FW-190D9, особенности двигателя - ED Forums
 


Notices

Reply
 
Thread Tools Display Modes
Old 08-12-2013, 07:45 PM   #1
Yo-Yo
ED Team
 
Yo-Yo's Avatar
 
Join Date: Apr 2003
Posts: 12,584
Default FW-190D9, особенности двигателя

По многочисленным просьбам трудящихся цены на продукты питания повы... ой, не то совсем... начинаем понемногу рассказывать про Дору и ее особенности. Как и во время разработки Мустанга, рассказ не просто будет ради рассказа, а чтобы показать, до каких глубин моделирования приходится подниматься, чтобы модель была похожа на прототип.

Поскольку явно после Мустанга трудящиеся попросили бы ему исторического оппонента, в свободное время был посчитан BMW-801, который (поверьте мне на слово) получился бы из Мерлина достаточно просто, даже несмотря на Командогерат.
И тут совершенно неожиданно откуда-то упала информация, что будет Дора - это была совсем не радостная новость...
Как известно, в D9 использовался мотор Jumo-213A. А у моторов Юнкерса была своя интересная особенность, которая чуть не ввела меня сначала в легкий ступор. Посмотрите на высотные характеристики двигателя - сами все поймете. (Поищите сами - их есть как минимум две, плюс мануал, и все немного не совпадают ).
У Jumo-213 С уменьшением высоты ниже критической (она же - граница высотности) мощность постоянна или даже растет, хотя у двигателей с приводным нагнетателем и постоянным давлением наддува ниже границы высотности мощность с уменьшением высоты падает.
Причина падения мощности - в избыточной напорной способности нагнетателя ниже границы высотности. Воздух необоснованно нагревается, на нагнетатель тратится часть мощности двигателя, а созданное такой ценой давление тупо дросселируется.
Немецкие конструкторы успешно решали эту проблему: на DB-60X - между первой и второй критическими высотами - за счет плавного увеличения оборотов нагнетателя, а инженеры Юнкерса решили задачу в общем, создав нагнетатель с плавно регулируемым напором не за счет изменения оборотов крыльчатки, а за счет специальных створок на входе. Дополнительно оставалось еще и традиционное ступенчатое переключение скоростей.
Чтобы совсем уж приблизить высотную характеристику мотора к идеальной - без пиков и провалов, конструкторы применили автоматическую регулировку не просто по давлению наддува, а по массовому расходу воздуха.
Гидромеханический MBG - аналог командогерата BMW, выполнял примерно те же функции, объединяя и задавая общую программу для РПО, регулятора наддува и топливного насоса-регулятора непосредственного впрыска. Любопытная деталь: немцы сумели сделать так, что один и тот же блок анероидов управлял расходом воздуха и расходом топлива, что позволило упростить устройство и избежать рассогласований, чреватых отклонениями качества смеси от заданного и неизбежных при использовании в каждом регуляторе своего блока анероидов.
MBG также задавал опережение зажигания и автоматически переключал скорости нагнетателя.
При отказе регулятора наддува устройство автоматически переходило в режим ручного управления по второму (вспомогательному) дросселю, который в нормальном режиме работал только в узком диапазоне положений РУДа вблизи малого газа.
UPD
Качество смеси задавалось двумя кривыми производительности насоса, богатой и бедной, переключение между которыми происходило автоматически по переходу от крейсерских режимов к боевым. Наличие отдельной богатой кривой позволяло в случае отказа автоматики продолжить полет с дозированием топлива гарантированно избегая ее переобеднения.
UPD

Форсированные режимы.

По поводу этих режимов на немецких самолетах ходят самые разные легенды и мифы. Тому есть несколько причин: их никогда, по-моему, детально не моделировали в симуляторах, в популярных книгах и статьях приводятся зачастую противоречивые, а иногда и не совсем достоверные факты, и действительно точная техническая информация по крупицам разбросана в различных мануалах.
Наиболее известная система - MW-50, которая позволяла форсировать двигатель наддувом без риска получить детонацию. Если на английских и американских двигателях использовалась система охлаждения воздуха (интер- и афтеркулеры), требовавшая увеличения площади и массы радиаторов, наличия трубопроводов, насоса и самой охлаждающей жидкости, то немцы пошли путем использования расходного материала - водно-спиртовой смеси. Естественно, что оба варианта имели свои достоинства и недостатки, поэтому сказать однозначно, что было правильней - затруднительно. Скорее всего, было сделано так, как позволяли технологии, возможности по размещению узлов системы и т.п. Тем более, что без вмешательства в систему дозирования топлива впрыскивать 40-50% водно-спиртовую смесь в Мерлины просто было бы невыгодно - только чистую воду. Почему - станет ясно чуть позже.

Даже если просто впрыскивать воду в нагнетатель, это само по себе уже увеличивает мощность, т.к. при заданном, например, постоянном давлении наддува увеличивается плотность воздуха, попадающего в цилиндры. Аналогичный эффект дает и интер/афтеркулер. Снижение температуры отодвигает границу детонации, что дает дополнительную возможность для дальнейшего увеличения мощности.
Если помните, то автоматический впрысковый карбюратор Бендикс-Стромберг, примененный в Мерлинах, дозировал топливо, измеряя массовый расход воздуха (трубка Вентури определяла объемный расход, газонаполненный сильфон - некую функцию плотности, а игла специальной формы в воздушном жиклере от трубки Вентури работала компьютером, перемножая эти величины). Если впрыскивать чистую воду, карбюратор корректно определит, что нужно добавить топлива и коэффициент избытка воздуха (альфа) сохранится. Водно-спиртовая смесь содержит в себе достаточное большое количество топлива, поэтому в итоге и так обогащенная смесь для максимальных режимов станет еще богаче, просто увеличив количество несгоревшего в цилиндре топлива.
В двигателе Юнкерса, включение системы MW-50 автоматически перенастраивала регулятор наддува на повышенный расход воздуха. При этом дополнительное количество топлива, поставляемое MW-50, недостаточно для поддержания требуемого обогащения смеси, поэтому дополнительно на повышенную производительность перенастраивается и топливный насос. UPD: написал немного двусмысленно: под MW-50 выпускалась модификация MBG с перенастроенной производительностью по богатой кривой.
Сам переключатель на повышенную мощность был сделан очень просто: метаноловый (иногда этаноловый!) шнапс подавался из бака под давлением воздуха, отобранного за нагнетателем. При включении системы воспринимавший это давление поршенек двигал золотник, который пропускал масло под рабочим давлением к сервопоршню. Последний, в свою очередь, двигал тяги перенастройки. Причем, реагировал переключатель не только на давление жидкости, но и на давление вытесняющего ее воздуха после опустошения бака. С одной стороны - это требовало постоянного внимания пилота, чтобы не допустить работы на форсированном режиме "насухую", а с другой, возможно, послужило толчком к применению "сухого" форсажа наддувом (1900 л.с.).

Почему использовался метанол (не будем рассматривать в рамках дискуссии на тему, что лучше пьется. Пьется одинаково легко, вопрос только - сколько раз в жизни) - во-первых, у него несколько выше удельная теплота парообразования, т.е. он лучше охлаждает, и выше октановое число.


И вот все это нам сейчас приходится делать...


UPD2
Система охлаждения Доры тоже отличалась некоторой оригинальностью. У самолета отсутствует маслорадиатор. Вообще. Как класс. Масло охлаждается в теплообменнике антифризом, выходящим из радиатора.
__________________
Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів
There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.
Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me

Last edited by Yo-Yo; 03-11-2014 at 05:35 PM.
Yo-Yo is offline   Reply With Quote
Old 08-15-2013, 12:20 PM   #2
SDPG_SPAD
Junior Member
 
Join Date: Aug 2013
Location: Moscow
Posts: 8
Default

Quote:
Originally Posted by Yo-Yo View Post
Как известно, в D9 использовался мотор Jumo-213A. А у моторов Юнкерса была своя интересная особенность, которая чуть не ввела меня сначала в легкий ступор.
Меня тоже) Хотелось в связи с этим задать один давно беспокоящий вопрос. Видя такую высотную характеристику двигателя, ожидаешь, что и ЛТХ самолёта будут несколько отличаться от типичных для самолётов с обычным многоскоростным нагнетателем.

Однако, к примеру, зависимость скорости от высоты у FW-190D и Ta-152 выглядит вполне обычным образом. Например:


Даже угол наклона примерно такой же, как у A-9, хотя учитывая, что у BMW 801D от первой границы высотности до земли мощность проседает на ~40 л.с., а у Jumo 213A - увеличвается на ~20 л.с., ожидаешь, что график доры будет "попрямее".

Или эта высотная х-ка верна именно для мотора, а на самолёте, когда в действие вступает фактор скоростного наддува, картина меняется?
SDPG_SPAD is offline   Reply With Quote
Old 08-15-2013, 01:38 PM   #3
GUMAR
Tester NS 430
 
GUMAR's Avatar
 
Join Date: Mar 2006
Location: Chelyabinsk
Posts: 5,149
Send a message via ICQ to GUMAR
Default

Изменение плотности (как следствие сопротивления) по высоте куда больше чем изменение мощности. Причем засчет РПО при постоянных оборотах мощность всегда одинаковая с винта сниматся вроде должна.
__________________

Реальные хотелки к ЛО3 по Су-25 в основном...
Phenom955 3,2GHzx4 8Gb RAM Gf650GTX 2Gb 1280x1024
GUMAR is offline   Reply With Quote
Old 08-15-2013, 01:54 PM   #4
Yo-Yo
ED Team
 
Yo-Yo's Avatar
 
Join Date: Apr 2003
Posts: 12,584
Default

Quote:
Originally Posted by SDPG_SPAD View Post
Меня тоже) Хотелось в связи с этим задать один давно беспокоящий вопрос. Видя такую высотную характеристику двигателя, ожидаешь, что и ЛТХ самолёта будут несколько отличаться от типичных для самолётов с обычным многоскоростным нагнетателем.

Однако, к примеру, зависимость скорости от высоты у FW-190D и Ta-152 выглядит вполне обычным образом. Например:


Даже угол наклона примерно такой же, как у A-9, хотя учитывая, что у BMW 801D от первой границы высотности до земли мощность проседает на ~40 л.с., а у Jumo 213A - увеличвается на ~20 л.с., ожидаешь, что график доры будет "попрямее".

Или эта высотная х-ка верна именно для мотора, а на самолёте, когда в действие вступает фактор скоростного наддува, картина меняется?
Если посмотреть внимательно, то наклон зеленой и синей прямых все же отличается.
Более показательным было бы сравнить графики скороподъемности, потому что влияние мощности на максимальную скорость всего лишь в степени 1/3.
__________________
Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів
There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.
Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me

Last edited by Yo-Yo; 08-15-2013 at 01:59 PM.
Yo-Yo is offline   Reply With Quote
Old 08-15-2013, 01:58 PM   #5
Yo-Yo
ED Team
 
Yo-Yo's Avatar
 
Join Date: Apr 2003
Posts: 12,584
Default

Quote:
Originally Posted by GUMAR View Post
Изменение плотности (как следствие сопротивления) по высоте куда больше чем изменение мощности. Причем засчет РПО при постоянных оборотах мощность всегда одинаковая с винта сниматся вроде должна.
Первое положение правильное - плотность влияет на макс скорость в степени 1/2 (мощность - 1/3).
Второе - нет. РПО позволяет поддерживать постоянные обороты при изменении мощности.
__________________
Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів
There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.
Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me
Yo-Yo is offline   Reply With Quote
Old 08-15-2013, 02:14 PM   #6
=YeS=CMF
Veteran
 
Join Date: Apr 2008
Posts: 3,359
Default

По графику у D-9 не меняется мощность (то есть скорость не меняется, может и наддув не падает?) на высотах, где нагнетатель уже не вытягивает... Это впечатляет!
=YeS=CMF is offline   Reply With Quote
Old 08-15-2013, 02:31 PM   #7
Yo-Yo
ED Team
 
Yo-Yo's Avatar
 
Join Date: Apr 2003
Posts: 12,584
Default

Quote:
Originally Posted by =YeS=CMF View Post
По графику у D-9 не меняется мощность (то есть скорость не меняется, может и наддув не падает?) на высотах, где нагнетатель уже не вытягивает... Это впечатляет!
Это, кстати, странно. Выше границы высотности у всех двигателей мощность падает практически одинаково. Возможно так просто нарисовали из-за сравнительно короткого участка.
Еще было бы интересно повнимательнее изучить надписи. Возможно, что этот график - расчетный, такие бывают.
__________________
Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів
There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.
Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me

Last edited by Yo-Yo; 08-15-2013 at 02:33 PM.
Yo-Yo is offline   Reply With Quote
Old 08-15-2013, 05:20 PM   #8
=YeS=CMF
Veteran
 
Join Date: Apr 2008
Posts: 3,359
Default

А я думал это особенность мотора =)
=YeS=CMF is offline   Reply With Quote
Old 08-15-2013, 05:40 PM   #9
SDPG_SPAD
Junior Member
 
Join Date: Aug 2013
Location: Moscow
Posts: 8
Default

Quote:
Originally Posted by =YeS=CMF View Post
По графику у D-9 не меняется мощность (то есть скорость не меняется, может и наддув не падает?) на высотах, где нагнетатель уже не вытягивает... Это впечатляет!
Это где?

Quote:
Originally Posted by Yo-Yo View Post
Это, кстати, странно. Выше границы высотности у всех двигателей мощность падает практически одинаково. Возможно так просто нарисовали из-за сравнительно короткого участка.
Еще было бы интересно повнимательнее изучить надписи. Возможно, что этот график - расчетный, такие бывают.
Может, и расчётный - у меня был заначен ещё снимок этого же графика, на котором, может, будут видны какие-то дополнительные детали. И ещё другие графики со скоростями Д-9, но на ноутбуке, до которого я сейчас не могу добраться.
SDPG_SPAD is offline   Reply With Quote
Old 08-15-2013, 08:51 PM   #10
eekz
Veteran
 
eekz's Avatar
 
Join Date: Dec 2012
Location: Minsk
Posts: 4,966
Default

Quote:
Originally Posted by SDPG_SPAD View Post
Это где?
Это там где на участке графика скорость постоянна
eekz is offline   Reply With Quote
Reply

Thread Tools
Display Modes

Posting Rules
You may not post new threads
You may not post replies
You may not post attachments
You may not edit your posts

BB code is On
Smilies are On
[IMG] code is On
HTML code is Off

Forum Jump

All times are GMT. The time now is 08:16 PM. vBulletin Skin by ForumMonkeys. Powered by vBulletin®.
Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd.