель Daimler-Benz F4A
Исторический раритет: экспериментальный авиационный двигатель Daimler-Benz F4A
Статья Петера Плетчахера (Рeter Рletschacher) «Eine historische Rarität: Experimental Flugmotor Daimler-Benz F4A» из журнала «FLUGZEUG CLASSIC» 5/2001 была переведена уважаемым коллегой NF и немного доработана мной. Перевод был выполнен в марте 2017 года.
Предисловие редакции: Иногда случаются неожиданности. В одном покрытом пылью ящике, найденном в здании компании MTU, Людвигсфельде (Ludwigsfelde) был обнаружен экспериментальный авиационный двигатель Daimler-Benz F4A. Этот двигатель был разработан в 1934 году, и после обнаружения он был тщательно отреставрирован на заводе в Мюнхене.
Эта история началась со звонка с расположенного в Людвигсфельде предприятия компании MTU: в одном дальнем углу хранилища компании, на который никто не обращал внимания, был найден покрытый пылью большой ящик со старым двигателем внутри. Но никто из сотрудников компании не мог понять, что означает загадочная надпись «624» на желтой табличке, прикрепленной к найденному ящику с двигателем. Для мюнхенских историков компании MTU на первый взгляд всё было ясно – это мог быть разработанный в 1944 году опытный двигатель Daimler-Benz DB 624, при помощи которого испытывали двухступенчатый турбокомпрессор, приводимый в действие выхлопными газами двигателя. Для того чтобы основательно обследовать этот редкий двигатель, было решено отправить его специалистам в Мюнхен.
Когда в 2000 году этот редкостный груз попал к исследователям, те сильно удивились. Эди Штрак (Edi Strack) – старый заслуженный механик-двигателист компании MTU – и историки быстро установили, что в ящике, обнаруженном в Людвигсфельде, находится не авиамотор DB 624, а опытный двигатель F4A. Это была еще бóльшая неожиданность, так как разработанный в 1934 году авиационный мотор Daimler-Benz F4A являлся предшественником знаменитого двигателя DB 600, который в свою очередь послужил основой при создании как различных серийных авиадвигателей (DB-601, DB-603 и DB-605), так и большого количества особых вариантов. В итоге стало понятно: Эди Штрак должен был отреставрировать этот с исторической точки зрения редчайший и ценнейший экспонат для музея компании MTU.
Оригинальный снимок двигателя Daimler-Benz F4A, послужившего исходным вариантом для создания успешных серийных авиамоторов DB 600/601, DB 603 и DB 605
Двигатель Daimler-Benz F4A был одним из краеугольных камней в истории поршневых авиационных двигателей. Еще до начала Первой Мировой войны и вплоть до состоявшегося в 1926 году слияния компании Daimler и Benz занимались разработкой авиационных двигателей для дирижаблей и самолетов. Но в первой половине 1920-х годов компании Daimler и Benz из-за ограничений, наложенных условиями Версальского договора, потеряли связь с разработкой авиационных двигателей. В свою очередь другие немецкие моторостроительные компании, такие как, например, Junkers и BMW, закрепились на рынке авиационных двигателей. Лишь в 1927 году объединенная компания Daimler-Benz вновь приступила к разработке новых авиационных двигателей большой мощности. Однако первые разработки новой компании были вынуждены ориентироваться еще на опыт, полученный в годы Первой Мировой войны.
И тем не менее, спустя некоторое время был разработан совершенно новый революционный двигатель новой концепции – инвертированный 12-цилиндровый рядный двигатель Daimler-Benz F4A, развивавший максимальную мощность 800 л.с. Рабочий объем F4A равен 30 литров, угол между рядами цилиндров составляет 60°. Поскольку у данного двигателя коленчатый вал располагался сверху, то было необходимо разработать для него новую систему смазки. Подобное перевёрнутое расположение коленчатого вала и самого двигателя обеспечивало для пилотов одномоторных самолетов лучший обзор в направлении вперед. Всего были построены только два экземпляра этого двигателя, и, предположительно, в начале 1934 года они были протестированы на испытательном стенде.
Для компании Daimler-Benz, как для производителя авиационных двигателей, переход от разработки отдельных типов двигателей к их запланированному серийному производству был тяжелым. Решающим в данном случае было отсутствие специалистов соответствующей квалификации. В секретном докладе, направленном 16 апреля 1934 года руководству фирмы, было указано, что в настоящее время на рынке труда
«нет возможности найти даже небольшое количество нужных специалистов»
и поэтому компания Daimler-Benz
«должна сама создать у себя небольшое подразделение, которое стало бы основой для систематической подготовки основной группы механиков и монтажников специальных двигателей, а также вышестоящего производственного персонала, включая мастеров и инженеров, которые должны были работать на производстве и сборке».
