מנוע מטוסים: קירור אוויר או מים?

תוכן עניינים:

מנוע מטוסים: קירור אוויר או מים?
מנוע מטוסים: קירור אוויר או מים?

וִידֵאוֹ: מנוע מטוסים: קירור אוויר או מים?

וִידֵאוֹ: מנוע מטוסים: קירור אוויר או מים?
וִידֵאוֹ: ארץ נהדרת | שאולי ומלחמת האזרחים 2024, נוֹבֶמבֶּר
Anonim
תמונה
תמונה

לכן, לאחר ששקל את הנציגים הטובים ביותר של מנועי מלחמת העולם השנייה, אל המנועים עצמו מצווה לשקול מי מהגיבורים היה רווחי ומגניב יותר. יש כאן הרבה דעות, אבל בואו ננסה להסתכל על המנועים ללא משוא פנים ועם קצת תאווה.

נשקול את דוגמאות הלוחמים, פשוט מכיוון שהמחבל ומשימותיו, באופן עקרוני, לא משנה איזה מנוע להטיס. אנחנו עפים ואנו טסים, עפנו, פצצות נשמטו, אנו עפים בחזרה. עבור הלוחמים, הכל היה קצת יותר מסובך מבחינת משימות.

אז מה עדיף: מנוע מקורר אוויר או מקורר מים?

כן, נקרא את מנוע הקירור הנוזלי ממי הרגל, כי איזה סוג של נוגדי הקפאה היו בשנות ה-30-40 של המאה הקודמת? במקרה הטוב, מים עם אתילן גליקול. במקרה הגרוע, מים ומלח או רק מים.

על ידי ברגים!

תמונה
תמונה

העימות בין מנועי "נוזל" ל"אוויר "החל כאשר הופיעו מנועים אלה. ליתר דיוק, כשהגיעו המהנדסים לרעיון שכדאי לעצור לסובב את גלילי המנוע הסיבוב סביב גל הארכובה. וכך הופיע "כוכב האוויר". מנוע די רגיל, אין מוזרויות ובעיות. אך עד סוף מלחמת העולם הראשונה, המהנדסים הצליחו להתאים מנוע רכב מקורר מים, כך שהתחרות החלה כבר אז.

ולאורך כל קיומו, מנועי V מקוררים בנוזל ומנועים רדיאליים מקוררים באוויר התחרו זה בזה.

לכל אחד מסוגי המנועים הללו יש יתרונות וחסרונות. לשם השוואה, ניקח כמה מנועים משתי הקטגוריות. בואו רק נאמר את הטוב שבטוב.

ASh-82 ופראט אנד וויטני R-2800 צרעה כפולה ישחקו עבור המטוסים, רולס רויס מרלין X, דיימלר-בנץ DB 605, קלימוב VK-105 ישחקו למים.

תמונה
תמונה

יש עוול אחד בטבלה. אניני הטעם יבינו מיד במה מדובר: כמובן, זהו משקל. עבור "מים" במאפייני הביצועים, ניתן תמיד משקל כביכול "יבש", כלומר ללא מים / נוגדי הקפאה. בהתאם לכך, הם יהיו מאחורי הקלעים, כלומר על המסלול, כבדים יותר. אי שם ב-10-12%, וזה הרבה.

עכשיו בוא נלך להשוות.

לְעַצֵב

מבחינה מבנית, כמובן, קל יותר לאוויר. לא צריך מעיל קירור, לא צריך רדיאטור, אין שריון שמגן על הרדיאטור, צנרת, תריסי רדיאטורים.

מנוע האוויר פשוט יותר ולכן זול יותר לייצור ולתחזוקה. ובטוח יותר בקרב. ידוע כי מנועים מקוררים באוויר עמדו במספר פגיעות והמשיכו לעבוד, לאחר שאיבדו שניים או אפילו שלושה צילינדרים. אך מנוע המים נכשל בקלות במקרה של פגיעה אחת ברדיאטור.

1: 0 לטובת מנועי אוויר.

הִתקָרְרוּת

יעיל יותר, באופן כללי, אוויר. הבעיה העיקרית עם כוכבים כפולים הייתה הסרת חום משורת הצילינדרים השנייה. אם המעצבים יכלו להתמודד עם זה, הכל היה בסדר.

