Меню

Авиационный мотор м 11д

Авиационный мотор м 11д

Первым советским серийным мотором был разработанный на ГАЗ М 4 А.Д.Швецовым при участии металлурга Н.В.Окроме ш ко пятицилиндровый звездообразный мотор воздушного охлаждения М-11 мощностью 100 л. с. Он разрабатывался по условиям объявленного в 1923 г. конкурса на создание мотора для учебных самолетов взамен мотора М-2-120 и выиграл этот конкурс. Мотор М-11 был выполнен полностью из советских материалов. Так как М-11 был исполнен по очень простой схеме, он был проще и дешевле в производстве, чем М-2, имел большие запасы по мощности, что впоследствии обеспечило значительное форсирование его: в последней модификации М-11ФР (производства 1946-1952 гг.) номинальная мощность была повышена до 140, а максимальная — до 160 л. с.

По своим характеристикам М-11 не уступал лучшим в то время зарубежным моторам этого класса. Конструкция его была достаточно оригинальна, в частности, привод к клапанам осуществлялся не от центральной кулачковой шайбы, как у большинства звездообразных моторов, а от отдельных для каждого цилиндра кулачковых валиков. Это было сделано для упрощения производства, и хотя на первый взгляд казалось «упрощенчеством», в дальнейшем сохранилось на долгие годы производства этого мотора — «долгожителя». Было применено новое в то время резьбовое соединение литой из алюминиевого сплава головки цилиндра со стальной оребренной, гильзой (даже на моторах таких передовых фирм, как Райт, Бристоль, Сименс, навертные головки были внедрены несколько позже). Некоторым недостатком первых серийных моторов М-11 было применение подшипников качения для главного шатуна, как у мотора Мг-2. Дело в том, что у ротативного М-2 коленчатый вал неподвижен и шатанный подшипник не подвергается очень большим нагрузкам от центробежных сил инерции, который у «стационарного» М-11 весьма значительны. Кроме того, и смазка такого подшипника не очень надежна: под действием сил инерции масло не удерживается на деталях, и в итоге подшипник, как говорят, -«осушается». В конечном счете это обстоятельство приводило вместе с некоторыми другими к ограничению ресурса, который на первых моторах составлял всего 50 ч.

С 1927 г. серийное производство М-11 было передано на ГАЗ #9 в г.Запорожье, где в июле 1930 г. был организован опытно-конструкторский отдел под руководством А.С.Назарова, который проделал большую работу по усовершенствованию мотора: был переделан полностью кривошипно-шатунный механизм на подшипники скольжения, проведены изменения по цилиндро-поршневой группе, значительно усовершенствована технология производства и сборки мотора и др. Ресурс мотора непрерывно увеличивался: в 1932 г. он достиг 200 ч на модификации М-11В и к 1936 г — 400 ч на модификации М-11Д. Руководство конструкторскими работами последовательно осуществляли А. С.Назаров, С.Д.Колосов, М.А.Коссов, Е.В.Урмин, А.И.Ивченко и С.С.Самсонов. В серии М-11 был до 1952 г.,а в эксплуатации и того больше-приказ о его полном списании с эксплуатации в клубах и школах ДОСААФ был датирован 1959 г. На базе М-11 было сделано множество его модификаций и новых моторов.

Мотор М-11 устанавливали на самолеты У-2 (По-2), УТ-1, УТ-2, Як-6, Як-12 и др. По данным А.С.Яковлева с моторами М-11 было выпущено более 50 тыс. самолетов, то есть число выпущенных моторов превысило 100 тысяч.

В 1946 году были проведены работы по форсированию мотора. По сравнению с предыдущими моторами он имел существенные конструктивные изменения, главными из которых были:

увеличение степени сжатия, в связи с чем были значительно изменены картер, цилиндры и поршневая группа;

носок коленчатого вала переделан под применение ВИШ;

предусмотрена установка приводов агрегатов-компрессора для зарядки воздушных баллонов, вакуум-насоса, генератора, регулятора числа оборотов винта и некоторых других;

установлен беспоплавковый карбюратор.

Мотор М-11ФР находился в серийном производстве с 1948 г. одновременно с моторами М-11К и М-11Л, и лишь в 1951-1952 гг. производство их было прекращено.

