Продолжение. Начало в АиК 2,3/2005 г. Облегченный Ла-5 3921010 1 в НИИ ВВС, декабрь 1942 г. ЧАСТЬ 3 Мотор М-82 имел значительные неиспользованные резервы для форсирования. В тематическом плане на 1942 год было предусмотрено создание форсированного мотора М-82Ф со сроком проведения 50-часовых станковых испытаний 1 декабря 1942 года. Но жизнь потребовала ускорения этой работы, и уже 15 июня первый образец М-82Ф был поставлен на 50-часовое испытание на станке. В мотор были внесены следующие изменения: 1. Улучшено охлаждение головок цилиндров за счет увеличения высоты ребер (площадь ребер 15000 см2 Вместо 12000 см2 ). 2. Диаметр всасывающих труб увеличен с 65 до 70 мм. 3. Изменено газораспределение. Первая попытка оказалась неудачной из-за поломки выхлопного клапана. 28 июля была предпринята следующая, и на этот раз удалось снять высотную характеристику. На взлетном режиме при п=2500 об/мин (вместо 2400) и Рк=1200 мм (вместо 950 мм) мотор показал мощность 1855 л.с., но при постановке его на длительное испытание прогорел поршень цилиндра 12. Еще через месяц 28 августа началось 50-часовое испытание следующего М-82Ф с усиленными выхлопными клапанами, на этот раз мотор нормально наработал 43 ч 30 мин, после чего вышли из строя детали нагнетателя. 1 сентября 1942 года вышел совместный приказ НКАП и ВВС КА о назначении комиссии для проведения официальных 100-часовых испытаний мотора М-82Ф, однако в ход событий вмешалось еще одно обстоятельство. Параллельно в КБ Швецова велась другая работа установка на мотор М-82 агрегата непосредственного впрыска (НВ). Эта работа также была запланирована на 1942 год из-за выявившейся неудовлетворительной работы карбюратора АК-82БП. Вообще, вопросом непосредственного впрыска легкого топлива на авиационных двигателях начали заниматься в ЦИАМе еще с 1935 года. В 1938 году были проведены госиспытания насоса отечественного производства на моторе АМ-34, но по причине снятия последнего с производства, работа дальше не пошла. В 1938 и 1939 годах в ЦИАМе были изготовлены опытные образцы насосов для моторов М-103, М-120 и М-88, которые проходили испытания как на стендах, так и в полете, но интерес к новому виду питания со стороны конструкторов-мотористов не был проявлен, и работы носили опытный характер. Лишь с 1940 года, когда в СССР поступили надежно работающие агрегаты непосредственного впрыска, установленные на немецких моторах, НКАП стал форсировать эту работу. При заводе 33 было организовано КБ под руководством С.А. Косберга, которое выпустило три типа агрегатов НВ для моторов М-89, М-120 и АМ-35А по образцу закупленных в Германии насосов фирм «Бош» и «Деккель». Постановлением ЦК ВКП(б) от 15 января 1941 года и последующим приказом НКАП было предусмотрено развитие серийного производства агрегатов НВ, которые к тому времени широко эксплуатировались на немецких боевых самолетах. Завод 296 (более известный как ФЭД), переданный из системы НКВД в НКАП, которому была поручена эта задача, в июле месяце 1941 года выпустил первые образцы насосов НБ-3 по типу насоса фирмы «Деккель» по чертежам КБ завода 33. Один из насосов прошел удовлетворительно заводские испытания на моторе М-89 завода 29 в июле 1941 года, но ввиду снятия этого мотора с производства, а также эвакуации завода 296 из Харькова, производство насосов приостановилось. Приказом НКАП от 13 октября 1941 года при заводе 296 было организовано ОКБ (главный конструктор С.А. Косберг), куда были переведены работники КБ завода 33, занимавшиеся НВ. В январе 1942 года агрегат НБ-ЗУ был переконструирован, переделан и приспособлен к мотору М-82, на котором велись испытания и доводка аппаратуры с декабря 1941 года. В силу загрузки завода 296 оптическими изделиями, отсутствия квалифицированных кадров и нужного типажа оборудования, а также отсутствия опытной базы у ОКБ, лишь к маю месяцу были собраны и отрегулировоны 5 насосов для проведения испытаний на моторе М-82. Двигатель М-82ФН, 1943 г. Первые 50-часовые испытания М-82 с НВ прошли на заводе No 19 в апреле 1942 года. Был получен прирост мощности около 50 л.с., но обнаружились и дефекты: течь бензина из соединений труб высокого давления, плохой распыл топлива отдельными форсунками, разрегулировка автомата и другие. После устранения дефектов 6 июня М-82 с НВ снова был поставлен на 100- часовое испытание, закончившееся 27 числа. Мотор за время испытаний наработал 137 ч 50 мин, из них 110 ч 06 мин режимных. Насос НБ- ЗУ показал удовлетворительную работу и не имел дефектов. Автомат РС-2 в процессе испытаний три раза подрегулировывался и потребовал замены материала крышки, выгибавшейся под действием нагрева. Форсунки ФБ-10 работали хорошо. Установка НВ на М-82 дала прирост мощности 45 л.с. (2,7%) на взлетном режиме, 55 л.с. (4%) на номинале 1-й скорости и 75 л.с. (6,8%) на номинале 2-й скорости. Увеличение эффективной мощности мотора с НВ объяснялось тремя факторами: 1. Уменьшением затраты мощности на нагнетатель (сжатие одного воздуха меньшей плотности, а не паров топлива); 2. Понижением температуры смеси в конце наполнения (т.е. увеличением расхода воздуха) в результате уменьшения работы, сообщаемой от колеса нагнетателя; 3. Уменьшением гидравлических потерь во всасывающих трубопроводах и клапане всасывания вследствие отсутствия топлива (подача одного воздуха). Преимуществом НВ являлась также меньшая неравномерность состава смеси по цилиндрам мотора, особенно при низких температурах, когда испаряемость топлива резко понижалась. Однако взлетное давление наддува у мотора с НВ было ниже, чем у мотора с карбюратором, так как нагнетатель сжимал один воздух, а также отсутствовал охлаждающий эффект испаряющегося топлива в смеси. А это в свою очередь понижало высотность мотора с НВ на 1-й скорости на 130 м, на 2-й скорости но 300- 320 м. Помня о проблемах, возникших при летной отработке самолетов с М-82 в 1941 году, завод 19 в августе 1942 года провел первый этап летных испытаний мотора М-82НВ на самолете Су-2, также показавший хорошие результаты. Таким образом, к началу сентября 1942 года на заводе 19 был налицо прогресс сразу по двум направлениям совершенствования мотора М-82: форсированному М-82Ф и мотору с агрегатом непосредственного впрыска М-82НВ. Естественно, возникла мысль объединить эти два важных достижения в одном моторе. 12 сентября 1942 года вышел приказ НКАП, отмечавший полученные положительные результаты, и обязывавший завод 19 выпустить к 1 ноября 50 шт. моторов М-82НВ, а к 1 декабря провести стендовые и летные испытания мотора М-82Ф с насосом НВ. Завод 19 приложил все силы к выполнению этого приказа, и в середине октября мотор М-82Ф, но теперь оснащенный вместо карбюратора насосом непосредственного впрыска, был поставлен на 100-часовое стендовое испытание. Результаты были доложены краткой телефонограммой: «Наркому Шахурину, Главному инженеру ВВС КА Репину 3. 11.42 г. В соответствии с Вашими указаниями завод 19 29 октября закончил удовлетворительно официальное 100-часовое испытание мотора М-82Ф с непосредственным впрыском. Данные: взлетная мощность P1850 л.с. при 2500 об/мин пика 1-й скорости 1550 мт P1670 л.с. при 2400 об/мин пика 2-й скорости 4500 мт P1480 л.с. при 2400 об/мин. Мотор М-82Ф может заводом No 19 выпускаться как с НВ, так и с карбюратором, ибо одно 100-часовое испытание было проведено с карбюратором, второе с НВ. Просим разрешить выезд в Москву для личного доклада Вам и Правительству по моторам М-71 и М-82. Ждем Ваших указаний. Директор завода Солдатов, Главный конструктор Швецов, Председатель Гос. Комиссии Сеничкин, Ст. военпред Сабуров» Успехи А.Д. Швецова по созданию новых мощных моторов были налицо. Они получили высокую оценку правительства: в 1942 году ему было присвоено звание Героя Социалистического труда. Несомненно, для наркома А.И. Шахурина результаты работы пермских моторостроителей были весьма важны. Ведь перед ним стояла непростая задачо как можно скорее, не позднее лета 1943 года, дать ВВС модернизированный истребитель с летными данными, не уступающими немецкому Bf-109G-2, и при этом не только не сокращая, а наоборот, увеличивая количественный выпуск самолетов. Дело осложнялось тем, что жидкостный мотор М-105ПФ, стоящий на истребителях Як всех модификаций, почти исчерпал резервы форсирования. Между тем в августе 1942 года окончательно рухнула надежда на окончание доводки более мощного мотора той же серии М-107. Конструктору В.Я. Климову не поздоровилось бы, но спасло его то, что он пообещал Сталину быстро создать новый, еще более мощный мотор, получивший обозначение М-107А. Теперь надежды на повышение летных данных самых многочисленных в ВВС КА истребителей Як всецело зависели от успеха создания этого мотора. Но после неудачи с М-107 у руководства НКАП и ВВС на этот счет имелись очевидные опасения. Поэтому именно от результатов работы пермских моторостроителей во многом зависел скорейший выход новых модернизированных истребителей. Но и здесь неожиданно возникла дилемма. Дело в том, что Н.Н. Поликарпов продолжал работу по доводке своего истребителя И-185, теперь уже только с мотором М-71. В 1942 году заводом 51 был построен «образцовый» И-185-М-71 с улучшенной внешней и внутренней аэродинамикой капота мотора, с установкой 3-пушечного вооружения и устранением ранее обнаруженных недостатков. Заводские испытания этого самолета продолжались всё лето и закончились 12 октября 1942 года. Столь длительный срок был вызван потребовавшимися доработками ВМГ из-за высокого температурного режима мотора. Как оказалось, усилия были потрачены не зря. Были получены высокие летные данные: максимальная скорость у земли на номинале 537 км/ч, на форсаже (Н=90 м) 577 км/ч, на 2-й границе высотности 6100 м 667 км/ч, время набора 5000 м 4,7 мин. Такими показателями в это время не обладал ни один из отечественных и известных иностранных истребителей (Bf 109G-2 в НИИ ВВС испытывался позже). Дело с доводкой мотора М-71 также продвинулось вперед. С начала 1942 года моторы М-71 почти ежемесячно ставились на 100-часовые стендовые госиспытания, но долгое время их не могли закончить из-за поломок коленвала, клапанов, трещин гильз цилиндров и т.д. Карбюраторы АК-71БГ1 также работали неудовлетворительно. Но все же 31 августа 1942 года одному из моторов М-71 удалось закончить 100-часовое испытание, правда, с заменой клапана всасывания 13-го цилиндра и ручной регулировкой высотного корректора в процессе испытаний. КБ Швецова приступило к работам по форсированию М-71 до взлетной мощности 2200 л.с. и по установке на него насоса непосредственного впрыска. Казалось, что все эти данные получены как раз вовремя: запускай «образцовый» И-185 с М-71 в серию, и к весне 1943 года можно будет иметь в строю достойной ответ на последнее творение Вилли Мессершмитта. Сторонников такой точки зрения оказалось немало, и в наркомат авиапромышленности опять с разных сторон пошли соответствующие предложения и требования. Однако имелось и одно «но», и весьма существенное. Помимо улучшения летных данных, августовскими и последующими постановлениями ГКО авиапром обязывался существенно увеличить количественный выпуск истребителей, даже в ущерб другим типам самолетов. Свободных же мощностей давно уже не было. Поэтому организовать серийный выпуск нового истребителя и нового мотора можно было, только сняв с производства какие-то другие самолеты и моторы, притом с неизбежным провалом общей сдачи. Понятно, что выпускать мотор М-71 мог только завод No 19, значит, нужно снимать с производства недавно освоенный и еще далеко не исчерпавший всех резервов М-82, а следовательно и истребитель Ла-5. И это в ситуации, когда в модернизации больше нуждались истребители Як и жидкостные моторы. Решая этот непростой вопрос, руководство НКАП опять предпочло иметь «синицу в руке, а не журавля в небе». На помощь С.А. Лавочкину в улучшении летных данных серийного Ла-5 были привлечены как отраслевые институты ЦАГИ, ЛИИ, ЦИАМ, так и завод 19. Уже 21 ноября в НИИ ВВС был предъявлен облегченный Ла-5 39210101с полетным весом 3200 кг, что на 160 кг было меньше серийного. На самолете были произведены значительные переделки: поставлен новый фонарь с бронестеклами и с задним обзором, введена трехбачная бензосистема вместо пятибачной, одна пушка ШВАК заменена пулеметом УБС (в серии такой вариант вооружения не использовался), улучшена герметизация капота, облегчено управление и т.д. «Детские болезни», присущие самолетам первых серий, в значительной степени были преодолены. Мотор М-82, установленный на самолете, допускал работу на форсаже не только на 1-й (наддув 1140 мм рт.ст.), но и на 2-й скорости нагнетателя (1050 мм). Летные данные самолета улучшились по сравнению с серийными машинами, но в цифрах почти соответствовали опытному ЛаГГ-5: максимальная скорость у земли на номинале 518 км/ч, на форсаже 556 км/ч, на 2-й границе высотности 600 и 612 км/ч соответственно, время набора 5000 м 6,1 мин на номинале и 5,5 мин на форсаже. Карбюратор АК- 82БП на 2-й скорости нагнетателя работал по-прежнему неудовлетворительно, а свечи не выдерживали длительной работы на форсаже. В это же время в НИИ ВВС поступил и трофейный 5-точечный Bf 109G-2, с которым облегченный Ла-5 провел учебные воздушные бои. Было признано, что при грамотной эксплуатации матчасти и хорошем знании слабых мест противника опытный летчик на новом Ла-5 мог вполне успешно вести воздушный бой с Bf 109G-2 на малых и средних высотах как на горизонтали, так и на вертикали. Конечно, в строевых частях ВВС КА таких пилотов было тогда немного. Значительное преимущество Bf 109G-2 имел только на больших высотах. Постановлением ГКО от 9 декабря 1942 года завод 21 обязывался выпускать самолеты Ла-5 с применением на моторе М-82 наддува на 1-й скорости нагнетателя 1140 мм. Наддув 1050 мм на 2-й скорости нагнетателя решили не использовать, поскольку увеличение скорости с ним было невелико, а эксплуатация ВМГ в полете сильно усложняла
ИСТОРИЯ ЛА-5 или РАЗВИТИЕ И ДОВОДКА МОТОРА М-82 В ГОДЫ ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЫ / Авиация и космонавтика 2005 04
Комментариев нет:
Отправить комментарий