בטיסה, המטוס סיפק בשקט את כמות האוויר הדרושה לקירור ראשי הגליל. ולמנוע המים הייתה מגבלה בצורה של טמפרטורת נוזלים, שהוגבלה בנקודת הרתיחה של מים / נוגדי הקפאה. הטמפרטורה של ראשי הצילינדרים של מנוע אוויר גבוהה ממילא מהטמפרטורה של נוזל הקירור, כך שעם אותו נפח אוויר שעובר בין ראשי הצילינדרים של האוויר והרדיאטור של מנועי המים, האוויר היה יעיל יותר, מכיוון שאזור הרדיאטור היה בבירור נחות מאזור הכוכב.והסרת יחידת חום אחת דרשה נפח אוויר גדול יותר מאשר מראשי הצילינדר.

במיוחד כאשר עם הזמן הרדיאטורים הוסתרו במנהרות.

2: 0 לטובת אוויר.

אֲוִירוֹדִינָמִיקָה

כן, למנועי מים בהחלט היה יתרון כאן. אף דק וחדה יותר, מטוס צר יותר-מטוסים המונעים במים היו מהירים יותר באופן ניכר מהמתחרים המונעים באוויר.

תמונה
תמונה

המצח העבה של מטוס המונע באוויר מהווה מכה קשה לאווירודינמיקה של המטוס. ובתחילת המסע, ובכלל, טבעת Townend נחשבה לשיא ההמצאות האווירודינמיות.

ובתחילת שנות ה -40 הייתה סוג של חלוקה כזו: מטוסים עם מנועי מים היו מהירים יותר, מטוסים עם מטוסים היו יותר תמרוניים.

ראוי לציין כאן כי ה- I-16, A6M, ה"סלע "הקלים יותר אכן היו מכונות מאוד מתמרנות. אבל הם היו נחותים במהירות מול מתחרי המים שלהם.

הדוגמה הטובה ביותר כאן היא ה- I-16 שלנו.

תמונה
תמונה

למעשה, עם "ציקלון" של חברת "רייט" I-16 ניצח בקלות את Bf-109B בספרד. עם זאת, ברגע שהגרמנים קיבלו את ה- DB-600, מה שהעניק לאמיל את היתרון במהירות ובאונכיות, התפקידים השתנו מיד, והצייד של אתמול הפך למשחק.

תמונה
תמונה

במציאות, זה לא היה רק דור מנועים חזק יותר, זה היה גם עניין של אווירודינמיקה. המטוסים נעשו דקים וחלקים יותר, הרדיאטורים היו שקועים בכנפיים ובגוף המטוסים, והשימוש באנטיפריז איפשר לשפר את העברת החום ולהקטין את הגודל וחשוב - את משקל הרדיאטורים ואת נוזל הקירור, שהיה צורך לשפוך. לתוך המערכת.

אז 2: 1 לטובת אוויר.

הְתחַמְשׁוּת

וכאן יש הרבה ניואנסים.

מנוע המים פשוט נוצר לצלפי אוויר אמיתיים, שכן הוא איפשר שימוש בדבר נפלא כזה כמו אקדח. האקדח כוון בדיוק לאף המטוס, אין בעיה. בנוסף, ניתן היה להציב כמה מקלעים מסביב לגוש הצילינדר.

תמונה
תמונה

כל זה נתן מטח שני טוב מאוד עם פיזור מינימלי. נקודה מאוד חשובה.

כאן אתה צריך מיד לתת נקודה למים. 2: 2.

אולם מי אמר שהלוחמים מקורר האוויר עצובים? בהחלט לא!

נתחיל מזה שהיו שני לוחמים ייחודיים, La-5 ו- La-7, שאיתם מנוע ASh-82 איפשר להציב שניים ושלושה תותחי ShVAK סינכרוניים. כן, עומס התחמושת היה הגון למדי, כ -120 סיבובים לכל תותח, זה הספיק מעל הגג כדי לנהל קרב ולהשמיד כל מפציץ אויב.

מנוע מטוסים: קירור אוויר או מים?
מנוע מטוסים: קירור אוויר או מים?

אך לוחמיו של לאבוצ'קין מהווים חריג מעניין מאוד לכלל.

אבל כל השאר, גרמנים, יפנים, אמריקאים, העדיפו לנצל את העובדה שאין רדיאטורים לקירור מגושם בכנף ומסביב לה, והניחו סוללות שלמות בכנפיים.

תמונה
תמונה

אגב, יש גם מספיק פלוסים. קל יותר לתחזק … לא, לא נשק. רק מנוע, שסביבו תותחים, מקלעים ומחסניות / פגזים לא תקועים. יש יותר מקום באגף, בהתאמה, אפשר לסמן עוד תחמושת ומספר חביות גדול יותר.