Источник

Авиационный мотор м 11д


СЕМЕЙСТВА АВИАМОТОРОВ НА БАЗЕ М-11

Владимир Ростиславович Котельников, к.т.н.

Практически сразу же после запуска мотора М-11 в массовое производство возникла идея создать на его базе унифицированное семейство. Все входящие в него двигатели должны были иметь одну и ту же цилиндро-поршневую группу, но разное количество цилиндров. Унификация снизила бы стоимость производства каждого мотора и упростила бы эксплуатацию и снабжение запасными частями.

Уже в 1931 г. конструкторы завода № 29 в Запорожье, где осуществлялся выпуск М-11, наметили создание целого семейства двигателей на его основе. В него должны были войти М-50 (трехцилиндровый), М-51 (пятицилиндровый, модернизированный М-11), М-48 (семицилиндровый) и М-49 (десятицилиндровый). Проектирование осуществлял опытно-конструкторский отдел завода под руководством А.С. Назарова. В отделе тогда насчитывалось всего 14 человек. Фактически разработкой двигателей малой мощности занималась небольшая группа М.А. Коссова.

С именем этого человека связано большинство попыток создания моторов на базе М-11. Михаил Александрович Коссов (1908-1992) закончил Киевский политехнический институт в 1930 г. и быстро зарекомендовал себя как способный конструктор. Почти полжизни он посвятил именно развитию конструкции М-11.

Читайте также:  Лодочные моторы hangkai в саратове

Конструкторы начали с М-51. Проект его подготовили в феврале-июне 1931 г. За основу взяли М-11В. Высотные характеристики улучшили путем включения в конструкцию приводного центробежного нагнетателя (ПЦН). Это позволило довести максимальную мощность до 145 л.с. Обкатка моторов велась с марта 1932 г., в мае-июне того же года проходили госиспытания с цилиндрами от М-11, а в октябре — со своими оригинальными цилиндрами. Однако в обоих случаях испытания закончились неудачно. В июне 1933 г. М-51 испытывался на самолете У-2.

Семицилиндровый М-48 с мощностью до 210 л.с. отставал от М-51 примерно на полгода. Его проект завершили в августе 1931 г. С июня 1932 г. изготовили три опытных образца М-48, из которых только один был полностью собран и проходил стендовые испытания. Мотор сочли настолько удачным, что в 1934 г. его отправили на выставку в Париж. Авиаконструкторам поручили использовать этот двигатель в проектах новых самолетов. Его, например, закладывали в проект разведчика ЦКБ-9. В 1935 г. М-48 проходил летные испытания на учебном самолете У-3, который, однако, в серию не запустили.

Практически параллельно с М-48 делали маленький трехцилиндровый М-50 (3М-11). В нем тоже использовались узлы и агрегаты М-11В, причем спроектировали два варианта: с цилиндрами от М-11В и оригинальными. Сборку первого опытного образца (с цилиндрами от М-11В) начали в августе 1932 г., а в декабре его уже выставили на госиспытания. Увлечение унификацией привело к применению избыточно тяжелых для выбранной мощности (65 л.с.) деталей. Большинство агрегатов взяли от серийного мотора, что в итоге привело к очень маленькой удельной мощности — около 0,5 л.с./кг. В этом отношении и базовый М-11В был далек от идеала, а уж М-50 вообще «не лез ни в какие ворота». Кроме того, руководство ВВС не интересовалось моторами с мощностью менее 100 л.с., и именно мнение этой инстанции являлось определяющим. Заказчиков на М-50 так и не нашли.

Самый большой мотор из этой четверки, девятицилиндровый М-49 (максимальная мощность 310 л.с.), проходил заводские испытания в сентябре 1933 г. Конструкция его сохраняла все черты меньших «собратьев». Были изготовлены два экземпляра М-49. Использование этого двигателя предусматривалось в оригинальном проекте конструктора Михельсона.

Предполагалось, что три из четырех двигателей семейства (за исключением М-50) будут запущены в серийное производство. Первым планировали освоить М-51 — в 1933 г. он должен был сменить М-11В в цехах завода № 29. Но в установленные сроки запорожский завод не уложился с доводкой моторов до требуемых показателей надежности (с межремонтным ресурсом порядка 200 ч), а в 1934 г. там развернули выпуск моторов М-22. Под этим обозначением у нас по французской лицензии стали делать английский мотор «Юпитер». Ему придавалось гораздо большее значение, чем двигателям на базе М-11, ведь «Юпитер» предназначался для истребителей И-4 и И-5.

