Tak więc, uznając najlepszych przedstawicieli silników II wojny światowej, sam bóg silników nakazuje zastanowić się, który z bohaterów był bardziej opłacalny i fajniejszy. Opinii jest tu wiele, ale spróbujmy przyjrzeć się silnikom bezstronnie i z pewną żądzą.
Rozważymy przykłady myśliwców, po prostu dlatego, że bombowiec z jego zadaniami w zasadzie nie ma znaczenia, jakim silnikiem ma latać. Lecimy i lecimy, lecimy, bomby spadają, lecimy z powrotem. Dla bojowników wszystko było nieco bardziej skomplikowane, jeśli chodzi o misje.
Więc co było lepsze: silnik chłodzony powietrzem czy chłodzony wodą?
Tak, nazwiemy silnik chłodzący cieczą z przyzwyczajenia wodą, bo jakie środki przeciw zamarzaniu były tam w latach 30-40 ubiegłego wieku? Najlepiej woda z glikolem etylenowym. W najgorszym przypadku woda i sól lub po prostu woda.
Śrubami!
Konfrontacja między silnikami „płynnymi” i „powietrznymi” rozpoczęła się, gdy pojawiły się te silniki. Dokładniej, kiedy inżynierowie wpadli na pomysł, że warto przestać obracać cylindry silnika obrotowego wokół wału korbowego. I tak pojawiła się „gwiazda powietrza”. Całkiem normalny silnik, żadnych dziwactw i problemów. Ale pod koniec I wojny światowej inżynierowie byli w stanie dostosować chłodzony wodą silnik samochodowy, więc rywalizacja zaczęła się już wtedy.
Przez cały okres istnienia chłodzone cieczą silniki widlaste i chłodzone powietrzem silniki gwiazdowe konkurowały ze sobą.
Każdy z tych typów silników ma zalety i wady. Dla porównania weźmy kilka silników z obu kategorii. Powiedzmy, że najlepszy z najlepszych.
ASh-82 i Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp zagrają dla lotników, Rolls-Royce Merlin X, Daimler-Benz DB 605, Klimov VK-105 dla wodniaków.
W tabeli jest jedna niesprawiedliwość. Koneserzy od razu zrozumieją, o co chodzi: oczywiście chodzi o wagę. W przypadku „wody” w charakterystyce wydajności zawsze podawana jest tak zwana masa „sucha”, to znaczy bez wody / płynu niezamarzającego. W związku z tym będą za kulisami, czyli na pasie startowym, cięższe. Gdzieś o 10-12%, czyli dużo.
Teraz chodźmy porównać.
Projekt
Strukturalnie oczywiście łatwiej jest wietrzyć. Bez płaszcza chłodzącego, bez grzejnika, bez pancerza chroniącego chłodnicę, orurowanie, przesłony chłodnicy.
Silnik pneumatyczny jest prostszy, a przez to tańszy w produkcji i utrzymaniu. I bezpieczniej w walce. Wiadomo, że silniki chłodzone powietrzem wytrzymywały kilka uderzeń i nadal działały, tracąc dwa, a nawet trzy cylindry. Ale silnik wodny łatwo uległ awarii w przypadku jednego uderzenia w chłodnicę.
1:0 na korzyść silników lotniczych.
Chłodzenie
Ogólnie rzecz biorąc, bardziej efektywne powietrze. Głównym problemem z gwiazdami podwójnymi było odprowadzanie ciepła z drugiego rzędu cylindrów. Jeśli projektanci mogli sobie z tym poradzić, wszystko było w porządku.
W locie samolot po cichu dostarczał niezbędną ilość powietrza do chłodzenia głowic cylindrów. A silnik wodny miał ograniczenie w postaci temperatury cieczy, którą ograniczała temperatura wrzenia wody/płynu niezamarzającego. Temperatura głowic silnika pneumatycznego jest w każdym razie wyższa niż temperatura płynu chłodzącego, dzięki czemu przy tej samej objętości powietrza przechodzącego przez głowice cylindrów powietrza i chłodnicy silników wodnych powietrze było bardziej wydajne, ponieważ powierzchnia chłodnicy była wyraźnie gorsza od powierzchni gwiazdy. A usunięcie jednej jednostki ciepła wymagało większej ilości powietrza niż z głowic cylindrów.
Zwłaszcza, gdy z biegiem czasu grzejniki schowano w tunelach.
2: 0 na korzyść powietrza.
Aerodynamika
Tak, silniki wodne zdecydowanie miały tutaj przewagę. Cieńszy i ostrzejszy nos, węższy kadłub – samoloty napędzane wodą były zauważalnie szybsze niż ich konkurenci z napędem powietrznym.
Grube czoło samolotu napędzanego powietrzem jest poważnym ciosem dla aerodynamiki samolotu. A na początku podróży i ogólnie pierścień Townend był uważany za szczyt wynalazków aerodynamicznych.
A na początku lat 40. był taki podział: samoloty z silnikami wodnymi były szybsze, samoloty z powietrznymi były bardziej zwrotne.
Warto w tym miejscu zauważyć, że lżejsze I-16, A6M, „Rock” były rzeczywiście bardzo zwrotnymi maszynami. Ale byli gorsi od swoich wodnych konkurentów.
Najlepszym przykładem jest tutaj nasz I-16.
W rzeczywistości dzięki „Cyclone” firmy „Wright” I-16 z łatwością pokonał Bf-109B w Hiszpanii. Jednak gdy tylko Niemcy dostali DB-600, który dawał Emilowi przewagę w szybkości i pionie, role natychmiast się zmieniły i wczorajszy łowca stał się zabawą.
W rzeczywistości była to nie tylko mocniejsza generacja silników, ale także kwestia aerodynamiki. Płaszczyzny stały się cieńsze i gładsze, radiatory zostały zagłębione w skrzydła i kadłuby, a zastosowanie płynów niezamarzających pozwoliło na poprawę wymiany ciepła oraz zmniejszenie rozmiarów i - co ważne - ciężaru chłodnic i chłodziwa, które trzeba było wlać do systemu.
Czyli 2:1 na korzyść powietrza.
Uzbrojenie
A tutaj jest wiele niuansów.
Silnik wodny został po prostu stworzony dla prawdziwych snajperów powietrznych, ponieważ pozwalał na użycie tak wspaniałej rzeczy, jak karabin motorowy. Pistolet był wycelowany dokładnie w nos samolotu, nie ma problemu. Ponadto wokół bloku cylindrów można było umieścić kilka karabinów maszynowych.
Wszystko to dało bardzo dobrą drugą salwę z minimalnym rozrzutem. Bardzo ważny punkt.
Tutaj natychmiast musisz dać punkt wodniakom. 2:2.
Kto jednak powiedział, że myśliwce chłodzone powietrzem są smutne? Absolutnie nie!
Zacznijmy od tego, że istniały dwa unikalne myśliwce Ła-5 i Ła-7, dzięki którym silnik ASz-82 umożliwiał umieszczenie dwóch i trzech synchronicznych dział SzWAK. Tak, ładunek amunicji był całkiem przyzwoity, około 120 pocisków na działo, to wystarczyło nad dachem, aby przeprowadzić bitwę i zniszczyć każdy bombowiec wroga.
Ale zawodnicy Ławoczkina są bardzo interesującym wyjątkiem od reguły.
Ale wszyscy inni, Niemcy, Japończycy, Amerykanie, woleli wykorzystać fakt, że w skrzydle i wokół niego nie ma nieporęcznych chłodnic i umieścili w skrzydłach całe baterie.
Nawiasem mówiąc, jest też wystarczająco dużo plusów. Łatwiejsze w utrzymaniu… nie, nie broń. Tylko silnik, wokół którego nie przyklejają się armaty, karabiny maszynowe i naboje/pociski. W skrzydle jest odpowiednio więcej miejsca, można wyznaczyć więcej amunicji i większą ilość luf.
Focke-Wulf 190A-2, właściciel jednego z najbardziej imponujących drugich pocisków, nosił w skrzydłach cztery działka kal. 20 mm. To prawda, istniała „tajemnica”. Główne (umieszczone bliżej kadłuba) armaty miały 200 sztuk amunicji, a odległe tylko 55. Ale i tak imponujące. Plus dwa synchroniczne karabiny maszynowe.
Japończycy na Ki-84 „Hayate” kosztują mniej amunicji do dział skrzydłowych, tylko 150 pocisków i 350 pocisków do synchronicznych karabinów maszynowych.
Ale moim zdaniem Amerykanie osiągnęli największy sukces pod względem rozmieszczenia broni. P-47 z ośmioma 12,7 mm Browningami i F4U Corsair z sześcioma jest całkiem niezły. Plus ładunek amunicji 400-440 pocisków na lufę. Na skrzydle najbardziej wysuniętym na zewnątrz kadłuba boks można zmniejszyć do 280 pocisków, ale to naprawdę nieistotne.
Można długo rozmawiać na temat, który lepiej, dwie armaty czy sześć karabinów maszynowych dużego kalibru, ale to temat na osobne opracowanie. Są plusy i minusy. W każdym razie 3000 pocisków na 300-400 pocisków - jest o czym rozmawiać.
Tak więc pod względem ilościowym rozmieszczenia broni myśliwce z silnikami powietrznymi okazały się nie gorsze niż ich koledzy. Co więcej, ponieważ silniki powietrzne były mocniejsze niż wodne, w związku z tym pozwalały na zabranie na pokład najwięcej. To logiczne.
A jeśli weźmiemy jako porównanie Jaka-9 z jedną armatą 20 mm i jednym karabinem maszynowym 12,7 mm przeciwko amerykańskiemu myśliwcowi z baterią ośmiu 12,7 mm „Browning”, bardzo trudno powiedzieć, kto będzie zwycięzca. Asu-snajper będzie potrzebował oczywiście tylko kilkunastu lub dwóch pocisków, ale jeśli mówimy o pilotach samolotów środkowych… Tam karabiny maszynowe będą ciekawsze, bo przynajmniej coś trafi.
Wynik powietrza. 3:2.
Ochrona
Tutaj wszystko jest zupełnie inne. Silnik wodny musiał być chroniony. Chroń sam silnik przed lumbago, chroń chłodnicę, chroń wszystkie mocowania. Za jedno lub dwa trafienia w płaszcz silnika lub chłodnicę - i tyle, przyjechali. Tak, minie trochę czasu, zanim silnik zablokuje się z powodu przegrzania. I możesz spróbować dotrzeć do dogodnego miejsca na swoim terytorium lub - na spadochronie. Niezbyt niezawodny, niezbyt wygodny.
Gwiazdę powietrzną można po prostu chronić jako płytę pancerną. Te silniki oczywiście bały się lumbago, ale zdarzały się przypadki, gdy Focke-Wulfy paliły bez pary cylindrów, ale latały. A nasz "La" całkiem normalnie czołgał się na lotniska z trzema wybitymi cylindrami. W historii jest wiele takich przypadków.
Dlatego La, Thunderbolt i Focke-Wulf okazały się bardzo dobrymi samolotami szturmowymi. Silnik powietrzny mógł ukryć się przed działami przeciwlotniczymi małego kalibru i unieść wszystko na swojej drodze. A mocniejsze silniki z łatwością pozwalały na zabranie bomb na pokład. Ła-5 - 200 kg, "Focke-Wulf" 190 seria F - do 700 kg i "Thunderbolt" seria D - do 1135 kg.
Teraz niektórzy powiedzą, że najlepszy samolot szturmowy II wojny światowej latał na silniku wodnym i będą mieli rację.
Jednak Ił-2 to samolot szturmowy, który narodził się jako samolot szturmowy. A powyżej chodziło o myśliwce, które stały się samolotami szturmowymi. Jest różnica, a przede wszystkim pod względem ochrony.
A pod względem ochrony zdecydowanie wyprzedzają silniki chłodzone powietrzem. 4:2.
To jest zdjęcie. Powodem tego są oczywiście gwiazdy dwurzędowe, które pojawiły się na początku lat 40. XX wieku. I przyćmiły silniki wodne, które od momentu powstania zrobiły duży krok naprzód.
Głównym krokiem w rozwoju silników chłodzonych powietrzem był moment, w którym konstruktorzy poradzili sobie z problemem chłodzenia drugiego rzędu cylindrów. Wiele w tym celu zrobiono: rozsunięto rzędy cylindrów, aby umożliwić lepszy przepływ powietrza wokół głowic cylindrów, zwiększyło powierzchnię chłodnic oleju, ponieważ większość ciepła była odprowadzana właśnie przez olej, oraz zwiększył płetwy cylindrów.
Było to rozwiązanie problemu chłodzenia, które dało gwiazdom przewagę pod względem mocy i masy. To było proste: podwójna gwiazda miała większą pojemność w porównaniu z silnikiem wodnym. Stąd wielka moc.
Jeśli porównamy moc właściwą naszych silników na poziomie 1943, to ASh-82F miał wskaźnik 1,95 KM / kg, a VK-105P - 2,21 KM / kg masy silnika. Wygląda na to, że VK-105P był lepszy. A każdy samolot z nim powinien mieć przewagę.
Jeśli jednak weźmiemy samolot, który latał zarówno VK-105, jak i ASz-82 i porównamy, nie zdziwi nas, że ŁaGG-3 z VK-105P pod względem osiągów przegrywał z Ła-5 z ASz-82 z całym szacunkiem. I to pomimo tego, że Ła-5, powiedzmy, nie świecił aerodynamicznie.
Moc podwójnej gwiazdy ASh-82 rozwiązała wszystkie problemy aerodynamiczne, po prostu wyciągając samolot kosztem „dodatkowych” 500 KM.
Oczywiście konstruktorzy silników wodnych nie zamierzali się poddawać i próbowali dogonić otwory wentylacyjne. Próbowano sparować silniki tak, aby oba silniki pracowały przez skrzynię biegów na jednym śmigle. W rzeczywistości nikomu się to nie udało.
Bardziej inteligentna była konstrukcja silników w kształcie litery H i X, gdy kilka bloków cylindrów pracowało na jednym wale korbowym. Taki silnik pochodził od Brytyjczyka Napiera „Saber”, 24-cylindrowego potwora. "Tajfun" oczywiście poleciał z nim, ale gdy tylko Brytyjczycy przypomnieli sobie lotniczy Bristol "Centaur", bezpiecznie zapomnieli o "Szabie".
Pod sam koniec II wojny światowej pojawiła się nowa generacja silników wodnych, o zwiększonej pojemności skokowej, głównie ze względu na zwiększenie średnicy tłoka i pocienienie ścian bloku. Z jednej strony wpłynęło to na zasób, z drugiej dało niezbędną moc. AM-42, "Griffon", DB-603, Yumo-213 - wszystkie były pod tym względem dobre, ale spóźniły się na wojnę.
Aby nadać ostatni szlif rywalizacji silników tłokowych, warto spojrzeć na koniec ich kariery.
Kiedy pojawiły się silniki turboodrzutowe, silniki tłokowe musiały przejść na emeryturę.
Lotnictwo lekkie i sportowe stało się domeną silników spalinowych, które miały swoje własne wymagania wobec silników.
Silniki lotnicze zajmowały lotnictwo sportowe, ale silniki wodne po prostu musiały całkowicie odejść. To prawda, że w ostatnich latach pojawiła się tendencja do przywracania lotnictwa silników wysokoprężnych, ale w każdym razie są to nie tyle silniki lotnicze, co silniki samochodowe.
Podsumowując, wziąłbym odpowiedzialność za twierdzenie, że chłodzone powietrzem samolotowe silniki spalinowe są pod kilkoma względami bardziej wydajne niż ich odpowiedniki chłodzone cieczą.
Fakt, że cudowny silnik ASh-82 nadal działa zarówno w samolotach, jak i śmigłowcach, tylko potwierdza to stwierdzenie.
Więc jeśli ktoś myśli inaczej, jest gdzie mówić i zostawić swój głos w odpowiedniej formie.