פוק-וולף 190A-2, הבעלים של אחד הסיבובים השניים המרשימים ביותר, נשא ארבעה תותחים בגודל 20 מ"מ בכנפיו. נכון, היה "סוד". לתותחי השורש (הממוקם קרוב יותר לגוף המטוס) היו 200 סיבובי תחמושת, והרחוקים רק 55. אבל עדיין מרשים. בנוסף שני מקלעים סינכרוניים.

תמונה
תמונה

היפנים על ה- Ki-84 "Hayate" עלו פחות תחמושת לתותחי כנף, רק 150 סיבובים ו -350 סיבובים למקלעים סינכרוניים.

אבל לדעתי, האמריקאים השיגו את ההצלחה המשמעותית ביותר מבחינת פריסת נשק. ה- P-47 עם שמונה בראונינג של 12.7 מ מ וקורסייר F4U עם שישה הוא די. בנוסף עומס תחמושת של 400-440 סיבובים לחבית. בכנף החיצונית ביותר מהמטוס, ניתן היה לצמצם את תיבת הצד ל -280 סיבובים, אך זה ממש חסר משמעות.

תמונה
תמונה

אתה יכול לדבר הרבה זמן על הנושא של מה עדיף, שני תותחים או שישה מקלעים בקליבר גדול, אבל זה נושא למחקר נפרד. יש יתרונות וחסרונות. בכל מקרה 3,000 סיבובים מול 300-400 סיבובים - יש על מה לדבר.

תמונה
תמונה

אז במונחים הכמותיים של פריסת כלי הנשק, הלוחמים עם מנועי האוויר התגלו לא גרועים יותר מעמיתיהם.יתר על כן, מכיוון שמנועי האוויר היו חזקים יותר מאלו של המים, הרי שבעקבות כך הם אפשרו לקחת הכי הרבה על הסיפון. זה הגיוני.

ואם ניקח לשם השוואה את יאק 9 עם תותח 20 מ"מ אחד ומקלע 12.7 מ"מ נגד לוחם אמריקאי עם סוללה של שמונה 12.7 מ"מ "בראונינג", קשה מאוד לומר מי יהיה זוֹכֵה. צלף אסו, כמובן, יזדקק לתריסר או שניים פגזים בלבד, אבל אם אנחנו מדברים על טייסים באמצע המטוס … שם המקלעים יהיו מעניינים יותר, כי לפחות משהו יפגע.

ציון אוויר. 3: 2.

הֲגָנָה

הכל כאן שונה לגמרי. היה צריך להגן על מנוע המים. הגן על המנוע עצמו מפני lumbago, הגן על הרדיאטור, הגן על כל האביזרים. למכה אחת או שתיים במקטור המנוע או ברדיאטור - וזהו, הם הגיעו. כן, יש זמן עד שהמנוע נתקע מתחממות יתר. ואתה יכול לנסות להגיע למקום נוח או בשטח שלך, או - מצנח. לא אמין במיוחד, לא נוח במיוחד.

פשוט אפשר להגן על כוכב אוויר כצלחת שריון. מנועים אלה, כמובן, חששו מלומבגו, אך היו מקרים בהם הפוק-וולף עישנו ללא זוג צילינדרים, אך עפו. וה"לה "שלנו בדרך כלל זחל לשדות תעופה עם שלושה צילינדרים שהודחו. ישנם מקרים רבים כאלה שנרשמים בהיסטוריה.

לכן הוכיחו לה, ת'נדרבולט ופוק-וולף מטוסי תקיפה טובים מאוד. מנוע האוויר יכול להסתתר מתותחי נ"מ בקוטר קטן ולשאת את כל דרכו. ומנועים חזקים יותר אפשרו בקלות לקחת פצצות על הסיפון. La -5 - 200 ק"ג, "Focke -Wulf" סדרת 190 F - עד 700 ק"ג, ו- "Thunderbolt" סדרה D - עד 1135 ק"ג.

עכשיו יש שיגידו שמטוס התקיפה הטוב ביותר של מלחמת העולם השנייה טס על מנוע מים, והם יהיו צודקים.

תמונה
תמונה

עם זאת, ה- Il-2 הוא מטוס תקיפה שנולד כמטוס תקיפה. ומעל זה היה על לוחמים שהפכו למטוסי תקיפה. יש הבדל, ובעיקר מבחינת ההגנה.

ומבחינת ההגנה, מנועים מקוררים באוויר בהחלט קדימה. 4: 2.