Работы по М-51, М-48 и М-49 в Запорожье прекратили. Там всем стало не до них. В 1933 г. группу специалистов, занимавшуюся моторами малой мощности, перевели из Запорожья в Москву в состав Отдела бензиновых двигателей НИИ авиадвигателей ГВФ (НИИ АД ГВФ). Отдел разместили в здании Дирижаблестроительного учебного комбината в подмосковном поселке Тушино. Начальником отдела стал М.А. Коссов. Базовым предприятием определили расположенный рядом завод № 82, тоже принадлежавший гражданской авиации; в его составе организовали опытный цех. НИИ АД ГВФ передали всю документацию на М-48, М-49 и М-51. Коссов прихватил с собой и проект М-50; до 1934 г. он несколько раз пытался его усовершенствовать, но так и не получил удовлетворительного результата.

Другим членам семейства повезло больше. На их основе в Тушино спроектировали серию двигателей, сохранявших многие детали и узлы М-11, но отличавшихся от оригинала все больше и больше. М-51 превратился в МГ-11, М-48 — в МГ-21, М-49 — в МГ-31. Буквы «МГ» расшифровывались как «мотор гражданский». Все двигатели, спроектированные в НИИ АД ГВФ, получали обозначение с этим сочетанием. Три мотора имели до 90 % взаимозаменяемых деталей. Мощность их по сравнению с запорожскими вариантами существенно возросла.

Так, МГ-11 уже «от рождения» рассчитывался на максимальную мощность 180 л.с. (номинальная — 150 л.с.). Однако при этом мотор потяжелел, и его удельная мощность лишь немного превышала единицу.

Первые опытные образцы МГ-11 изготовили в 1934-1935 гг. После успешных запусков на стенде в 1935 г. один из них установили на биплане У-2. Коссов создал несколько модификаций МГ-11. Так, на некоторых экземплярах вместо отечественного карбюратора К-11 (от М-11В) устанавливался французский «Зенит» DCL 42, а в 1937 г. — специальные карбюраторы для перевернутого полета. Последовательно появились МГ-11А с увеличенным ресурсом и МГ-11Н с непосредственным впрыском топлива (оба — в 1936 г.), МГ-11Ф, у которого номинальную мощность довели до 165 л.с. (1937 г.), и его модификация МГ-11ФН с впрыском топлива.

Читайте также:  Лодочные моторы китайские хабаровске

Завод изготовил 13 экземпляров МГ-11. Фактически все они были опытными образцами, хотя летали на самолетах У-2, У-5бис и др.

Конструкция МГ-11 вызвала интерес и в других конструкторских бюро. Например, в харьковском УНИАДИ проектировался вариант этого мотора с нагнетателем типа «Рут».

Одним из требований к конструкторам было использование максимального количества агрегатов, уже находящихся в производстве. Так, семицилиндровый МГ-21 (220 л.с.) оснащался карбюратором К-17 от мотора М-17. Первые два опытных образца МГ-21 изготовили в 1934 г., в 1934-1935 гг. они проходили стендовые испытания и доводку. Летные испытания проводились на самолете КАИ-2 в 1937 г. В следующем году на самолете САМ-5-2бис с МГ-21 установили рекорд высоты. Возможно, что в этом случае использовали усовершенствованный МГ-21А (250 л.с.), изготовленный в 1936 г.

Самым удачным двигателем семейства МГ считался девятицилиндровый МГ-31. На него возлагали большие надежды военные, намеревавшиеся использовать его на учебно-боевых самолетах. Конструкция его в целом повторяла МГ-11 и МГ-21, но все основные узлы были усилены.

Первые образцы с импортными карбюраторами «Зенит» 60DCL были изготовлены в 1934 г. По расчетам максимальная мощность должна была составить 320 л. с., но на практике больше 310 л.с. получить не удалось. Зато номинальная мощность 270 л.с. соответствовала заданию. В январе 1935 г. МГ-31 впервые выставили на госиспытания, но оба предъявленных экземпляра довольно быстро вышли из строя. Лишь в 1936 г. МГ-31 успешно прошел госиспытания. Новый вариант уже оснащался карбюратором К-17 с расточенным диффузором. В январе-феврале 1937 г. двигатель успешно опробовали в воздухе на самолете «Сталь-2».

