Юнкерс Юмо 222

В том числе 222
Консервированный Jumo 222E с установленными доохладителями.
Тип	Многорядный рядный поршневой авиационный двигатель
Производитель	Юнкерс
Первый запуск	1939
Основные приложения	Юнкерс Ю 288 Фокке-Вульф Fw 191
Количество построенных	289

Jumo 222 — немецкий мощный многорядный рядный поршневой авиационный двигатель компании Junkers , разработанный под руководством Фердинанда Бранднера из Junkers Motorenwerke .

Прогнозируемые характеристики двигателя по сравнению с современными конструкциями были настолько велики, что многие разработки конструкций самолетов с поршневыми двигателями Люфтваффе военного времени основывались на нем, по крайней мере, в качестве опции. В их число входила вся программа бомбардировщиков B , целью которой было заменить все существующие бомбардировщики Люфтваффе новой двухмоторной конструкцией, которая была больше, быстрее и сильнее вооружена, чем любой самолет в их арсенале.

Дизайн не смог созреть даже после многих лет интенсивной разработки и нескольких серьезных изменений в дизайне. Вместе с ней провалилась и программа бомбардировщика B, оставив Люфтваффе во второй половине войны безнадежно устаревшие конструкции. Было построено менее трёхсот 222-х. Они так и не вышли из стадии прототипа , но, тем не менее, этот проект продолжал появляться в предложениях по новым многомоторным конструкциям Люфтваффе даже после того, как большинство из них уже потеряли надежду, что он когда-либо заработает.

Проектирование и разработка

Проектные работы над Jumo 222 начались в 1937 году. Двигатель имел шесть рядных рядов цилиндров, расположенных под равными углами вокруг картера , каждый ряд имел по четыре цилиндра. Двигатель из-за компоновки выглядел радиальным - это было видно из поперечного сечения исходного варианта, в котором использовался главный шатун с пятью дополнительными шатунами, шарнирно закрепленными на отливке конца шатунной шейки главного шатуна , как у однорядного. радиальный. Но внутренняя работа была спроектирована так, чтобы работать больше как V-образный двигатель с каждой соседней парой цилиндров, каждый с поперечноточной головкой , и он имел жидкостное охлаждение, как и большинство рядных двигателей.

Если посмотреть на Jumo 222 в сборе сверху, полдюжины рядов цилиндров были расположены под равными углами 60° друг от друга, так что соседние ряды имели выпускные отверстия (под углом 60°, 180° и пространства 300°) и впускные каналы (в пространствах 0°, 120° и 240°) обращены друг к другу, что приводит к упрощению «водопровода» от заднего нагнетателя и образованию всего трех комплектов выпускных коллекторов. Трио наборов выпускных коллекторов, скорее всего, располагалось бы в нижней части гондолы двигателя и в верхних частях по обе стороны (выглядело как выхлопные трубы многих «вертикальных» V-образных авиационных двигателей союзников) для максимально короткого выхлопа. маршрутизация выхода.

Четырехцилиндровая многорядная конструкция позволила сделать двигатель короче, чем у Jumo 211, примерно на 80 см/31,5 дюйма. но конструкция гондолы большего сечения. Как и Ju 88, он мог использовать кольцевой радиатор для охлаждения цилиндров и моторного масла модели 222. Юнкерс Ju 288 намеревался спрятать радиаторы за полыми обтекаемыми обтекателями каждого из четырехлопастных винтов.

Каждый цилиндр имел два впускных клапана и один выпускной клапан с натриевым охлаждением — трехклапанная конфигурация, унаследованная от первого перевернутого авиационного двигателя V12 серии Jumo, Junkers Jumo 210. высокого давления — топливная форсунка между впускными коллекторами и две свечи зажигания . При диаметре цилиндра и ходе поршня 135 мм (5,3 дюйма) первоначальная конструкция двигателя Jumo 222A/B имела рабочий объем 46,4 л (2831,5 дюйма³), что соответствует тому же классу рабочего объема, что и восемнадцатицилиндровый радиальный двигатель Double Wasp American с воздушным охлаждением. 1937–1940 гг. происхождения. Модель 222A/B была вынуждена работать с довольно низкой степенью сжатия 6,5:1 , той же степенью , которая использовалась в серийном перевернутом двигателе Jumo 211C с V12 их фирмы. Такие сравнительно низкие степени сжатия были наилучшими из возможных, учитывая низкооктановое топливо , доступное в Германии, но за счет увеличения частоты вращения двигателя до 3200 об/мин двигатель 222 выдавал на взлете мощность 1850 кВт (2480 л.с.). Единственной разочаровывающей особенностью был простой одноступенчатый двухскоростной нагнетатель, но даже с этим ограничением двигатель по-прежнему развивал мощность 1641 кВт (2201 л.с.) на высоте 5000 м (16000 футов). Сухой вес составлял 1088 кг (2399 фунтов), что всего на 17 кг (37 фунтов) тяжелее, чем у Double Wasp с воздушным охлаждением.

