Lors de notre émission sur les avions, une question a été posée sur les moteurs diesel des avions. Le sujet n'est pas du tout éthéré, car il n'y a pas grand-chose à discuter, mais il y a des moments intéressants qui se sont poursuivis de nos jours.
Parce que - le voici, un moteur diesel d'aviation.
En général, seuls deux pays ont atteint l'utilisation raisonnable du diesel dans l'aviation. L'Allemagne et l'Union soviétique. Dieu lui-même a commandé le premier, puisque Diesel était un Allemand et que tous les développements après sa mort sont restés en Allemagne, mais l'URSS est une question distincte et complexe.
En fait, les deux pays ont commencé à développer le thème du diesel non à partir d'une bonne vie. Il y avait des problèmes avec les moteurs, les Allemands manquaient toujours de pétrole, nous n'avions aucune technologie pour son traitement normal. Les essences à indice d'octane élevé étaient un rêve non réalisé pour l'URSS; elles ont mené toute la guerre contre le carburant à indice d'octane élevé importé.
En effet, les problèmes essentiellement différents du plan pétrolier ont suscité un intérêt pour les moteurs diesel. Et c'était de quoi.
Un énorme avantage d'un moteur diesel était considéré comme la capacité de fonctionner non pas avec de l'essence, mais, comme on dirait maintenant, avec des carburants alternatifs. C'est-à-dire du kérosène et du carburant diesel. Oui, le kérosène de cette époque pouvait normalement être chargé dans un moteur diesel, et le moteur le mâchait parfaitement. Même les moteurs diesel modernes peuvent très bien utiliser du kérosène comme carburant d'hiver à très basse température, il suffit d'ajouter des additifs améliorant le cétane.
Le kérosène n'était pas aussi inflammable que l'essence d'aviation, et il n'y avait eu aucun problème avec sa distillation à partir du pétrole depuis 1746.
L'inconvénient est la masse importante du moteur diesel par rapport à son homologue à essence.
Le résultat était une situation dans laquelle c'était un péché de ne pas essayer de développer des moteurs pour avions qui fonctionneraient avec le carburant qui est plus facile à chasser. C'est logique, n'est-ce pas ? Surtout quand il y a des évolutions. Les Allemands ont partagé leurs recettes de manière très amicale et le travail en URSS a également commencé à bouillir.
Chaque pays a suivi sa propre voie.
Au fur et à mesure que les travaux avançaient, il est devenu clair qu'un moteur diesel n'était pas un moteur pour un avion de chasse. Il est sorti trop vite, incapable de répondre à la demande d'augmenter rapidement le chiffre d'affaires. Cependant, cela est toujours d'actualité maintenant.
Par conséquent, les concepteurs soviétiques (commençons par nous) ont immédiatement attribué une niche aux bombardiers longs et lourds pour le diesel d'avion. Premièrement, les avions eux-mêmes étaient gros et n'avaient pas peur de la masse du moteur, et deuxièmement, l'efficacité, ce qui signifie que la portée était le facteur déterminant.
Contrairement aux Allemands, nos concepteurs ont été chargés de retirer la puissance maximale possible de 1 300 à 1 500 ch des moteurs diesel, ce qui était un chiffre quelque peu fantastique. A cette époque, le pays ne pouvait pas créer un moteur à essence d'une telle puissance, mais ici un moteur diesel…
Mais c'est précisément sur des moteurs de cette puissance qui seraient capables d'accélérer un bombardier pesant de 13 à 15 tonnes à une vitesse acceptable de 400 km/h et d'offrir une autonomie de 2500 à 3000 km que les concepteurs soviétiques se sont concentrés sur.
Andrei Dmitrievich Charomsky doit être considéré comme le principal opérateur diesel du pays.
Sous sa direction, l'équipe CIAM (Institut central des moteurs d'aviation du nom de PI Baranov) a développé un moteur diesel AN-1A de 900 ch, qui à basse altitude (jusqu'à 2500 m) n'était absolument pas inférieur aux moteurs à essence. L'AN-1A est devenu la base du développement ultérieur de ces moteurs, après avoir passé avec succès les tests sur le bombardier TB-3D.