С 1936 г. на заводе № 82 освоили серийный выпуск МГ-31. Параллельно в НИИ АД ГВФ спроектировали и построили опытные образцы модификаций МГ-31А, МГ-31Н (с непосредственным впрыском топлива) и МГ-31Ф (форсированной по частоте вращения вала). С конца 1937 г. тип «Ф «внедрили в серию. В опытных образцах существовали модификации МГ-31ФН (с впрыском топлива) и МГ-31Ф2 (о последней нет информации).

Моторы МГ-31 и МГ-31Ф устанавливались на серийных пассажирских самолетах «Сталь-2», опытных машинах УТИ-5 (НВ-2бис) и др., а позже на вертолете «Омега-II» (2МГ). В последнем случае к двигателю пристроили вентилятор принудительного охлаждения. Использование МГ-31 предусматривалось также проектами самолетов МБР-6 и УТ-3.

Во второй половине 1938 г. завод № 82 передали в ведение НКВД. В составе предприятия организовали «шарагу» — конструкторское бюро из заключенных, занимавшееся разработкой новых дизелей. Впоследствии именно на этом предприятии создали двигатель М-30 (позднее переименованный в АЧ-30). Все работы по моторам семейства «МГ» в Тушино свернули, их производство прекратили. К этому времени в общей сложности изготовили 129 МГ-31 и МГ-31Ф.

Однако от довольно удачного двигателя не торопились отказываться. По постановлению правительства от июля 1939 г. его выпуск должен был освоить завод № 16 в Воронеже. Туда перебрались Коссов и ряд его сотрудников.

На новом месте Коссов выполнил проект нового девятицилиндрового двигателя М-32. Работа над ним шла с декабря 1940 г., хотя официальный статус мотор обрел только после выхода постановления Совнаркома от 19 июня 1941 г. Этот двигатель конструктор предлагал выпускать вместо МГ-31Ф. Мотор представлял собой дальнейшее развитие последнего. Мощность должна была дойти до 450 л.с. Параллельно предлагались сразу несколько модификаций: М-32 авиационный, М-32А дефорсированный до 300 л.с. и работавший на автомобильном бензине для аэросаней, М-32Т танковый с принудительным охлаждением и сдвоенный вариант последнего. В 1941 г. начали изготовлять основные детали и узлы первого опытного образца двигателя — авиационного. В октябре его планировали поставить на стенд. Этот процесс был прерван войной. В начале 1942 г. мотор официально исключили из плана опытных работ.

В 1940 г. завод № 16 перевели на выпуск моторов М-105, производство двигателей других типов прекратили. Для первой партии из 10 МГ-31Ф успели изготовить примерно 60 % деталей, но ни одного полностью не собрали.

Всю оснастку и инструмент для изготовления М-11 завод № 16 передал на филиал (завод № 154). Коссов работал там, а в октябре 1941 г. вместе с предприятием эвакуировался в Среднюю Азию, в Андижан. Там завод разместили в хлопковых амбарах. В Андижане в 1942 г. Коссов создал пятицилиндровый двигатель М-12, являвшийся дальнейшим развитием МГ-11. На этот раз мотор форсировали не только по частоте вращения вала, но и по степени сжатия (до 6,2) до мощности 190 л.с.

Читайте также:  Торговый центр лодочные моторы

Изготовили два опытных образца. Вес обоих оказался больше предусмотренного заданием. Например, первый вариант весил 215 кг против требуемых 165…175 кг. Оба они с сентября 1942 г. проходили заводские испытания. В начале 1943 г. собирались выставить М-12 на 100-часовые совместные испытания, но они не состоялись. Доводка велась весь год, включая полеты на биплане У-2, а затем на моноплане УТ-1. В марте 1944 г. проводили госиспытания на стенде, прерванные из-за поломки через 30 ч. Всего изготовили шесть-семь опытных экземпляров. Работы по М-12 Коссов вел до осени 1944 г. Впоследствии узлы коссовского М-12 скомбинировали с цилиндровой группой двигателя М-11Д, получив М-11ФР, запущенный в серию.