По сравнению с современными BMW 801 и Daimler-Benz DB 605 , модель 222 представляла собой огромный скачок в производительности. Он имел лишь немного больший рабочий объем, чем 41,8 л (2550,8 дюйма³) 801, и примерно на 25% больше, чем 35,7 л (2178,5 дюйма³) 605, но обеспечивал значительно большую мощность - 1850 кВт (2480 л.с.) по сравнению с 1193 кВт (1600 л.с.). ) у 801 и 1119 кВт (1501 л.с.) у 605. Это составляет 40 кВт/л для 222, всего 29 кВт/л для 801 и 31 кВт/л для 605. Отношение мощности к весу соотношение составляло 1,7 кВт/кг (1,04 л.с./фунт) для модели 222, тогда как 605-я имела 1,4 кВт/кг (0,88 л.с./фунт), а 801 - 1 кВт/кг (0,60 л.с./фунт). Модель 222 также имела такие же внешние размеры, как и эти меньшие двигатели: 1,16 м (3,8 фута) в поперечнике по сравнению с 1,27 м (4,2 фута) у 801 и 2,4 м (7,9 фута) в длину по сравнению с 2,3 м (7,5 фута) у 605. .

«Энергосистема» DB 610 для сравнения с Jumo 222.

Сравнение было еще более выгодным по сравнению с другими разрабатываемыми двигателями большой мощности. Одним из таких был 18-цилиндровый радиальный BMW 802 , увеличенная версия весьма успешного 14-цилиндрового BMW 801 . Однако работы начались только в 1939 году, и, хотя он и был многообещающим, он весил 1530 кг (3370 фунтов) и впервые был запущен только в 1943 году. BMW также попыталась объединить два радиальных двигателя 801 в BMW 803 , но безуспешно. Затем был громоздкий DB 606 , первая в мире «высокопроизводительная» силовая установка, разработанная в Германии. Она состояла из двух двигателей DB 601 , установленных на одном корпусе редуктора на передних концах, и развивала мощность 1790 кВт (2400 л.с.) при весил 1515 кг (3340 фунтов) и составлял 2,1 м × 1,6 м × 1,1 м (83 дюйма). × 63 дюйма × 43 дюйма (фута) по размеру. Их сложное использование и несовершенная конструкция установки на He 177A Германии, , единственном тяжелом бомбардировщике который производился и использовался на передовой, побудили рейхсмаршала Германа Геринга в конце лета 1942 года насмешливо назвать их «сваренными двигателями». .

, наоборот, RLM были воодушевлены возможностями конструкции гораздо более компактного Jumo 222, а также конфигурацией двигателя X , 24-цилиндрового DB 604 , такого же веса и рабочего объема, что и 222A, но с несколько меньшей удельной выходной мощностью. RLM основало всю свою программу бомбардировщика B на парах этих двигателей, которые должны были создать бомбардировщик с боевой нагрузкой He 177 и даже большей скоростью, чем Ju 88 , что является поистине универсальной конструкцией.

Прототип Junkers Ju 288 с двигателями Jumo 222, с обтекаемыми винтами и винтами встречного вращения .

Первый прототип двигателя был запущен 24 апреля 1939 года, а затем прошел воздушные испытания на носовой опоре двигателя Ju 52 . Производство предусматривало создание двух основных моделей, 222A и 222B , которые отличались только направлением вращения и предназначались для использования с левыми (левое крыло) и правыми (правое крыло) двигателями на двухмоторных конструкциях. Однако дальнейшие испытания прошли неудачно, и Юнкерс в конце концов решил, что лучше прекратить разработку двигателей «Серии I» и перейти на модифицированную «Серию II». Новые 222A-2 и B-2 работали с немного более низкими оборотами, но имели цилиндры немного большего диаметра — 140 мм/5,5 дюйма (49,88 л, 3043,86 куб. дюйма) для той же полезной производительности, в то время как A-3 и B-3 использовали другой нагнетатель для лучшей производительности на больших высотах. По одной силовой установке А-3 и В-3 предположительно были установлены на девятый прототип планера Junkers Ju 288. Архивировано 13 апреля 2014 г. на Wayback Machine для летных испытаний. Обе «модернизированные» модели Jumo 222A/B продолжали оказываться ненадежными и устанавливались только экспериментально.

К концу 1941 года Юнкерс решил, что лучше всего будет внести более радикальные изменения в конструкцию, и представил модели 222C и 222D . С новым диаметром цилиндра и ходом поршня 145 × 140 мм (5,7 × 5,5 дюйма) объём двигателя увеличился во второй раз до 55,5 л (3386,8 дюйма³), что лишь немного больше, чем у современного Wright Duplex Cyclone 18-цилиндрового американского двигателя . Радиальный двигатель с воздушным охлаждением, у которого в то время были решены серьезные проблемы , частично из-за использования горючего металлического магниевого сплава для его картера. При исходных 3200 об/мин модели Jumo 222 C/D могли развивать мощность чуть менее 2200 кВт (3000 л.с.), когда они начали работать летом 1942 года. Однако проблемы не были устранены, и было построено лишь несколько экземпляров. RLM ждало этого момента три года, но в конце концов сдалось и заставило все конструкции, основанные на нем, искать альтернативные двигатели. Позже в том же году они отказались и от этого и полностью отменили всю программу Bomber B.

Члены 222 Построен в 1944 году.

Юнкерс по-прежнему не сдавался. Используя исходную конструкцию A/B с рабочим объемом 46,4 литра, они добавили новый двухступенчатый нагнетатель, включающий три доохладителя , по одному на пару соседних блоков цилиндров для использования на большой высоте, в результате чего были созданы 222E и F. серии Хотя характеристики на уровне моря не изменились, двигатель мог развивать мощность 1439 кВт (1930 л.с.) на высоте 9000 м (30 000 футов). К этому моменту казалось, что проблемы наконец решены, но бомбардировка заводов штаб-квартиры Junkers Motorenwerke в Дессау сделала производство практически невозможным. Последняя попытка добиться еще больших высотных характеристик привела к созданию моделей с турбонаддувом 222G и H , построенных лишь в виде нескольких прототипов на испытательном стенде.

Jumo 222 стал крупной и очень дорогостоящей неудачей. Всего было построено 289 экземпляров Jumo 222, ни один из которых не поступил на вооружение. Это также серьезно затруднило разработку поршневых двигателей Люфтваффе в период с 1940 по 1942 год, в то время как многие сотрудники государственных отделов разработки технологий Люфтваффе (например, оберста Эдгара Петерсена цепочка нескольких установок Erprobungsstelle ) и инженерных отделов немецкой военной авиации ждали Jumo 222 наконец-то начал работать. Между тем, все призывы к модификации четырехдвигательного двигателя вместо двухмоторного Jumo 222 были отклонены, поскольку считалось, что это создаст слишком большую нагрузку на немецкую двигателестроительную промышленность. В конце концов, предъявить ему было нечего, и в конце войны Люфтваффе летало на едва обновленных версиях своих оригинальных довоенных моделей.

Варианты

Ни один из вариантов JuMo 222 не поступил на вооружение.

• Jumo 222 A/B-1: первый вариант диаметр цилиндра x ход поршня (135×135) = 46380 см³, 1470 кВт (1970 л.с.) при 3200 мин-1, одноступенчатый двухскоростной центробежный нагнетатель, «сервисно-испытательный» А- Серия 0/B-0, летные испытания
• Jumo 222 A/B-2: увеличенный вариант большего сечения клапанов диаметр х ход(140×135) = 49880 см³, 2500 л.с. при 2900 мин-1, одноступенчатый двухскоростной центробежный нагнетатель, нулевая серия, летные испытания
• Jumo 222 A/B-3: как A/B-2, но улучшенный центробежный нагнетатель, полная барометрическая высота: 6000 м, пилотная серия, летные испытания.
• Jumo 222C/D: дополнительно увеличенный вариант диаметр цилиндра х ход поршня (145 × 140) = 55 480 см³, 3000 л.с. при 3200 мин-1, полная барометрическая высота: 10 000 м, на основе разработанных экспериментальных моделей V-серии в сборке
• Jumo 222 E/F: как и A/B-1, с двухступенчатым двухскоростным центробежным нагнетателем и тремя доохладителями, полная барометрическая высота: 9400 м, опытная серия, летные испытания.
• Jumo 222 турбо: как А/В-3, с турбонагнетателем и промежуточным охлаждением, полная барометрическая высота: 12300 м, 2400 л.с. при 3200 мин-1, только испытательный стенд
• Jumo 222 G / 225: спроектированная, удлиненная версия с диаметром цилиндров 6 × 6 = 36 x ход поршня (135 × 135) = 69570 см³, мощностью 3500 л.с. при 3000 мин-1 и увеличиваемой скоростью зарядки.

Направление вращения карданного вала обозначалось буквой — А, С и Е поворачивались влево, а В, D и F — вправо. Коленчатый вал, однако, всегда двигался равномерно вправо; направление движения винта менялось только разными передачами.

Поскольку Junkers Jumo 222 имеет шесть рядов цилиндров, это один из так называемых двигателей Hexagon. Другие образцы шестигранных двигателей редки - например, 24-цилиндровый Добрынин ВД-4К с водяным охлаждением и 12-цилиндровый с воздушным охлаждением Curtiss H-1640 Chieftain. Аналогично существовали и восьмиугольные двигатели, такие как Bristol Hydra, с восемью рядами цилиндров.

Приложения

Конструкции самолетов, предназначенных для установки на Jumo 222:

• Dornier Do 435 (когда реактивный двигатель не заменил задний поршневой двигатель)
• Фокке-Вульф Fw 300
• Хейнкель He 219 B&-C
• Heinkel He 277 (как более поздняя альтернатива американскому бомбардировщику установке шести радиальных двигателей BMW 801 , в конце июля 1943 года ) только предложение по разработке
• Хюттер Хю 211
• Юнкерс Ю 288

Предложения по прототипу, рассчитанному на использование мощности двигателя Jumo 222:

• Arado E. 340 (близнец 222, Bomber B ) конкурент
• Focke-Wulf Fw P.195 (шесть/восемь Jumo 222, очень большой транспортный самолет)

Технические характеристики (Юмо 222А/Б)

Jumo 222, вид спереди с установленными охладителями наддувочного воздуха.

Общие характеристики

• Тип: 6-рядный 24-цилиндровый рядный авиационный двигатель жидкостного охлаждения с наддувом.
• Диаметр цилиндра : 135 мм (5,3 дюйма)
• Ход : 135 мм (5,3 дюйма)
• Рабочий объем : 46,5 л (2830 куб. дюймов)
• Длина: 2400 мм (94 дюйма)
• Диаметр: 1160 мм (46 дюймов)
• Сухой вес : 1088 кг (2399 фунтов)

Компоненты

• Клапанный механизм : два впускных клапана и один натриевым охлаждением на цилиндр. выпускной клапан с
• Нагнетатель : Одноступенчатый двухскоростной нагнетатель центробежного типа.
• Топливная система: впрыск топлива
• Система охлаждения: жидкостное охлаждение.

Производительность

• Выходная мощность:
  
• 1838 кВт (2465 л.с.) при 3200 об/мин на взлете
• 1397 кВт (1873 л.с.) крейсерский
• Удельная мощность : 39,5 кВт/л (0,87 л.с./дюйм³)
• Степень сжатия : 6,5:1
• Удельный расход топлива : 0,29 кг/(кВт·ч) (0,477 фунт/(л.с.·ч))
• Отношение мощности к весу : 1,69 кВт/кг (1,03 л.с./фунт)

См. также

Сопоставимые двигатели

• Армстронг Сиддели Дирхаунд
• Армстронг Сиддели Гиена
• БМВ 803
• Даймлер-Бенц ДБ 604
• Dobrynin VD-4K
• Хитачи Ха-51
• Лайкоминг R-7755
• Нэпьер Сэйбер
• Райт R-2160 Торнадо

Связанные списки

• Список авиационных двигателей
• Список авиационных двигателей Германии во время Второй мировой войны

Библиография

• Бингхэм, Виктор (1998). Основные поршневые авиационные двигатели Второй мировой войны . Шрусбери, Великобритания: Издательство Airlife. ISBN  1-84037-012-2 .
• Кристофер, Джон (2013). Гонка за гитлеровскими X-самолетами: британская миссия 1945 года по захвату секретных технологий Люфтваффе . Страуд, Великобритания: History Press. ISBN  978-0-7524-6457-2 .
• Ганстон, Билл (2006). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей: от пионеров до наших дней (5-е изд.). Страуд, Великобритания: Саттон. ISBN  0-7509-4479-Х .
• Кей, Энтони (2004). Юнкерс Самолеты и двигатели 1913–1945 гг . Лондон: Книги Патнэма по аэронавтике. ISBN  0-85177-985-9 .

Внешние ссылки

• Двигатели Junkers - Jumo 222
• Британский отчет EngineHistory.org о Jumo 222 военного времени.
• Анимация клапанного механизма Jumo 222 на основе САПР.