Пирна 014

Пирна 014
	Реактивный двигатель Pirna 014 на Весенней Лейпцигской ярмарке в марте 1958 года.
Тип	турбореактивный двигатель
Национальное происхождение	Восточная Германия
Производитель	Промышленный завод Людвигсфельде
Первый запуск	12 октября 1956 г.
Основные приложения	Оба 152
Разработано на основе	В том числе 012

Pirna 014 представлял собой осевой турбореактивный двигатель, разработанный в Восточной Германии (или ГДР) в середине-конце 1950-х годов бывшими инженерами Junkers , которые были репатриированы в Восточную Германию в 1954 году после содержания под стражей в Советском Союзе после Второй мировой войны . ^{[ 1 ]}

Источник

После того, как в декабре 1953 года оставшиеся группы немецких авиационных инженеров, те, которые еще не собирались репатриироваться на родину, были сосредоточены в Савелово к северу от Москвы , началось планирование разработки гражданского авиалайнера с четырьмя реактивными двигателями. Роль руководителя отдела исследований и разработок двигателей была поручена (тогда дипломированному инженеру) Фердинанду Бранднеру , тогда как (тогда дипломированному инженеру) Брунольфу Бааде было поручено общее руководство проектом.

Прежде чем Бранднер наконец вернулся к своей семье в Австрию , после того как ему пришлось пробыть в Советском Союзе 9 лет, он выбрал своего заместителя (тогда доктора технических наук) Рудольфа Шейноста, чтобы тот продолжил свою работу и возглавил разработку двигателя. Проект двигателя 014 , продолжающий нумерацию предыдущих реактивных двигателей Jumo, в это время назывался «Двигатель 014» (от реактивный двигатель , буквально «реактивный привод») и имел высокий приоритет.

Что касается авиалайнера, который предполагалось использовать по проекту 014 , то это был пассажирский самолет Baade 152 , который должен был быть разработан и построен в качестве предсерийного самолета на VEB Industriewerke Dresden (завод 803), ^{[ 2 ]} частью которого стал более поздний VEB Flugzeugwerke Dresden .

5 июля 1954 года последняя группа из 200 человек, в основном инженеры, а также ключевые технические руководители и умы, прибыла в саксонский город Пирна . Хотя лишь некоторые люди, например Фердинанд Бранднер или Гюнтер Бок, вскоре после этого снова уехали в свои конечные пункты назначения в Австрию и Западный Берлин , большинство стремилось продолжить разработку двигателей и самолетов в ГДР. В части города под названием Зонненштайн (буквально «солнечный камень» , который сам расположен на плато между речными долинами Эльбы на севере и Готтлеубой на западе) работа была сосредоточена на планировании будущих операций/строительстве фабрик и связана с 152 и 014 запустился почти мгновенно.

Сначала они действовали из зданий HV-18 ( Hauptverwaltung 18 , созданного ранее, в 1951–1952 годах), пока летом 1955 года не начались строительные работы по разработке двигателя. Новое конструкторско-административное здание, практически идентичное был построен тот, что в Дрездене , расположенный на заводе 801. Были построены два крупных сборочных и производственных цеха, несколько стендов для испытания двигателей (с характерными башнями), большие подземные резервуары, предназначенные для испытаний, другие цеха и социальные объекты, а также жилье для рабочих.

1 мая 1955 года там был официально основан VEB Entwicklungsbau Pirna (завод 802) (переименованный в VEB Gasturbinenbau und Energiemaschinenentwicklung Pirna в 1961 году, позже в 1970 году преобразованный в VEB Strömungsmaschinen Pirna ). (Другие опытно-конструкторские работы и заводы, которые позже сформировали восточногерманскую авиационную промышленность, были основан в тот же день. См. «Историю восточногерманской авиационной промышленности ».) Проектная документация, которая была начата еще до окончательного возвращения задействованных инженеров в Германию, была расширена новой, расширенной командой, которая сейчас находится в Пирне и готовится к созданию прототипов.

С момента основания в 1954 году и до завершения строительства новых заводов в 1957 году предприятие в Пирне фактически функционировало как духовный центр исследований, разработок и производства в области авиации в ГДР. Только после этого высшее руководство переехало в свои новые офисы в Дрездене.

Проектирование и разработка

Дизайн

Цитирования: Мьюз 1997, с. 36-39.
Он был спроектирован как одновальный однопоточный турбореактивный двигатель. Основная концепция представляла собой дальнейшее развитие конструкции, уже с высоким совершенством примененной на Junkers Jumo 004 и Junkers Jumo 012 , а также на двигателях BMW 003 и BMW 018 . В этой конструкции компрессор, камера сгорания и турбина перемещаются в осевом направлении воздухом, забираемым непосредственно из впускного отверстия.

Опыт, приобретенный техническим руководством в Советском Союзе при дальнейшей разработке упомянутых двигателей Юнкерса и БМВ, а также совершенно новых разработок типа ТВ-2, НК-2/НК-4 (советские программные названия разработок Юмо 022, ведущие к ТВ большой мощности -022 и 2ТВ-2Ф) наряду с турбовинтовым двигателем НК-12 рассматривались при проектировании и изготовлении узлов нового проекта двигателя.

Эти знания теперь послужили основой для расширенной команды Пирны для разработки современного, простого и надежного реактивного двигателя на основе уже существующей проектной документации, который подходил бы для гражданского авиалайнера в соответствии с конкретными потребностями в отношении требований к мощности, простоты управления и надежности. и низкие эксплуатационные расходы.

Компрессор

Двенадцатиступенчатый осевой компрессор был соединен непосредственно с двухступенчатой турбиной, как и на Jumo 012. Это привело к относительно простой конструкции подшипников и хорошей управляемости.

Корпус компрессора представлял собой сварную конструкцию из листовой стали, разделенную на две части. В верхней половине размещались системы управления топливом и двигателем, позднее также автоматизированное управление стартером и катушки зажигания для двух воспламенителей, расположенных в верхней части камеры сгорания.

Управление двигателем

Управление двигателем осуществлялось полностью автоматическим компактным блоком коммандос с использованием проверенного рычага управления одной рукой Юнкерса. В различных состояниях полета расход топлива может сильно различаться. Поэтому топливные форсунки, расположенные в горелках, получили две ступени, что привело к хорошей эффективности в большом рабочем диапазоне.

Камера сгорания

Камера имела кольцевую конструкцию. Основываясь на опыте использования камер баночного типа Junkers (Jumo 004) и камер кольцевого типа BMW (BMW 003), этот конструктивный выбор успешно применялся еще в советский период. Были использованы 12 банок-горелок и 60 воздушных карманов (встроенных во внутреннюю и внешнюю стену), а также еще несколько воздушных каналов. Эта конструкция в ходе стендовых испытаний доказала эффективность выгорания около 98% внутри камеры сгорания.

Такая конструкция обеспечивала всесторонний обдув стенок камеры охлаждающим воздухом, поэтому они были относительно защищены от высоких температур внутри камеры, достигавших в зоне пламени до 3200 °С. Таким образом, поначалу было установлено, что тепловые требования к материалам стенок камеры и воздушных карманов значительно ниже. По расчетам, температура на входе в двигатель составляла около 780 ° C (1050 K), поскольку в то время не было доступных материалов, устойчивых к более высоким температурам.

Турбина

В двухступенчатой реактивной турбине низкий эффект охлаждения дисков турбины был достигнут за счет умелого потока воздуха, который отводился из-под камеры сгорания и направлялся внутрь, к валу. Лопатки турбины не охлаждались, а направляющие лопатки первой ступени турбины были изготовлены полыми.

Основная часть температурного градиента выхлопных газов распределялась поровну на обеих ступенях турбины; оставшуюся часть перевели на тягу 3150кп с использованием сопла фиксированной тяги.

Стартер/Генератор

Изменилась сборка обоих компонентов; они больше не крепились с помощью отдельного носителя оборудования за двигателем. Объединенный в единый узел и вставленный во впускную пулю, он работал непосредственно на валу, где соединялся с двигателем-ротором с помощью отдельного узла передачи для стартера.

Масляный бак

Первоначально он устанавливался под двигателем, но был переработан в кольцевой масляный бак. Новое место крепления теперь находилось в районе диффузора, перед отливкой воздухозаборника.

Литье воздухозаборника

Этот компонент изготовлен из литого легкого металла. При помощи сепараторной передачи, соединенной с ротором компрессора, приводился в движение верхний держатель оборудования топливного насоса и датчика управляющего давления, а также блок масляного насоса.

Система продувки

Первоначально были установлены 4 прямоугольных продувочных клапана (клапана); позже их заменили на 8-ми круглые закрылки. В дальнейшем, в процессе модернизации, особенно начиная с прототипа двигателя V-07, эта реализация была изменена на другую, более управляемую систему, включающую кольцевой продувочный ремень.

Версия А0

Цитирования: Мьюз 1997, с. 39-42.
Макет двигателя, получивший обозначение V-00, использовался для проверки сборки и расположения компонентов, труб и фитингов. Положения электрических/трубных соединений также были определены и согласованы после координации с людьми, ответственными за строительство планера в Клоче.

Параллельно на предприятии VEB Entwicklungsbau Pirna был построен первый пробный двигатель . Это был двигатель В-01, который только в это время принял окончательное программное обозначение «Пирна 014», которое произошло как от названия города, так и от прежнего обозначения. На строительство и сборку ушло два года; поэтому в октябре 1956 года стало возможным первое судебное разбирательство.

Редакция А1

Цитирования: Мьюз 1997, с. 47-49.
Внесенные изменения для редакции А-1:

Новый расчет профилей лопаток компрессора.
Уже упомянутый кольцевой обдувочный ремень, который непрерывно открывался и закрывался.
Дополнительная ступень компрессора, установленная перед первой ступенью компрессора и отливкой воздухозаборника.
Автоматическое управление системой продувки в зависимости от оборотов и ускорения, интегрированное в блок коммандос.
Система противообледенения впуска (с соответствующим дополнительным изолированным трубопроводным управлением и теплообменником, установленным над турбиной)

В ходе испытаний компрессора было обнаружено, что рабочий диапазон компрессора слишком узок для полета на высоте более 5000 метров. Поэтому компрессор ревизии А-0, задуманный еще в Советском Союзе, пришлось перепроектировать.

Эти изменения, связанные с лопатками компрессора и системой продувки, привели к более тихой и плавной работе ротора, а также к улучшению характеристик насоса. Соответствующие критические обороты теперь находились в диапазоне, лучше подходящем для полета, что привело к расширению рабочего диапазона компрессора.

Расход воздуха был увеличен на 5,5 кг/с (с 52,0 кг/с до 57,5 кг/с), что привело к увеличению тяги с 30,89 килоньютона (6940 фунт- _сила ) до 32,36 килоньютона (7270 фунт- _сила ).

Благодаря этой доработке в зимние месяцы 1960 года было доказано противообледенение воздухозаборника с помощью встроенной противообледенительной системы. Кроме того, испытания на столкновение с птицами не нарушили работу двигателя. (См. раздел «Специальные испытания» .)

Испытания

Стендовые испытания

Двигатель В-01 впервые был запущен 12 октября 1956 года на мотороиспытательном стенде № 2 строительного комплекса № 62 при пониженной нагрузке в течение около 2,5 часов. ^{[ 3 ]} Работа двигателя под полной нагрузкой в то время была невозможна по причине использования нетермостойких материалов, поскольку их не было в наличии внутри страны.

Первоначальное намерение состояло в том, чтобы просто выполнить аэродинамические измерения, подтверждающие правильную работу испытательного стенда двигателя, а также проверить циркуляцию масла на готовом двигателе. Тем не менее, было принято решение позволить двигателю свободно работать самостоятельно. После пяти попыток запуска зажигание было достигнуто, и жиклер осторожно достиг 6200 об/мин. Никаких сбоев не зафиксировано.

Первая авария произошла 25 февраля 1958 года. Во время 50-го измерительного пробега В-01 на двигательном стенде 1 произошел отказ второй ступени турбины, что привело к частичному разрушению двигателя, начиная с камеры сгорания. (Мьюз 1997, стр. 42.)

Все опытные двигатели от В-02 до В-14 в основном использовались для опытно-измерительных испытаний. Такие испытания, а также ресурсные испытания были необходимы для получения сертификата летной годности двигателя. После пяти лет исследований и разработок во второй половине 1959 года был получен сертификат типа после того, как двигатель В-017 успешно прошел 150-часовые ресурсные испытания. Таким образом, была создана важная предпосылка для начала летных испытаний.

Летные испытания

Первые летные испытания были проведены 11 сентября 1959 года на самолете Ил-28Р с двигателем, установленным в нижней части фюзеляжа.

Во втором прототипе Baade 152 152/II V4 использовались четыре двигателя А-0.

Конец программы

Из-за политических решений, которые были связаны с советскими интересами, программа Baade 152 и все другие авиационные программы, разрабатывавшиеся на VEB Flugzeugwerke Dresden , который в то время представлял собой всю авиационную промышленность ГДР, были остановлены в 1961 году. За исключением незначительных остатков , авиационная промышленность в ГДР тогда была распущена. Двигатели Pirna 014, уже выпускавшиеся серийно (редакции А0 и А1) на VEB Industriewerke Ludwigsfelde (завод 807) ^{[ 4 ]} были использованы для других целей, в том числе в качестве аварийных генераторов электроэнергии.

Приложения

Baade 152 - главные двигатели (4 шт.), по два в каждой гондоле.
Противолодочные корабли класса «Хай» - модификации А2 и А3, серийные двигатели, модифицированные для перепрофилирования в газогенераторы, приводящие в движение две газовые турбины (по 3677 кВт каждая) для формирования газотурбинной двигательной установки. Эта комбинация получила название «Пирна 051/1» и устанавливалась на 13 из 14 кораблей этого класса. ^{[ 5 ]}

Варианты

Пирна 014-А0 – предсерийный вариант, 1957 г.
Пирна 014-А1 - серийный вариант, 1959 г.
Пирна 014-А2 - модификация существующих серийных двигателей для использования в морских газогенераторах, 1961 г.
Пирна 014-А3 - модификация существующих серийных двигателей для использования в морских газогенераторах, 1961 г.
Пирна 014-А5 — газогенератор для использования в сочетании с газовой турбиной пиковой газотурбинной установки Пирна Э-1 , 1962 г.
Пирна 014-С — проект, вариант А-0, 1960 г.

Дальнейшие разработки

Пирна 016 - проект, включающий недавно построенный компрессор, призванный заменить старый 014, 1958 г.
Пирна 018 - проект турбовинтового испытательного двигателя для испытаний компрессора.
Пирна 020 - проект двухпоточного турбореактивного двигателя для испытаний компрессора.

Таблица вариантов

Обозначение	Тип	Макет	Сжатие	Удельный расход топлива	Расход воздуха	Температура на входе в турбину	Упор или мощность	Сухой вес	Скорость
Пирна 014-А0	Турбореактивный двигатель	12В2Т	7:1	0,85 кг/км/ч	52,0 кг/с	1050К	3150 килопондов (30 900 Н; 6900 фунтов _силы )	1060 кг (2340 фунтов)	8000 об/мин
Пирна 014-А1	Турбореактивный двигатель	12В2Т+	7:1	0,86 кг/км/ч	57,5 кг/с	1070К	3300 килопондов (32000 Н; 7300 фунтов _силы )	1050 кг (2310 фунтов)	8200 об/мин
Пирна 014-C	Турбореактивный двигатель	12В2Т+	7:1	0,859 кг/км/ч	57,5 кг/с	1070К	3300 килопондов (32000 Н; 7300 фунтов _силы )	1065 кг (2348 фунтов)	8200 об/мин
Пирна 016 (проектируется)	Турбореактивный двигатель	12В3Т	11.9:1	0,72 кг/км/ч	60,4 кг/с	1035К	3500 килопондов (34000 Н; 7700 фунтов _силы )	1050 кг (2310 фунтов)	8700 об/мин

Компоновка: V=ступени осевого компрессора, T=ступени турбины. (+ указывает на дополнительный этап)

Технические характеристики (Пирна 014-А0)

Данные Мьювеса, Пирны 014. Авиационные двигатели ГДР.

Общие характеристики

Тип: турбореактивный
Длина: 3446 мм (135,7 дюйма)
Диаметр: 981 мм (38,6 дюйма)
Сухой вес: 1060 кг (2340 фунтов)

Компоненты

Компрессор: двенадцать ступеней с осевым потоком
Камеры сгорания : трубчатая камера сгорания, 12 банок.
Турбина : двухступенчатая
Тип топлива: керосин/керосин (спецификация Т-1)

Производительность

Максимальная тяга : 3150 килопондов (30900 Н; 6900 фунтов _силы ) при 8000 об/мин, без дожигания.
Общий коэффициент давления : 7:1
Массовый расход воздуха: 52,0 кг/с.
Температура на входе в турбину: 1050 К.
Удельный расход топлива : 0,85 кг/км/ч.
Тяговооруженность : 2,97

Список производимых двигателей

Таблица прототипов (Завод 802)

Пирна 014

Обозначение	Вариант	Использование
V-00	0	---
V-01	А	---
V-02	А0	---
V-03	А0	---
V-04	А0	---
V-05	А0	---
V-06	А0	---
V-07	А0	---
V-08	А0	---
V-09	А0	---
V-10	А0	---
V-11	А0	---
V-12	А0	---
V-13	А0	---
V-14	А0	---
V-15	А0	---
V-16	А0	---
V-17	А0	---
V-18	А0	---
V-19	А0	---
V-20	А1	---
V-21	А0	---
V-22	А1	---
V-23	А0	---
V-24	А0	---
V-25	А1	---
V-26	А1	---
V-27	А1	---
V-28	А1	---
V-29	А1	---
V-30	А1	---
V-31	А1	---
V-32	А1	---
V-33	А1	---
V-34	А1	---
V-35	А1	---

Пирна 014-C

Обозначение	Вариант	Использование
V-00	С	---
V-01	С	---
V-02	С	---

Пирна 016

Обозначение	Вариант	Использование
V-01	-	---

Пирна 018

Обозначение	Вариант	Использование
V-00	-	---
V-01	А	---
V-02	А	---
V-03	А	---

Пирна 020

Обозначение	Вариант	Использование
V-01	А	---

Стол серийного производства (Завод 807)

Обозначение	Вариант	Использование
Л-1	0	---
Л-2	0	---
Л-3	0	---
Л-4	0	---
Л-5	0	---
000	А0	---
001	А0	---
002	А0	---
003	А0	---
004	А0	---
005	А0	---
006	А0	---
007	А0	---
008	А0	---
009	А0	---
010	А0	---
011	А0	---
012	А0	---
013	А0	---
014	А0	---
015	А0	---
016	А0	---
017	А0	---
018	А0	---
001	А1	---
002	А1	---
003	А1	---
004	А1	---
005	А1	---
006	А1	---
007	А1	---
008	А1	---

Выжившие

Известно о существовании выживших:

Турбореактивный двигатель «Пирна 014 А2» (бывший А0/В-16), переоборудованный в газогенератор для газотурбинной установки «Пирна 051/1», экспонируется (в разрезе ) в авиационном отделе Дрезденского музея транспорта .
В Немецком музее в Мюнхене Pirna 014 A0/V-05 выставлен в разделе самолетов (также в разрезе). Он был перенесен со своего прежнего места в Дрезденский технологический университет, где использовался в качестве учебного объекта.
Одна модификация самолета А1 выставлена в Промышленном музее Хемница . ^{[ 6 ]} Этот конкретный пример использовался на скоростном катере после 1961 года, о чем ясно свидетельствуют изменения, внесенные в гидравлику в средней части. Кроме того, отсутствует выхлопное сопло на заднем конце.
По словам Мьювеса, газогенератор Pirna 014 A5 был установлен вместе с небольшой газовой турбиной Pirna 029 в столовой на территории Strömungsmaschinenbau Pirna GmbH . Компания, которая была преемницей VEB Strömungsmaschinen Pirna после приватизации в 1990 году, объявила себя неплатежеспособной уже в 1995 году и окончательно обанкротилась два года спустя. В 2011 году здание было продано частному инвестору. ^{[ 7 ]} Текущее местонахождение двигателя пока не установлено.
Другая модель в разрезе, возможно, все еще находится в собственности Дрезденского технологического университета , на территории факультета транспортных наук, который расположен в здании Герхарта Поттхоффа .

Pirna 014 A0/V-16 at Dresden Transport Museum
Пирна 014 A0/V-05 в Немецком музее в Мюнхене
Pirna 014 A0/V-05 в Немецком музее в Мюнхене - вид спереди
Pirna 014 A0/V-05 в Немецком музее в Мюнхене - детальный вид
Pirna 014 A0/V-05 в Немецком музее в Мюнхене - детальный вид
Pirna 014 A0/V-05 в Немецком музее в Мюнхене - детальный вид
Pirna 014 A0/V-05 в Немецком музее в Мюнхене - компрессор
Pirna 014 A0/V-05 в Немецком музее в Мюнхене - компрессор
Пирна 014 A0/V-05 в Немецком музее в Мюнхене - вид сбоку
Pirna 014 A0/V-05 в Немецком музее в Мюнхене - вид сзади

См. также

Фердинанд Бранднер

Связанные разработки

Юнкерс Юмо 012

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Список авиационных двигателей

Ссылки

Книги

Мьюс, Клаус-Германн (1997). Пирна 014. Авиационные двигатели ГДР: разработка, испытания и постройка реактивных двигателей и винтовых турбин . Авиатическое издательство. п. 159. ИСБН 9783925505393 .

Цитаты

^ «Завод по разработке двигателей в Пирне (завод 802)» www. Flugzeug-lorenz.de Проверено: 26 июля 2012 г.
^ «Серия самолетов, работа 803», www. Flugzeug-lorenz.de Проверено: 27 июля 2012 г.
^ «Завод по разработке двигателей в Пирне (завод 802)» www. Flugzeug-lorenz.de Проверено: 26 июля 2012 г.
^ «Из авиационной промышленности ГДР», www.gerdspriess.de Проверено: 26 июля 2012 г.
^ "Гастурбина Пирна 014", www.parow-info.de Проверено: 21 июля 2012 г.
^ "Turbostrahltriebwerk Pirna 014", Архивировано 4 марта 2016 г. на Wayback Machine www.saechsisches-industriemuseum.de Проверено: 2 августа 2012 г.
^ «Подписан договор купли-продажи столовой», www.pirna.de Дата обращения: 2 августа 2012 г.

Внешние ссылки

http://www.skybird-ev.de/152/152.htm (большая часть только на немецком языке)
«Тип 014» 1959 г. полета Описание

[1] «Завод по разработке двигателей в Пирне (завод 802)» www. Flugzeug-lorenz.de Проверено: 26 июля 2012 г.

[2] «Серия самолетов, работа 803», www. Flugzeug-lorenz.de Проверено: 27 июля 2012 г.

[3] «Завод по разработке двигателей в Пирне (завод 802)» www. Flugzeug-lorenz.de Проверено: 26 июля 2012 г.

[4] «Из авиационной промышленности ГДР», www.gerdspriess.de Проверено: 26 июля 2012 г.

[5] "Гастурбина Пирна 014", www.parow-info.de Проверено: 21 июля 2012 г.

[6] "Turbostrahltriebwerk Pirna 014", Архивировано 4 марта 2016 г. на Wayback Machine www.saechsisches-industriemuseum.de Проверено: 2 августа 2012 г.

[7] «Подписан договор купли-продажи столовой», www.pirna.de Дата обращения: 2 августа 2012 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

v т и Юнкерс Юмо Авиационные двигатели
Piston engines	L1 L2 L5 L7 L8 L55 L88 203 204 205 206 207 208 210 211 213 218 222 223 224
Turbojet	004 012
Turboprop	022
See also HeS 30 (Junkers design built by Heinkel)