В сентябре 1944 г. М.А. Коссов предложил проект девятицилиндрового мотора М-13К (мощностью 300 л.с.), скомбинированного из частей М-11Д (поршни), М-11ФМ (цилиндры) и МГ-31Ф (главный шатун и кулачковая шайба). Коленчатый вал был сконструирован заново. Двигатель оснащался ПЦН по типу МГ-31Ф. Но данных о постройке опытного образца этого мотора нет.
В мае 1944 г. большую часть конструкторского коллектива с завода № 154 перевели в Москву на завод № 41. Главным конструктором ОКБ-41 стал Е.В. Урмин. Не согласный с Коссовым в отношении концепции двигателей, Урмин в конце 1944 г. — начале 1945 г. по тем же заданиям спроектировал свои собственные варианты М-12 и М-13, в которых использовалось большее, чем в двигателях Косова, количество деталей от серийного М-11Д. Большая степень унификации должна была удешевить производство, хотя ограничивала возможности в отношении повышения мощности.

М-12 Урмина сначала именовался М-11Я. Его опытный образец был изготовлен в конце 1945 г. и испытывался с января следующего года. Однако результаты оказались неудовлетворительными. М-12 конструкции Урмина доводился до середины 1946 г., а затем был заброшен.

Девятицилиндровый М-13 (300 л.с.) Урмин начал конструировать в конце 1944 г. Этот двигатель имел цилиндры от М-11Д и новые картер, главный шатун и коленчатый вал. Так же, как на моторе Коссова, предусматривался наддув от ПЦН. Но до изготовления опытного экземпляра дело не дошло.

Моторы МГ-31 и МГ-31Ф, которым замены так и не нашлось, продолжали эксплуатироваться вплоть до конца 1946 г. После окончания войны предлагали восстановить их производство на каком-либо предприятии, но затем от этой идеи отказались.
В 1947 г. на заводе № 41 спроектировали другой мотор под названием М-13. Только он был не «девяткой», а «семеркой».

Конструкторское бюро ОКБ-41 в это время возглавлял И.А. Мужилов, а ведущим конструктором являлся инженер Аксютин. В двигателе использовались некоторые детали и узлы от моторов М-11К (составлявшие примерно треть) и М-11ФР-1 (около 40 %). Двигатель комплектовался беспоплавковым карбюратором К-12БП. Проектирование было завершено в декабре 1946 г. В феврале следующего года первый опытный образец поставили на стенд. К концу марта успешно провели 50-часовые заводские испытания.

В июне 1947 г. второй экземпляр мотора прошел совместные испытания (тоже продолжительностью 50 ч). В апреле 1948 г. третий образец выставили на государственные испытания, но быстро сняли из-за разрушения картера. Однако в июне того же года М-13 успешно их прошел, показав максимальную мощность 250 л.с. Всего до мая 1948 г. сделали пять опытных образцов этого двигателя. В дальнейшем предполагалось обеспечить максимальную мощность 450 л.с. Этот вариант именовался М-13ФН. В случае удачи «семерка» могла стать основой для девятицилиндрового двигателя. Но никаких данных о постройке образца М-13ФН не нашлось. Возможно, дело было в том, что в конце 1940-х годов завод № 41 переориентировали на реактивную технику, а все работы по поршневым моторам свернули.

К этому времени неоднократно модифицировавшийся М-11, созданный еще в 1928 г., сильно устарел, хотя еще находился в серийном производстве. Проектирование новых двигателей на его основе уже казалось нецелесообразным. В Запорожье готовилось новое унифицированное семейство двигателей малой и средней мощности, не имевшее с М-11 ничего общего.

М.А. Коссов еще в 1945 г. перешел в ОКБ-300, которым руководил А.А. Микулин, где участвовал в создании первых турбореактивных двигателей. В 1949 г. он возглавил в НАМИ подразделение, занимавшееся газотурбинными двигателями для автомобилей. Там разработали первые советские автомобильные ГТД НАМИ-053 и НАМИ-053А. М.А. Коссов преподавал в Военно-воздушной академии и МАДИ, затем работал в Институте машиноведения АН СССР.

Таким образом, казавшаяся столь плодотворной идея создания на базе М-11 унифицированного семейства двигателей разной мощности так никогда и не была реализована, по тем или иным причинам остановившись на стадии испытания опытных образцов.

[Напоминаем, что Интернет-вариант статьи сильно сокращен. Ред.]

Источник

Adblock
detector