Для обучения основной группы специалистов-производственников и для подготовки производства авиационных двигателей компанией Daimler-Benz к югу от Берлина – совсем недалеко от места, где сейчас находятся производственные мощности MTU-Ludwigsfelde – были построен новый завод, который вскоре стал одним из крупнейших и наиболее современных моторостроительных предприятий Европы.
Результаты испытаний опытного мотора F4A были настольно многообещающими, что вскоре на его базе был разработан серийный двигатель DB 600, который должен был развивать взлетную мощность 1000 л.с.. Далее на базе DB 600 компанией был разработан целый ряд мощных авиационных двигателей для истребителей и бомбардировщиков, вновь сделавших Daimler-Benz ключевым производителем мощных авиамоторов.
Одним из таких двигателей стал оснащенный непосредственным впрыском DB 601. Его различные модификации развивали взлетную мощность от 1100 до 1350 л.с. и использовались в качестве силовых установок для знаменитого истребителя Messerschmitt Bf 109 – модификаций E (Emil) и F (Friedrich).
В период с 1937 по 1943 годы всего было изготовлено более 19 000 двигателей DB 601. Среди них был специальный рекордный вариант, получивший обозначение DB-601R и способный кратковременно развивать мощность до 2770 л.с. Весной 1939 года оснащенный данным двигателем He 100 стал первым немецким самолетом, установившим мировой рекорд скорости полета – 746 км/ч! Через несколько недель другой рекордный самолет Messerschmitt Me 209, также оснащенный двигателем DB-601R, превзошел достижение «хейнкеля», развив скорость 755 км/ч. Этот рекорд продержался 30 лет.
Увеличенным вариантом DB 601 стал созданный в 1937 году двигатель DB 603, производившийся в различных вариантах и в наиболее мощном из них развивавший почти 3000 л.с. Так же и для DB 601 и DB 603 были разработаны различные высотные варианты с механическими нагнетателями и с турбокомпрессорами, приводимыми отработанными газами двигателя. Двигатели DB 603 устанавливались на многих двухмоторных бомбардировщиках, например на Dornier Do 217 и Do 317, a также и на двухмоторном истребителе Do 335, развивавшим максимальную скорость более 750 км/ч. Один двигатель этого самолета был расположен спереди и оснащался тянущим винтом, а второй, расположенный сзади, вращал толкающий винт.
Однако наиболее успешным был двигатель DB 605, разработанный 1941 году на базе DB 601 и развивавший на взлете от 1475 до 1550 л.с.. В первую очередь авиамоторы данного типа устанавливались на истребителях Messerschmitt Bf-109G, ставших с 1942 года стандартными истребителями Luftwaffe. Также имелся и специальный вариант с турбокомпрессором DB 605T. Данный двигатель устанавливался на высотных бомбардировщиках Dornier Do 217P и Henschel Hs 130E и использовался в качестве нагнетателя для основной силовой установки, состоявшей из двух двигателей DB 603. Благодаря DB 605T эти специальные самолеты на высоте 13 800 метров могли развивать максимальную скорость 610 км/ч. На базе двух установленных бок о бок двигателей DB 605 был создан 24-цилиндровый авиамотор DB 610, развивавший на взлете 3100 л.с. и устанавливавшийся на тяжелых бомбардировщиках He 177. С 1941 по 1945 год компания Daimler-Benz произвела 42 400 двигателей DB 605 различных вариантов. Этот авиамотор стал одним из наиболее удачных немецких авиационных двигателей.
Предком для всех этих указанных выше двигателей был Daimler-Benz F4A. Когда в Мюнхене на предприятии компании Эди Штрак приступил к реставрации F4A и разобрал его, то к его разочарованию оказалось, что у двигателя отсутствуют коленчатый вал, шатуны и поршни.
Опытный реставратор двигателей Эди Штрак представляет блестяще восстановленный им единственный в своём роде авиамотор Daimler-Benz F4A
На данном снимке двигателя Daimler-Benz F4A (вид сзади) отчетливо различимы оба нагнетателя. Этот экспериментальный авиамотор стал для компании Daimler-Benz первым двигателем новой концепции с двенадцатью инвертированными цилиндрами
Система зажигания. а также и прочие детали мотора были отлично отреставрированы
Тем не менее, внешний вид удалось восстановить. Повреждения, возникшие вследствие коррозии, удалось успешно устранить, на что потребовалось немало времени и работы, а отсутствующие элементы конструкции двигателя F4A заменили аналогичными деталями от других двигателей семейства DB 600. Однако и в таком состоянии двигатель F4A является важнейшим свидетелем той эпохи авиационного двигателестроения Германии и ценным выставочным экспонатом заводского музея компании MTU.