זו התמונה. הסיבה לכך, כמובן, היא הכוכבים בשתי השורות שהופיעו בתחילת שנות הארבעים. והם ליקו את מנועי המים, שעשו צעד גדול קדימה מאז הקמתם.

השלב העיקרי בפיתוח מנועים מקוררים באוויר היה הרגע בו התמודדו המעצבים עם בעיית קירור שורת הצילינדרים השנייה. הרבה נעשה לשם כך: שורות הצילינדרים נדחקו זו לזו כדי לאפשר לאוויר לזרום טוב יותר סביב ראשי הגלילים, שטח מקררי השמן גדל, מכיוון שרוב החום הוסר בדיוק דרך השמן, סנפירים של הצילינדרים הוגדלו.

זה היה הפתרון לבעיית הקירור שהביא את הכוכבים ליתרון מבחינת כוח ומסה. זה היה פשוט: הכוכב הכפול היה בעל תזוזה גדולה יותר בהשוואה למנוע המים. מכאן הכוח הגדול.

אם נשווה את הכוח הספציפי של המנועים שלנו ברמה של 1943, אז ל- ASh-82F היה מחוון של 1.95 כ"ס / ק"ג, ול- VK-105P-משקל של מנוע 2.21 כ"ס / ק"ג. נראה כי ה- VK-105P היה טוב יותר. ולכל מטוס איתו היה צריך להיות יתרון.

עם זאת, אם ניקח מטוס שטס הן ב- VK-105 והן ב- ASh-82 ונשווה, לא נופתע לראות כי LaGG-3 עם VK-105P מבחינת ביצועי הטיסה מפסיד ל- La-5 עם ASh-82 עם כל הכבוד. וזאת למרות העובדה כי La-5, נניח, לא הבריק אווירודינמית.

כוחו של הכוכב הכפול ASh-82 פתר את כל הבעיות האווירודינמיות על ידי משיכת המטוס החוצה על חשבון 500 כ"ס ה"תוספת ".

תמונה
תמונה

כמובן שמעצבי מנועי המים לא התכוונו לוותר וניסו להדביק את פתחי האוורור. היו ניסיונות להתאים את המנועים כך ששני המנועים יעבדו דרך תיבת הילוכים על מדחף יחיד. במציאות, אף אחד לא הצליח.

עיצוב חכם יותר היה במנועים בצורת H ו- X, כאשר מספר בלוקים גליליים היו עובדים על גל ארכובה אחד. מנוע כזה הגיע מהבריטים, נפייר "סאבר", מפלצת 24 צילינדרים. "טייפון", כמובן, טס איתו, אך ברגע שהבריטים העלו בדעתם את בריסטול "קנטאור" שלהם, אז הם שכחו בבטחה את ה"חבר ".

ממש בסוף מלחמת העולם השנייה הופיע דור חדש של מנועי מים, עם תזוזה מוגברת בעיקר עקב עלייה בקוטר הבוכנה ודילול קירות הבלוק. מצד אחד, זה השפיע על המשאב, מצד שני, זה נתן את הכוח הדרוש. AM-42, "Griffon", DB-603, Yumo-213-כולם היו טובים בהקשר זה, אך איחרו למלחמה.

כדי לשים את נגיעה האחרונה בתחרות מנועי הבוכנה, כדאי להסתכל על סוף הקריירה שלהם.

כאשר הופיעו מנועי טורבו, מנועי בוכנה נאלצו לפרוש.

תעופה קלה וספורט הפכה לנחלתם של מנועי בעירה פנימית, שהיו להם דרישות משלה למנועים.

תמונה
תמונה

מנועי אוויר עסקו בתעופה הספורטיבית, אך מנועי מים פשוט נאלצו לעזוב לגמרי. נכון, בשנים האחרונות יש נטייה להחזיר מנועי דיזל לתעופה, אבל בכל מקרה, לא מדובר במנועי תעופה רבים כמו מנועי רכב.

אז לסיכום, הייתי לוקח אחריות על הטענה שמנועי הבעירה הפנימית של מטוסים מקוררים באוויר היו יעילים יותר מאשר עמיתיהם מקוררים בנוזל בכמה אופנים.

העובדה שמנוע הפלא ASh-82 עדיין עובד הן במטוסים והן במסוקים רק מאשרת את האמירה הזו.

תמונה
תמונה

אז אם מישהו חושב אחרת, יש איפה לדבר ולהשאיר את ההצבעה שלך בצורה המתאימה.

מוּמלָץ: