Jump to content

FW-190D9, особенности двигателя


Recommended Posts

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.


Edited by Yo-Yo
  • Like 2

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

Link to post
Share on other sites
  • Replies 261
  • Created
  • Last Reply

Top Posters In This Topic

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:

chartspeedgermanaccompa.jpg

 

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?

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

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.

[sIGPIC][/sIGPIC]

Реальные хотелки к ЛО3 по Су-25 в основном...

ASRock PG9, i-5 9600KF, MSI 2080Ti, 32GB 3466

Link to post
Share on other sites
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.


Edited by Yo-Yo

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

Link to post
Share on other sites
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

Link to post
Share on other sites
Guest =YeS=CMF

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!

Link to post
Share on other sites
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.


Edited by Yo-Yo

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

Link to post
Share on other sites
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?

 

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.

Link to post
Share on other sites
Это там где на участке графика скорость постоянна

В упор не вижу ни одного участка, где максимальная скорость Д-9 была бы неизменной для какого-либо диапазона высот. Мы точно про одно и то же говорим?

 

Продолжим насчёт двигателей: за время произовдства Jumo 213A ему несколько раз изменяли (в сторону увеличения) продолжительность и мощность чрезвычайных режимов. За счёт этого характеристики первых Дор - на которых, вроде как, даже ещё не было MW-50 - и последних серийных самолётов отличались довольно значительно.

 

У нас 213A будет "вот такой" или послабее?

 

jumo213apowergraph.jpg

 

 


Edited by SDPG_SPAD
Link to post
Share on other sites
Guest =YeS=CMF
В упор не вижу ни одного участка, где максимальная скорость Д-9 была бы неизменной для какого-либо диапазона высот. Мы точно про одно и то же говорим?

 

1600м-2300м... сложно не увидеть такой кусок.

Link to post
Share on other sites
В упор не вижу ни одного участка, где максимальная скорость Д-9 была бы неизменной для какого-либо диапазона высот. Мы точно про одно и то же говорим?

 

Продолжим насчёт двигателей: за время произовдства Jumo 213A ему несколько раз изменяли (в сторону увеличения) продолжительность и мощность чрезвычайных режимов. За счёт этого характеристики первых Дор - на которых, вроде как, даже ещё не было MW-50 - и последних серийных самолётов отличались довольно значительно.

 

У нас 213A будет "вот такой" или послабее?

 

jumo213apowergraph.jpg

 

 

Скорее всего даже чуток посильнее. :) Есть еще одна диаграмма с указанием конкретного расхода MW-50 и она хорошо ложится в расчет. Вообще немецкое эксприментаторство на ходу - это головная боль... :)

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

Link to post
Share on other sites
1600м-2300м... сложно не увидеть такой кусок.

Аа. Так вы про первую границу высотности.

Ну да, наверное, они могли на этом участке просто провести линию между двумя точками. Хотя у них и в испытаниях получалось, что на этом участке TAS очень незначительно падает кверху:

 

http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/Fw_190_V53_level.jpg

http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/Fw_190_D-9_210002_FB1_Chart.jpg

http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/Fw_190_D-9_210001_FB3_chart.jpg

 

Скорее всего даже чуток посильнее. smile.gif Есть еще одна диаграмма с указанием конкретного расхода MW-50 и она хорошо ложится в расчет. Вообще немецкое эксприментаторство на ходу - это головная боль... smile.gif

Типа такой? Меня в своё время убеждали, что это Jumo 213AG-1...

 

 

jumo213a1.jpg

 

Link to post
Share on other sites
Guest =YeS=CMF
Аа. Так вы про первую границу высотности.

Ну да, наверное, они могли на этом участке просто провести линию между двумя точками. Хотя у них и в испытаниях получалось, что на этом участке TAS очень незначительно падает кверху:

 

http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/Fw_190_V53_level.jpg

http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/Fw_190_D-9_210002_FB1_Chart.jpg

http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/Fw_190_D-9_210001_FB3_chart.jpg

 

Я тоже об этом подумал... Кстати на сканах почему-то высоты другие, на которых происходит "скачок" в параметрах работы двигателя...

Link to post
Share on other sites
Я тоже об этом подумал... Кстати на сканах почему-то высоты другие, на которых происходит "скачок" в параметрах работы двигателя...

Так на сканах наддув 1.4 - 1.8 ata, а на сводном графике в табличке указано 2.02... вот критические высоты и пониже.


Edited by SDPG_SPAD
Link to post
Share on other sites

 

 

 

jumo213a1.jpg

 

А есть более конкретная ссылка на то, что это AG-1? В принципе, эта диаграмма используется в качестве дополнительной при тестировании модели, и в общую модель она ложится вполне. Ее особенность в том, что там реализован режим "сухой 1900 л.с.", т.е. настройки по расходу воздуха увеличены для всех режимов.

А сама модель сейчас соответствует заводской спецификации.

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

Link to post
Share on other sites

Верхний пост немного обновлен.

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

Link to post
Share on other sites
я так понимаю управление вмг будет совершенно другим нежели у мустанга!?

Один РУД и все. Будет еще несколько вспомогательных органов для ручного переключения нагнетателя, включения форсажа и т.п.

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

Link to post
Share on other sites
а где находится ручное переключение нагнетателя?форсаж вроде кнопка на руде?так?

 

На РУДе концевик близко к переднему упору включает форсаж. Но до этого надо еще два тумблера включить. В кабине рычажок переключения пока не смотрел... я пока смотрю, как это в самом аппарате. Кстати, он называется Motorbediengerat (MBG).

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

Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...