Ensuite, Charomsky a été arrêté en tant que ravageur et, sur la base de l'AN-1A, ils ont développé deux moteurs, le M-40 (les travaux ont été effectués à l'usine Kirov de Leningrad sous la direction de V. M. Yakovlev) et M-30 ("Sharaga" à l'usine numéro 82 à Moscou sous la direction de S. I. Zhilin et A. G. Takanaev).
Le travail a été effectué en mode "top secret", il a atteint le point de la folie: les représentants militaires, étant d'un autre département, n'ont pas pu accéder aux moteurs pour contrôler la qualité des produits. Les permis ont été délivrés personnellement par le commissaire du peuple à l'industrie aéronautique A. I. Shakhurin.
Le développement des deux modèles de moteurs a été réalisé dans le but de maintenir le volume de travail, l'alésage du cylindre et la course du piston dans le sens d'une augmentation de la puissance de décollage et de l'altitude du moteur. L'altitude des moteurs devait être fournie par des turbocompresseurs à deux étages, TK-88 sur M-40 et TK-82 sur M-30. Quatre turbocompresseurs ont été installés sur chaque moteur.
En 1940, les moteurs n'étaient pas terminés, mais ils n'en avaient guère besoin non plus. Le diesel était considéré exclusivement comme un moteur politique capable d'assurer le tour du monde d'un avion record sous le contrôle de M. M. Gromov. Il y avait un tel projet.
Le vol n'a pas eu lieu, car ils n'ont pas pu atteindre la ressource motrice requise de 100 heures à partir des deux moteurs. Les usines et les concepteurs ont été chargés d'effectuer des essais au banc d'ici août 1940 et, à l'automne, d'installer des moteurs sur les avions TB-7 et DB-240 (futur Er-2) pour les essais en vol.
Soyons honnêtes, les diesels sont surestimés. On a l'impression que la direction de l'aviation soviétique s'attendait à une sorte de miracle des moteurs, puisqu'en 1941 une commission s'est réunie à l'Air Force Research Institute, qui a déterminé les exigences pour un nouvel avion sous les moteurs diesel forcés M-40F, un charge de bombe jusqu'à 6 000 kg !!!
L'avion en cours de développement était censé, selon la commission (dirigée par le général de division Filin), emporter une bombe FAB-2000 dans le compartiment à bombes, et deux (!) Sur la fronde externe !
Il est difficile de dire ce qui se passait dans l'âme du designer Eromolaev, mais je ne pense pas que tout y était rayonnant de bonheur. Car ce n'est que lorsque 4 moteurs ASh-82F (1700 ch) ont été installés sur le Pe-8 en 1944, alors seulement le Pe-8, dans des cas exceptionnels et sur de courtes distances, a pu emporter 6 000 kg de bombes.
Et puis 1941…
De plus, sans attendre le début des tests, le département de Shakhurin (NKAP) a confié une tâche à l'usine d'avions de Voronej n°18 avec une commande pour la construction de 90 avions Er-2 avec des moteurs diesel M-40F en 1941, et 800 machines en 1942.
Il est clair que tous ces plans ont été détruits par la guerre. Mais c'est mieux ainsi, car ils ont pu remettre les moteurs en état de vol juste avant le début de la guerre.
Ce n'est que le 23 juillet 1941 que le chef du LII NKAP M. M. Gromov a approuvé la loi sur les essais de l'avion Er-2 avec des moteurs M-40F. Lors des tests, l'avion à moteurs diesel affichait une vitesse de 448 km/h à une estimation de 480 km/h. Après l'élimination de nombreuses lacunes, les machines ont reçu le feu vert, mais la guerre a commencé, entraînant la fin de l'aviation diesel.
Nous parlons des fameux raids sur Berlin en août 1941. 8 avions TB-7 équipés de moteurs M-30 devaient participer à l'opération le 10 août. En effet, sept voitures ont participé au raid, puisque la huitième s'est écrasée au décollage. Sur les sept autres, UN (!) Avion est retourné à son aérodrome de Pouchkine. Les autres, hélas, ont été contraints de s'asseoir à différents endroits précisément à cause des pannes des moteurs M-30.
Eh bien, comme d'habitude chez nous, toutes les lacunes des moteurs diesel, sur lesquelles la direction du NKAP a volontairement fermé les yeux sur le fiasco de Berlin, ont "soudain" été révélées et sont devenues une raison suffisante pour la réduction presque complète du diesel. programme. Certes, au début, il a été décidé de rejeter le M-40F, et le M-30 a été "interdit" un peu plus tard.
Ermolaev s'est battu pour son avion jusqu'au dernier. Le 5 août 1941, il adressa une lettre au commissaire du peuple à l'industrie aéronautique, Shakhurin:
« Compte tenu du besoin particulier de notre défense en bombardiers à longue portée, nous estimons nécessaire de poursuivre les travaux de notre usine sur la création d'avions - bombardiers à longue portée et nous vous demandons… de donner à l'équipe de notre planter l'opportunité de terminer le raffinement de l'avion Er-2 2M-40F."
Cependant, le sort du M-40F a été pratiquement décidé par le raid infructueux du TB-7 sur Berlin. De plus, Kharkov a été perdu, mais même avant la perte de la ville, l'usine de tracteurs de Kharkov a été transférée à la production de moteurs diesel V-2 et de chars T-34. Et à l'automne 1941, il est devenu impossible d'effectuer des travaux sur le M-40F à Leningrad, car les Allemands ont commencé un blocus.
Si nous nous tournons vers les documents historiques, nous pouvons voir que l'ensemble complet de la documentation pour les moteurs diesel par le bureau d'études Ermolaev a été transféré à Voronej au cours du premier semestre 1941. Cependant, l'usine n°18 a assemblé des avions, pas des moteurs. Par conséquent, il était tout simplement irréaliste d'établir rapidement la production du M-40F à Voronej. Et en 1942, l'évacuation de cette usine a commencé.
En général, au début de la guerre, environ 200 avions diesel des deux marques étaient produits en URSS. Tout d'abord, les moteurs ont été installés sur le TB-7 et, d'autre part, sur l'Er-2. Les résultats ont été décevants: lors des tests, seuls 22% des moteurs M-40 et 10% des moteurs M-30 ont pu fonctionner pendant plus de 50 heures, tandis qu'environ un moteur diesel sur trois est tombé en panne sans avoir servi même 10 heures..
En fait, le programme diesel de l'avion a été réduit, l'Er-2 libéré a été transféré aux AM-35 et AM-37.
Mais Ermolaev et Charomsky n'ont pas abandonné. Ils voulaient vraiment que l'Air Force se dote d'un bombardier à longue portée. Et en 1943, ils ont présenté l'Er-2 avec des moteurs M-30B au tribunal.
La lettre "B" dans le nom du moteur signifiait que la suralimentation était réalisée de manière combinée: en plus des deux turbocompresseurs gauches, Charomsky fournissait au diesel un compresseur d'entraînement emprunté au moteur AM-38. Cela garantissait un fonctionnement stable du moteur à des altitudes de vol élevées.
Le poids à vide du véhicule est passé à 10325 kg (soit près d'une tonne et demie de plus que celui de l'Er-2 2AM-37), et le décollage maximal (calculé) - jusqu'à 17650 kg. La composition de l'équipage n'a pas changé et comprenait un pilote, un navigateur, un tireur et un tireur-opérateur radio.
Les tests ont été effectués en février 1943 par l'Air Force Research Institute. L'avion a été testé par le lieutenant-colonel ingénieur N. K. Kokorin et les pilotes colonel Alekseev et le major Lisitsin. Selon les pilotes, l'avion était facile à piloter dans presque tous les modes. Sa vitesse maximale, par rapport à la version AM-37, a diminué à 429 km / h, mais la plage de vol maximale calculée dépassait celle spécifiée à l'origine pour Er-2 et atteignait un fantastique 5 500 km.
Le bombardier est devenu plus tenace, car le kérosène s'est enflammé dans l'air froid avec une extrême réticence. La masse totale du blindage a atteint 180 kg, tandis que le pilote a reçu un dos blindé de 15 mm. La tourelle supérieure était équipée d'un entraînement électrique, ce qui facilitait le travail du tireur. Maintenant, un virage à 360 ° a été effectué en seulement 6 secondes.
Dans une lettre au chef de l'Institut de recherche de l'armée de l'air, le lieutenant-général PA Loskutov, datée du 1er juin 1943, Ermolaev a indiqué que la nouvelle version de son bombardier était deux fois plus grande que l'Il-4 en termes de nombre de bombes livrées. à la cible. De plus, Er-2 avait un avantage sur l'avion d'Ilyushin en termes de vitesse de vol - à la fois au sol et en altitude. En particulier, avec un rayon d'action de 3 000 km, l'IL-4 pouvait emporter 1 000 kg de bombes, et l'Er-2 2M-30B pouvait emporter 2 000 kg.
Cependant, il y avait aussi des inconvénients. Faible taux de montée, longue distance de décollage, incapacité de voler sans perte d'altitude sur un seul moteur. La voiture s'est avérée être en surpoids, la puissance du moteur n'était à nouveau pas suffisante.
Cependant, il y avait aussi une telle remarque:
« La maintenance des moteurs M-ZOB par le personnel au sol en hiver et en été est plus facile que l'entretien des moteurs à essence en raison de l'absence de système d'allumage et de carburateurs en présence d'équipements d'injection fonctionnant de manière fiable. L'équipement carburant (pompe à carburant TN-12 et injecteurs TF-1) installé sur le M-ZOB a fonctionné de manière fiable et n'a présenté aucun défaut pendant toute la période d'essai. »
En général, il faut admettre qu'ils ne pouvaient pas fabriquer un moteur diesel d'aviation fonctionnant normalement en URSS. L'Er-2 n'a jamais pris place dans les rangs des avions de combat, puisque plusieurs dizaines équipés de M-30 Er-2 n'ont pas fait autant de sorties pendant la guerre.
On ne peut pas dire que tout le travail ait été vain, puisque le moteur M400 (M-50F-3) d'une capacité de 800 ch est devenu le successeur du M-30. avec. et M-401 (turbo) d'une capacité de 1000 litres. avec. Ces moteurs sont passés du ciel à l'eau et ont été installés sur les navires à grande vitesse "Zarya", "Raketa", "Voskhod" et "Meteor".
Le moteur diesel des bombardiers soviétiques, hélas, n'a joué aucun rôle important.
Voyons maintenant ce que les Allemands avaient.
Et les Allemands avaient des Junkers. Professeur Hugo Junkers.
Après la fin de la Première Guerre mondiale, Junkers s'est tourné vers les avions de transport et de passagers. Avec l'expansion de la production chez Junkers en 1923, Junkers Motrenbau GmbH a été créée, où les travaux ont commencé sur la création et la production de moteurs d'avion, y compris les moteurs diesel.
Junkers travaille sur le diesel d'avion depuis 20 ans et a obtenu les meilleurs résultats avec le moteur Jumo.205.
Mais le premier véritable diesel d'avion fut le Jumo 204, un moteur diesel douze cylindres de 740 ch. Ce moteur diesel a été installé sur les avions Junkers G24 et a fonctionné avec succès jusqu'en 1929.
Le diesel Jumo 204 s'est avéré être un moteur à succès qui a également été utilisé sur d'autres avions. La liste se compose de modèles très connus: Junkers F.24kay, Junkers Ju.52, Junkers Ju.86, Junkers G.38, Blohm & Voss BV.138.
Mais le meilleur moteur d'avion diesel peut vraiment être considéré comme le Jumo.205, dont le développement a commencé en 1932. C'était l'un des rares moteurs d'avion diesel à avoir eu du succès dans le monde. Jumo.205 est devenu la base de la création de toute une famille de moteurs diesel.
Le moteur s'est montré excellent sous charge constante, cependant, il a réagi à une forte augmentation ou diminution de la vitesse, comme les moteurs soviétiques, avec une baisse de puissance ou pourrait même caler. De plus, le Jumo.205 ne pouvait pas être qualifié de moteur à haute altitude: sur 5 000 mètres, la puissance du moteur a fortement chuté de 20 à 22 % et même plus.
Le moteur a été utilisé sur les modèles d'avions suivants: Blohm & Voss BV.138, Blohm & Voss Ha.139, Blohm & Voss BV.222, Dornier Do.18, Dornier Do.26, Junkers Ju.86.
En fait, des diesels Junkers ont été installés sur ces avions qui étaient garantis contre les rencontres avec des combattants ennemis. Patrouillez les bateaux volants océaniques et maritimes, les éclaireurs, etc. C'est-à-dire des aéronefs qui ne nécessitaient pas de manœuvres vigoureuses, mais nécessitaient la portée de vol maximale.
Cependant, malgré l'excellente économie et, par conséquent, l'excellente autonomie, les diesels Jumo.205 n'ont pas répondu aux attentes. Ils fonctionnaient bien sous une charge constante et prolongée, mais ils ne toléraient pas le changement de vitesse, nécessaire aux manœuvres de combat. Cette lacune n'a pas été entièrement surmontée.
De plus, les moteurs Jumo.205 nécessitaient une maintenance extrêmement qualifiée par un personnel spécialement formé. Et si la Luftwaffe pouvait encore résoudre ce problème, alors les tentatives pour "atterrir" le Jumo.205 et faire du moteur un moteur de char ont complètement échoué. Précisément parce que le moteur était inutilement exigeant en termes d'entretien.
Malgré une liste décente d'avions, plusieurs dizaines du total étaient équipés de moteurs diesel. Et bien que l'intérêt de la Luftwaffe pour les moteurs diesel s'est finalement estompé, Junkers a continué à travailler sur l'amélioration du moteur diesel d'avion Jumo.205 et en 1939 a sorti une version à haute altitude - Jumo.207 avec deux compresseurs centrifuges: le premier avec un entraînement d'échappement, le second avec un entraînement mécanique et avec un refroidisseur intermédiaire.
Le pic de développement des moteurs diesel des avions Junkers était une chose vraiment monstrueuse appelée Jumo.224. Ce moteur était, en fait, un losange de quatre moteurs Jumo.207. Moteur diesel 24 cylindres, 48 pistons, deux temps, refroidi par liquide avec mouvement de piston opposé.
Ce cauchemar pesait 2 600 kg et, selon les calculs, aurait dû produire 4 400 ch. au décollage et 3 500 ch. à une altitude de 15 km. Le moteur n'a pas été assemblé même pour les essais, ils n'ont pas eu le temps. Les photos qui nous sont parvenues sont des prototypes.
Ceci, si je puis dire, la conception a été très intéressée par nos ingénieurs après la fin de la guerre. Des études et des tests ont été effectués, mais Jumo.224 fait l'objet d'un article séparé, mais ici je dirai seulement qu'un mémorandum a été soumis au sous-ministre de l'industrie aéronautique, le général de division IAS MM Lukin, dans lequel, après avoir décrit moteur et en analysant les possibilités, les conclusions suivantes ont été tirées:
Les ingénieurs soviétiques connaissaient les précurseurs du Jumo.224, puisque Jumo.4 et Jumo.205 ont été achetés et étudiés dans les années 30 en URSS, nos spécialistes ont donc parfaitement compris et évalué sobrement leurs atouts dans la production de tels moteurs.
Il se trouve que le diesel migre encore du ciel vers la terre. Mais la raison en était le progrès technique élémentaire, qui a donné naissance aux turboréacteurs, qui ont finalement remplacé les moteurs à essence et diesel.
Deux pays ont pu construire des moteurs diesel d'avion, chacun ayant de quoi être fier. Le diesel était un moteur intéressant pour les avions long-courriers, il pouvait très bien transporter des avions de transport et de passagers. C'était peut-être l'erreur initiale - d'installer des moteurs diesel sur des avions de combat, mais vous ne pouvez rien y faire.
On ne peut pas dire que nous ayons obtenu le même succès que les Allemands. Les concepteurs des deux pays ont suivi des itinéraires différents, les ingénieurs allemands ont peut-être obtenu un grand succès, mais: Diesel leur a tout laissé. Nos ingénieurs ont suivi leur propre chemin, et Charomsky et ses étudiants l'ont passé plus que dignement.
