Автор: Сергей Иванов Инженер-механик 20.08.2022 г.
АН-1 дал начало целому семейству двигателей: для авиации — АЧ-30Б и М-40; для флота — М-50, М-400, М-401 и М-850; для танков — ТД-30Б; для железных дорог — М-750, М-753, М-756. Дизели М400 мощностью 800 л. с. и М401 (с турбонаддувом) мощностью 1000 л. с. устанавливались на скоростных судах «Заря», «Ракета», «Восход» и «Метеор».
Важным достоинством дизельмоторов считалось:
отсутствие системы зажигания. Удельный расход топлива у дизелей меньше на 25…35 %. Дизельное топливо менее пожароопасно, чем бензин, у него больше плотность, а значит, для размещения топлива одинаковой массы требуются баки меньшего объема, что чрезвычайно привлекательно для авиации. Кроме того, изменение мощности дизеля в зависимости от высоты имеет более благоприятный характер, нежели у бензинового мотора. Режим работы дизеля регулируется, как правило, не только количеством подаваемой в цилиндры смеси, но и ее качеством (коэффициентом избытка воздуха).
Эти достоинства дизельного мотора сделали его чрезвычайно привлекательными в глазах авиаконструкторов. Но как обычно, безусловные достоинства, оборачивались в критические недостатки.
Во-первых, из-за высокой степени сжатия максимальное давление в цилиндре дизеля примерно вдвое больше, чем у бензинового двигателя, поэтому все детали кривошипно-шатунного механизма приходится выполнять более прочными, а, значит, и более тяжелыми. Во-вторых, из-за высокой степени сжатия для запуска дизеля требуется мощное и более тяжелое пусковое устройство. В-третьих, сгорание топлива в цилиндре дизеля сопровождается значительными пиковыми нагрузками, что порождает нежелательные колебательные процессы и требует применения массивных демпфирующих устройств. В-четвёртых, топливная аппаратура дизельмотора на порядок сложнее и дороже, как в производстве, так и в обслуживании и в регулировке. В-пятых, дизельное топливо легко загустевает при низких температурах и требует разбавления керосином. И, наконец, дизель имеет худшую приемистость по режимам работы, нежели бензиновый мотор.
Первый опытный отечественный двигатель на тяжёлом топливе АН-1 (Н-1, Нефтяной-1) был создан в Центральном институте авиационного моторостроения под руководством А. Д. Чаромского в 1936 году.
По схеме это был четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель с непосредственным впрыском топлива. По своей силовой схеме он был аналогичен двигателю М-34, но имел несколько большие диаметр цилиндра (180 мм) и ход поршня (200 мм). Его номинальная мощность составляла 750 л. с.
Осенью 1938 Чаромский и ряд других сотрудников ЦИАМ как "враги народа" очутились в "шарашке" - ОТБ НКВД при заводе №82. Работы над АН-1 продолжились В. М. Яковлевым.
В 1940 году АН-1РТК переименовали в М-40. Четыре ТК-88 обеспечивали 1000л.с. до высот 5,5-6 км, взлетная мощность - 1250л.с.
В январе-феврале 41 года ТБ-7 с М-40 прошел государственные испытания. Апрель 1941 года - начало испытаний Ер-2 с М-40Ф - форсированной до 1500/1250л.с. версией М-40., которую решили выпускать серийно на заводе.
После авантюры М. В. Водопьянова в августе 41-го (налет на Берлин ТБ-7, часть из которых была с дизелями Яковлева, один - с М-30) работы над М-40Ф прекращены.
Пока Яковлев пытался побороть М-40, Чаромский в "шарашке" соорудил М-30 (с 1944 года АЧ-30).
М-30 был проще в производстве, надежней, допускал большее форсирование, оснащался ТК-82. Под дизель Чаромского также создавались версии Ер-2 и ТБ-7.
В марте 42 года было принято решение ликвидировать производственную базу Чаромского - завод №82, оборудование и штат которого передавали заводу №45. Однако уже в июне того же года создается завод №500, для мелкосерийного производства авиадизелей. В это же лето выпускают на волю Чаромского.
Двигатель АЧ-30Б в ЦМВВС
М-30Б появился во второй половине 1942 года. В нем наддув осуществлялся не только двумя ТК, но и ПЦН (от двигателя Микулина АМ-38). Нагнетатель обеспечил устойчивую работу мотора при пониженных расходах топлива и на больших высотах работы.
Как ни странно двигатель получился вполне надежным. Во всяком случае по сравнению с бедолагой М-40. Запущен в серийное производство с 4го квартала 1943 года.
АЧ-30Б выпускался серийно на заводе №500 и, немного позже, №45. К концу 1944 выпущено 543 серийных авиадизеля. К этому времени гарантированный ресурс достиг 100 часов - вполне нормальная цифра для авиапрома СССР. Весной 1945 испытывался АЧ-30Б с ресурсом 200 часов. Летали на них Ер-2.
Созданный под руководством А. Д. Чаромского серийный двигатель АЧ-30Б представляет собой:
V-образный 12-цилиндровый четырёхтактный двигатель жидкостного охлаждения. Наддув обеспечивается двумя турбонагнетателями. В качестве топлива используется керосин ( ! ) Цилиндры двигателя имеют большие размеры (диаметр 180 мм, ход поршня 200 мм), и высокую степень сжатия = 18. Масса двигателя — 1150 кг. взлётная мощность — 1500 л. с., мощность на высоте 6000 м — 1250 л. с., удельный расход топлива — 0,17 кг/л. с.·ч, удельную массу — 0,77 кг/л. с.
Это был самый мощный в мире авиационный дизель. Его основные технические данные были на уровне лучших мировых достижений.
За период с 1942 по 1946 годы на «ММП имени В. В. Чернышёва» изготовлено около 900 двигателей различных модификаций.
В марте 1946 была похоронена программа выпуска усовершенствованного Ер-2 - единственного потребителя авиадизелей. Не в последнюю очередь из за проблем с надежностью серийных моторов и с задержками в доводке и выпуске АЧ-31Б. Модификации:
АЧ-30Б — первая серийная модель. Устанавливался на некоторые экземпляры самолётов Ер-2 и Пе-8 с воздушными винтами АБ-5ЛВ-116 или ВИШ-24. АЧ-30БФ — двигатель с непосредственным впрыском спирта, мощностью 1900 л. с. Производился в единичных экземплярах в 1944 г., применялся на опытных самолётах Ил-6. АЧ-31 и АЧ-32 — разработаны в 1945 году. Были попытки установить двигатели на самолёты Пе-8 и Ил-12. АЧ-40 — дизель мощностью 1500 л. с., устанавливался на самолёт БОК-11. Изготовлен в нескольких экземплярах. М-50 — задросселированный вариант АЧ-30 с турбонаддувом мощностью 900—1000 л. с., разработанный для торпедных катеров проекта М-123-бис на заводе № 800 Минтрансмаша. ТД-30Б — танковый дизельный двигатель, разработанный в 1946—1947 годах на основе АЧ-30Б для танка ИС-7. В ходе доводки танка из-за низкой надёжности был заменён на модификацию М-50 — М-50Т. М-850 — модификация М-50Т мощностью 1090 л. с. для опытного тяжёлого танка Объект 277. М400 (М-50Ф-3) мощностью 800 л. с. и М401 (с турбонаддувом) мощностью 1000 л. с. устанавливались на скоростных судах «Заря», «Ракета», «Восход» и «Метеор».
Возможности развития этого семейства далеко не исчерпаны.
М400 (М-50Ф-3) мощностью 800 л. с. и М401 (с турбонаддувом) мощностью 1000 л. с. устанавливались на скоростных судах «Заря», «Ракета», «Восход» и «Метеор».
Дизельные двигатели, создаваемые на основе АН-1 и его модификаций, и сегодня находят применение в транспортном машиностроении и на маломерных судах.
Семейство АН-1/М-40/АЧ-30 имело родственные связи с: М-34. АН-1 повторял многие технические решения микулинского мотора, кроме того, на М-30Б (как уже говорилось) использовался ПЦН от АМ-38. Танковый В-2, который стоял на Т-34 и так же, как и Н-1, разрабатывался по программе "нефтяных" авиадвигателей (носил индекс Н-3). На одном из этапов его доводки использовались наработки ОНД ЦИАМ.
Не менее танковый ТД-30Б - конверсия М-30Б. АН-1М и М-50 - дизели для катеров.
ОТ АВТОРА:
Конечно, страдания авиаторов Дальней Авиации из-за применения сырых недоработанных дизельных двигателей, не сравнимы с танковыми войсками, ибо выход из строя дизеля в полёте в тылу врага, очень часто заканчивался потерей и весьма дорогостоящей машины и многочисленного экипажа.
Между прочим, производство дизелей оказалось весьма недешевым удовольствием: АЧ-30Б выпуска завода № 45 стоил 265 тыс. руб., а завода № 500 - 280 тыс. руб. - втрое, а то и вчетверо дороже, чем ВК-105ПФ.
И возникает вполне закономерный вопрос - а что это за странные эксперименты с дорогостоящим вооружением и тысячами редких специалистов, в то время как имелись прекрасно отработанные бензиновые двигатели?
МОТОРЫ в СССР. В-2 V12 Авиа-Дизель ХПЗ "танковый", 1939 г. Автор: Сергей Иванов Инженер-механик 20.08.2022 г.
В соответствии с постановлением ЦК ВКП(б) от 15 ноября 1930 года «О положении в нефтяной промышленности» во главу угла ставилось рациональное использование нефтепродуктов и массовый переход всех видов транспорта на солярку.
Во многом это стало погоней за иностранной модой - в Европе активно ставили дизеля на теплоходы, тепловозы, дирижабли, трактора и автомобили, а Россия - как обычно - оказалась в ситуации догоняющего.
Хотя производство нефтяных судовых дизелей и было освоено до Революции на заводе Нобеля по лицензии, широкого применения в народном хозяйстве они не имели...
В Царской России предпочитали торговать сырой нефтью за границей и переработка нефти в стране находилась на весьма примитивном уровне, а основное потребление нефтепродуктов населением, заключалось в керосине - для керосиновых ламп, примусов и керогазов...
Народная Советская Власть не могла мириться с создавшимся дефицитом нефтепродуктов, ставшим камнем преткновения в развитии Народного Хозяйства, и наравне с активным развитием нефтепереработки, не менее активно взялась за разработку нефтяных двигателей как для морского, так и для наземного транспорта и для авиации.
В 30-х годах дизель для дальней авиации вообще считался столбовой дорогой прогресса. Было множество попыток установить дизель как на бомбардировщики так и дирижабли.
В начале 1930-х гг. в Советском Союзе в области дизелестроения в ряде организаций уже начались работы по созданию авиационных и танковых дизелей большой мощности. Разработкой дизелей занимались:
Институт авиационного моторостроения (ИАМ, с 1932 г. - ЦИАМ), Московский автодорожный институт (МАДИ), под руководством профессора Н.Р. Брилинга разрабатывался двухтактный дизель, в остальных организациях делали четырехтактные." Авто-танко-тракторное бюро технического отдела Экономического управления Объединенного государственного политического управления (ЭКУ ОГПУ). Научный автотракторный институт (НАТИ) в Москве, Центральный научно-исследовательский дизельный институт (ЦНИДИ) в Ленинграде, Украинский научно-исследовательский институт двигателей внутреннего сгорания (УНИИДВС, позднее - УНИАДИ) в Харькове.
После не самых удачных попыток создать нефтяные двигатели серии «Альфа» и ОН-1 во второй половине 20-х годов отечественные инженеры спроектировали в Центральном институте авиационного моторостроения ЦИАМ быстроходный авиационный дизель АН-1 («авиационный нефтяной»).
Семейство АН-1/М-40/М-30 (АЧ-30) имело родственные связи с М-34. АН-1 повторял многие технические решения микулинского мотора, кроме того, на М-30Б использовался ПЦН от АМ-38.
Это был 12-цилиндровый агрегат, по компоновке ничем не отличающийся от традиционных бензиновых собратьев.
Дизель в первоначальном варианте развивал 750 л. с., но со временем его удалось разогнать до 1250 л. с. – именно в этой модификации он и пошел в серию.
Авиационный нефтяной мотор дал целую серию двигателей различной мощности, которые устанавливались на самолеты, локомотивы и речные суда.
"Танковый" В-2 носил индекс Н-3, так же, как и Н-1, разрабатывался по программе "нефтяных" авиадвигателей. В-2 изначально разрабатывался как двигатель для дирижабля. Отсюда силумин и высокие обороты. Не менее танковый ТД-30Б - конверсия М-30Б. АН-1М и М-50 - дизели для катеров.
К началу 1940 года сложился окончательный облик авиамотора В-2. Это был V-образный 12-цилиндровый дизель с литой 4-клапанной головкой, силовыми несущими стальными шпильками для пущей прочности и центрально расположенной топливной форсункой.
Прослеживается прямое сходство В-2 с АН-1 в плане блочной конструкции, конфигурации шатунно-поршневой группы, струйного смесеобразования и т.д., но отличает их размерность.
У В-2 это 15/18 (ход поршня/диаметр цилиндра, см), а у АН-1 этот параметр составляет соотношение 18/20. Интересно, что размерность 15/18 для Н-3 взяли у другого авиационного бензинового четырёхсот-сильного авиамотора Микулина, который не удалось довести до серии.
Не смотря на то, что "историки", упорно именуют В-2 "танковым", пытаясь доказать логичность его установки на отечественных танках, элементарный инженерный анализ показывает, что данный дизель изначально был предназначен для авиации, и вот почему: 1. Полностью алюминиевый блок и головки - ради экономии веса - что критично для самолёта, но абсолютно не обосновано для двигателя танка, для которого более приемлем тяжелый чугунный двигатель и применение крайне дефицитного алюминия прямо указывает на авиацию! Впрочем, в середине войны из-за недостатка алюминия пришлось на время заменить силумин чугуном... 2. Прицепные шатуны! Опять таки удорожание конструкции и технологии производства. Что оправдано для авиации но никак для наземной техники! 3. 4 клапана на цилиндр, распредвалы в головках и привод промежуточными валиками с конической передачей - напрямую отправляет нас к авиадвигателям! 4. Сухой картер - крайне критичен для самолёта - и в виражах и в пике, но абсолютно избыточен, сложен и дорог для танка, а дополнительная масляная ёмкость и трубопроводы требуют больше места в моторном отсеке, снижая надёжность двигателя в случае повреждения! 5. Угол развала в 60 градусов, как у М-34! По чисто компоновочным соображениям, для обслуживания танкового двигателя, необходим отличный доступ к его агрегатам, чего такой развал цилиндров абсолютно не обеспечивает. 6. Возможность штатной установки центробежного нагнетателя от АМ-34/35 при форсировке до 600-850 л.с.
7. Отсутствие штатного воздухоочистителя, который никогда не применяется в авиации, но является обязательным атрибутом для наземного транспорта! А уж широко известная и печально-знаменитая эпопея с созданием воздушного фильтра для В-2, достойна отдельной книги... ОТ АВТОРА:
Судя по-всему, была попытка на пике совместной работы с Германией, сотворить реально рабочий агрегат для дальних бомбёров. Но не получилось. Бензиновые агрегаты ушли резко вперёд по мощностям и надёжности.
Но не пропадать же добру и Сталинским премиям, не смотря на наличие прекрасных танковых многотопливных двигателей М-17Т, М-17Л и ГАМ (М-34)!
Да и экономия топлива - судя по таблице - выглядит не столь критичной, в то время как расход гораздо более дорогого и дефицитного моторного масла вырастает разительно!
Несмотря на сложности с доработкой мотора, в предвоенный период на харьковском заводе №75 трудились над новыми модификациями линейки В-2:
В-2К мощностью 600 л.с. за счёт повышения степени сжатия на 0,6–1 ед., увеличения частоты вращения коленчатого вала на 200 мин–1 (до 2 000 мин–1) и подачи топлива. Естественно, это снижало ресурс мотора всего до 80 моточасов. Модификация первоначально предназначалась для установки на тяжелых танках KB и изготавливалась на Ленинградском Кировском заводе (ЛКЗ) по документации ХПЗ В-2 СН(СНФ) с центробежным нагнетателем, мощностью до 850 л.с. В-3 мощностью 250 л. с. и 6-цилиндров (позже его форсировали до 300 л.с.), Его доработали по итогам испытаний и в варианте В-4 позже поставили на легкий Т-50. В-12 мощностью до 750 л.с. Судовые модификации В-2/л (левое вращение) и В-2/п (правое вращение) парами устанавливались на легкие военные корабли ВМФ с 1940 года.
Одновременно с созданием В-2 ХПЗ получил опыт, правда НЕУДАЧНЫЙ установки дизеля АН-1 в танк: "Согласно Постановлению Совета труда и обороны (СТО) от 23 мая 1936 г. дизель АН-1 надлежало установить в тяжелый танк Т-35, серийное производство которого было организовано на ХПЗ.
26 июля 1936 г. из ЦИАМ были получены рабочие чертежи АН-1, а 16 января 1937 г. -один экземпляр дизеля.
В июне 1937 г., когда на заводе No 183 был выполнен эскизный проект танка, выяснилось, что из-за больших размеров и увеличенных мощности и крутящего момента двигателя по существу предстояло проектировать новый танк, а это было признано нецелесообразным. Таким образом, применить серийный авиационный дизель АН-1 в танке Т-35 не удалось."
Факт остается фактом – к началу войны В-2 был явно сырым мотором, требующим изменений в конструкции.
При этом, не доведя двигатель до ума, заводчане в Харькове получали новые задания, распыляя при этом ресурсы. Так, в марте 1941 года руководство потребовало довести до конца и в кратчайшие сроки поставить на конвейер 700-сильный В-5 для танка КВ-3, а к осени того же года создать гигант на 1200 л.с.!
Да, к тому времени В-2 уже выпускался серийно, но он постоянно требовал внимания и тонкой настройки производственных процессов. Но ни времени, ни ресурсов для этого в харьковском заводе №75 не было.
Всего на первых порах было три дизеля:
В-2 для танков БТ, В-2К для серии КВ, В-2В дефорсированный до 375 л. с., для тягача «Ворошиловец».
С января 1940 года с заводов пошли первые танки, оснащенные новыми дизелями: в Ленинграде, Сталинграде и Челябинске.
К февралю 1939 года танковый дизель вновь свели в поединке с М-17Т, который В-2 с треском проиграл и по трудоёмкости и по надёжности и по ресурсу и по стоимости!
Ну а высокую пожарную безопасность танка с дизелем, и надежный пуск из-за отсутствия капризного электрозажигания, которые якобы, выявила комиссия, это заявления не иначе как из разряда курьёзов дилетантов или УМЫШЛЕННОГО САБОТАЖА.
И естественно, что проблемы В-2 посыпались как из рога изобилия!
Первой проблемой при освоении дизеля оказалась неготовность рабочих к столь высокой культуре производства дизельных моторов. Привыкшие к сборке бензиновых двигателей заводчане сплошь и рядом не выдерживали допуски, что неизменно сказывалось на качестве.
При этом цеха оснащались по последнему слову техники иностранными станками, которые приходилось устанавливать и налаживать работу без зарубежных спецов – соображения секретности в этом случае превалировали. Это и стало одной из причин медленного ввода нового мотора в серию.
Нередко причиной нехватки рабочих дизелей В-2 на танковых заводах была обусловлена банальным отсутствием топливных насосов высокого давления.
И такая ситуация не разрешилась до самого окончания войны.
Нарком Малышев еще в ноябре 1940 года сетует, что В-2 имеет слишком малый гарантийный рабочий ресурс и в очередной раз требует увеличить его до 150 моточасов, а позднее и вообще до 200.
Сделать это не удается, и к Великой Отечественной войне моторесурс танковых дизелей даже в новой версии В-2-34 (понятно, для кого она предназначалась) не превышал 100 моточасов.
В 1941 г. сложилась парадоксальная картина: Б/КБ-70 было хоть залейся, а солярки - не хватало.
Мобилизационным планом народного хозяйства на 1941 военный год было предусмотрено поставить НКО 174,5 тыс. т авиабензина Б-78. При наличии в неприкосновенных запасах НКО 56,9 тыс. т этого типа бензина обеспеченность годовой потребности составляла менее 22,5%. По другим типам бензинов потребность НКО планировалось обеспечить (с учетом использования наличных неприкосновенных запасов) по Б-74 на 28,6%, по Б-70 и РБ-70 — на 98,8%. Но Б-70 и РБ-70 использовались в основном на устаревших типах самолетов, и основная доля потребностей по ним приходилась на учебные части и курсы усовершенствования.
Для наземных войск потребности в снабжении горючим удовлетворялись
по КБ-70 и Б-59 на 82,5%,
по автобензину — на 62%,
по дизельному топливу — на 45,3%.
То есть наиболее благоприятной была ситуация с обеспечением горючим легких танков Т-26 и БТ.
При этом перевооружение армии на новые типы танков с дизельными двигателями — КВ, Т-34, Т-50 — не было обеспечено горючим в должной мере.
Причина нехватки дизтоплива довольно проста - 47522 шт. ЧТЗ-65 и транспортных тракторов Сталинец С-2 на их базе, жрали соляру как не в себя (более 90% потребления солярки приходилось на них).
Вот так и развеиваются мифы пропагандистов... ОТ АВТОРА:
Если сравнивать с Германцами, то они не заморачивались дизелями в алюминиевых картерах! У них были идеи в плане чугунных дизелей, именно для танков. Однако, бензиновые Майбахи их полностью устраивали!
Что-же касается якобы меньшей горючести дизеля, то оно весьма далека от истины. Специалисты "НИИБТ Полигона" в 1943 г. особой пожароопасности немецких движков не отметили.
Применение немцами и на новом танке, выпущенном в 1942 г., карбюраторного двигателя, а не дизеля может быть объяснено: а) спецификой топливного баланса Германии, в котором основную роль играют синтетические бензины, бензолы и спиртовые смести, непригодные для сжигания в дизелях; б) преимуществом карбюраторного двигателя над дизельным по таким важным для танка показателям, как минимально возможные для данной мощности габариты, надежность запуска в зимнее время и простота изготовления; в) весьма значительным в боевых условиях процентом пожаров танков с дизелями и отсутствием у них в этом отношении значительных преимуществ перед карбюраторными двигателями, особенно при грамотной конструкции последних и наличии надежных автоматических огнетушителей; г) коротким сроком работы танковых двигателей из-за крайне низкой живучести танков в боевых условиях, из-за чего стоимость бензина, сэкономленного в случае применения на танке дизеля, не успевает оправдать необходимого для изготовления дизеля повышенного расхода легированных сталей и высококвалифицированного труда, не менее дефицитных в военное время, чем жидкое топливо.
Более того, на октябрь того же 1943 г. процент пожаров на дизельных Т-34 был много выше, чем на карбюраторных Т-70, из-за ЯВНО ВРЕДИТЕЛЬСКОГО размещения баков в боевом отделении! ОТ АВТОРА:
Конечно, глупо оспаривать необходимость дизелизации Народного Хозяйства СССР, но почему сырые и недоработанные дизели ставили на не менее сырые и недоработанные танки, ползающие в бою на второй передаче и сжирающих и столь низкий ресурс двигателя, в то время как имелись прекрасно отработанные бензиновые двигатели?
Группа ОК: МиГ-21 самолёт легенда
М-30 V12 Авиа-Дизель Чаромского / АЧ-30Б, 1940 г.
Автор: Сергей Иванов Инженер-механик 20.08.2022 г.
АН-1 дал начало целому семейству двигателей: для авиации — АЧ-30Б и М-40; для флота — М-50, М-400, М-401 и М-850; для танков — ТД-30Б; для железных дорог — М-750, М-753, М-756. Дизели М400 мощностью 800 л. с. и М401 (с турбонаддувом) мощностью 1000 л. с. устанавливались на скоростных судах «Заря», «Ракета», «Восход» и «Метеор».
Важным достоинством дизельмоторов считалось:
отсутствие системы зажигания.
Удельный расход топлива у дизелей меньше на 25…35 %.
Дизельное топливо менее пожароопасно, чем бензин, у него больше плотность, а значит, для размещения топлива одинаковой массы требуются баки меньшего объема, что чрезвычайно привлекательно для авиации.
Кроме того, изменение мощности дизеля в зависимости от высоты имеет более благоприятный характер, нежели у бензинового мотора. Режим работы дизеля регулируется, как правило, не только количеством подаваемой в цилиндры смеси, но и ее качеством (коэффициентом избытка воздуха).
Эти достоинства дизельного мотора сделали его чрезвычайно привлекательными в глазах авиаконструкторов. Но как обычно, безусловные достоинства, оборачивались в критические недостатки.
Во-первых, из-за высокой степени сжатия максимальное давление в цилиндре дизеля примерно вдвое больше, чем у бензинового двигателя, поэтому все детали кривошипно-шатунного механизма приходится выполнять более прочными, а, значит, и более тяжелыми.
Во-вторых, из-за высокой степени сжатия для запуска дизеля требуется мощное и более тяжелое пусковое устройство.
В-третьих, сгорание топлива в цилиндре дизеля сопровождается значительными пиковыми нагрузками, что порождает нежелательные колебательные процессы и требует применения массивных демпфирующих устройств.
В-четвёртых, топливная аппаратура дизельмотора на порядок сложнее и дороже, как в производстве, так и в обслуживании и в регулировке.
В-пятых, дизельное топливо легко загустевает при низких температурах и требует разбавления керосином.
И, наконец, дизель имеет худшую приемистость по режимам работы, нежели бензиновый мотор.
Первый опытный отечественный двигатель на тяжёлом топливе АН-1 (Н-1, Нефтяной-1) был создан в Центральном институте авиационного моторостроения под руководством А. Д. Чаромского в 1936 году.
По схеме это был четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель с непосредственным впрыском топлива.
По своей силовой схеме он был аналогичен двигателю М-34, но имел несколько большие диаметр цилиндра (180 мм) и ход поршня (200 мм).
Его номинальная мощность составляла 750 л. с.
Осенью 1938 Чаромский и ряд других сотрудников ЦИАМ как "враги народа" очутились в "шарашке" - ОТБ НКВД при заводе №82. Работы над АН-1 продолжились В. М. Яковлевым.
В 1940 году АН-1РТК переименовали в М-40. Четыре ТК-88 обеспечивали 1000л.с. до высот 5,5-6 км, взлетная мощность - 1250л.с.
В январе-феврале 41 года ТБ-7 с М-40 прошел государственные испытания. Апрель 1941 года - начало испытаний Ер-2 с М-40Ф - форсированной до 1500/1250л.с. версией М-40., которую решили выпускать серийно на заводе.
После авантюры М. В. Водопьянова в августе 41-го (налет на Берлин ТБ-7, часть из которых была с дизелями Яковлева, один - с М-30) работы над М-40Ф прекращены.
Пока Яковлев пытался побороть М-40, Чаромский в "шарашке" соорудил М-30 (с 1944 года АЧ-30).
М-30 был проще в производстве, надежней, допускал большее форсирование, оснащался ТК-82. Под дизель Чаромского также создавались версии Ер-2 и ТБ-7.
В марте 42 года было принято решение ликвидировать производственную базу Чаромского - завод №82, оборудование и штат которого передавали заводу №45. Однако уже в июне того же года создается завод №500, для мелкосерийного производства авиадизелей. В это же лето выпускают на волю Чаромского.
Двигатель АЧ-30Б в ЦМВВС
М-30Б появился во второй половине 1942 года. В нем наддув осуществлялся не только двумя ТК, но и ПЦН (от двигателя Микулина АМ-38). Нагнетатель обеспечил устойчивую работу мотора при пониженных расходах топлива и на больших высотах работы.
Как ни странно двигатель получился вполне надежным. Во всяком случае по сравнению с бедолагой М-40. Запущен в серийное производство с 4го квартала 1943 года.
АЧ-30Б выпускался серийно на заводе №500 и, немного позже, №45. К концу 1944 выпущено 543 серийных авиадизеля. К этому времени гарантированный ресурс достиг 100 часов - вполне нормальная цифра для авиапрома СССР. Весной 1945 испытывался АЧ-30Б с ресурсом 200 часов. Летали на них Ер-2.
Созданный под руководством А. Д. Чаромского серийный двигатель АЧ-30Б представляет собой:
V-образный 12-цилиндровый четырёхтактный двигатель жидкостного охлаждения.
Наддув обеспечивается двумя турбонагнетателями.
В качестве топлива используется керосин ( ! )
Цилиндры двигателя имеют большие размеры (диаметр 180 мм, ход поршня 200 мм), и высокую степень сжатия = 18.
Масса двигателя — 1150 кг.
взлётная мощность — 1500 л. с.,
мощность на высоте 6000 м — 1250 л. с.,
удельный расход топлива — 0,17 кг/л. с.·ч,
удельную массу — 0,77 кг/л. с.
Это был самый мощный в мире авиационный дизель. Его основные технические данные были на уровне лучших мировых достижений.
За период с 1942 по 1946 годы на «ММП имени В. В. Чернышёва» изготовлено около 900 двигателей различных модификаций.
В марте 1946 была похоронена программа выпуска усовершенствованного Ер-2 - единственного потребителя авиадизелей. Не в последнюю очередь из за проблем с надежностью серийных моторов и с задержками в доводке и выпуске АЧ-31Б.
Модификации:
АЧ-30Б — первая серийная модель. Устанавливался на некоторые экземпляры самолётов Ер-2 и Пе-8 с воздушными винтами АБ-5ЛВ-116 или ВИШ-24.
АЧ-30БФ — двигатель с непосредственным впрыском спирта, мощностью 1900 л. с. Производился в единичных экземплярах в 1944 г., применялся на опытных самолётах Ил-6.
АЧ-31 и АЧ-32 — разработаны в 1945 году. Были попытки установить двигатели на самолёты Пе-8 и Ил-12.
АЧ-40 — дизель мощностью 1500 л. с., устанавливался на самолёт БОК-11. Изготовлен в нескольких экземплярах.
М-50 — задросселированный вариант АЧ-30 с турбонаддувом мощностью 900—1000 л. с., разработанный для торпедных катеров проекта М-123-бис на заводе № 800 Минтрансмаша.
ТД-30Б — танковый дизельный двигатель, разработанный в 1946—1947 годах на основе АЧ-30Б для танка ИС-7. В ходе доводки танка из-за низкой надёжности был заменён на модификацию М-50 — М-50Т.
М-850 — модификация М-50Т мощностью 1090 л. с. для опытного тяжёлого танка Объект 277.
М400 (М-50Ф-3) мощностью 800 л. с. и М401 (с турбонаддувом) мощностью 1000 л. с. устанавливались на скоростных судах «Заря», «Ракета», «Восход» и «Метеор».
Возможности развития этого семейства далеко не исчерпаны.
М400 (М-50Ф-3) мощностью 800 л. с. и М401 (с турбонаддувом) мощностью 1000 л. с. устанавливались на скоростных судах «Заря», «Ракета», «Восход» и «Метеор».
Дизельные двигатели, создаваемые на основе АН-1 и его модификаций, и сегодня находят применение в транспортном машиностроении и на маломерных судах.
Семейство АН-1/М-40/АЧ-30 имело родственные связи с:
М-34. АН-1 повторял многие технические решения микулинского мотора, кроме того, на М-30Б (как уже говорилось) использовался ПЦН от АМ-38.
Танковый В-2, который стоял на Т-34 и так же, как и Н-1, разрабатывался по программе "нефтяных" авиадвигателей (носил индекс Н-3). На одном из этапов его доводки использовались наработки ОНД ЦИАМ.
АН-1М и М-50 - дизели для катеров.
ОТ АВТОРА:
Конечно, страдания авиаторов Дальней Авиации из-за применения сырых недоработанных дизельных двигателей, не сравнимы с танковыми войсками, ибо выход из строя дизеля в полёте в тылу врага, очень часто заканчивался потерей и весьма дорогостоящей машины и многочисленного экипажа.
Между прочим, производство дизелей оказалось весьма недешевым удовольствием: АЧ-30Б выпуска завода № 45 стоил 265 тыс. руб., а завода № 500 - 280 тыс. руб. - втрое, а то и вчетверо дороже, чем ВК-105ПФ.
И возникает вполне закономерный вопрос - а что это за странные эксперименты с дорогостоящим вооружением и тысячами редких специалистов, в то время как имелись прекрасно отработанные бензиновые двигатели?
================================================================================================================================================================================================
МОТОРЫ в СССР. В-2 V12 Авиа-Дизель ХПЗ "танковый", 1939 г.
Автор: Сергей Иванов Инженер-механик 20.08.2022 г.
В соответствии с постановлением ЦК ВКП(б) от 15 ноября 1930 года «О положении в нефтяной промышленности» во главу угла ставилось рациональное использование нефтепродуктов и массовый переход всех видов транспорта на солярку.
Во многом это стало погоней за иностранной модой - в Европе активно ставили дизеля на теплоходы, тепловозы, дирижабли, трактора и автомобили, а Россия - как обычно - оказалась в ситуации догоняющего.
Хотя производство нефтяных судовых дизелей и было освоено до Революции на заводе Нобеля по лицензии, широкого применения в народном хозяйстве они не имели...
В Царской России предпочитали торговать сырой нефтью за границей и переработка нефти в стране находилась на весьма примитивном уровне, а основное потребление нефтепродуктов населением, заключалось в керосине - для керосиновых ламп, примусов и керогазов...
Народная Советская Власть не могла мириться с создавшимся дефицитом нефтепродуктов, ставшим камнем преткновения в развитии Народного Хозяйства, и наравне с активным развитием нефтепереработки, не менее активно взялась за разработку нефтяных двигателей как для морского, так и для наземного транспорта и для авиации.
В 30-х годах дизель для дальней авиации вообще считался столбовой дорогой прогресса. Было множество попыток установить дизель как на бомбардировщики так и дирижабли.
В начале 1930-х гг. в Советском Союзе в области дизелестроения в ряде организаций уже начались работы по созданию авиационных и танковых дизелей большой мощности. Разработкой дизелей занимались:
Институт авиационного моторостроения (ИАМ, с 1932 г. - ЦИАМ),
Московский автодорожный институт (МАДИ), под руководством профессора Н.Р. Брилинга разрабатывался двухтактный дизель, в остальных организациях делали четырехтактные."
Авто-танко-тракторное бюро технического отдела Экономического управления Объединенного государственного политического управления (ЭКУ ОГПУ).
Научный автотракторный институт (НАТИ) в Москве,
Центральный научно-исследовательский дизельный институт (ЦНИДИ) в Ленинграде,
Украинский научно-исследовательский институт двигателей внутреннего сгорания (УНИИДВС, позднее - УНИАДИ) в Харькове.
После не самых удачных попыток создать нефтяные двигатели серии «Альфа» и ОН-1 во второй половине 20-х годов отечественные инженеры спроектировали в Центральном институте авиационного моторостроения ЦИАМ быстроходный авиационный дизель АН-1 («авиационный нефтяной»).
Семейство АН-1/М-40/М-30 (АЧ-30) имело родственные связи с М-34. АН-1 повторял многие технические решения микулинского мотора, кроме того, на М-30Б использовался ПЦН от АМ-38.
Это был 12-цилиндровый агрегат, по компоновке ничем не отличающийся от традиционных бензиновых собратьев.
Дизель в первоначальном варианте развивал 750 л. с., но со временем его удалось разогнать до 1250 л. с. – именно в этой модификации он и пошел в серию.
Авиационный нефтяной мотор дал целую серию двигателей различной мощности, которые устанавливались на самолеты, локомотивы и речные суда.
"Танковый" В-2 носил индекс Н-3, так же, как и Н-1, разрабатывался по программе "нефтяных" авиадвигателей. В-2 изначально разрабатывался как двигатель для дирижабля. Отсюда силумин и высокие обороты.
Не менее танковый ТД-30Б - конверсия М-30Б.
АН-1М и М-50 - дизели для катеров.
К началу 1940 года сложился окончательный облик авиамотора В-2. Это был V-образный 12-цилиндровый дизель с литой 4-клапанной головкой, силовыми несущими стальными шпильками для пущей прочности и центрально расположенной топливной форсункой.
Прослеживается прямое сходство В-2 с АН-1 в плане блочной конструкции, конфигурации шатунно-поршневой группы, струйного смесеобразования и т.д., но отличает их размерность.
У В-2 это 15/18 (ход поршня/диаметр цилиндра, см), а у АН-1 этот параметр составляет соотношение 18/20. Интересно, что размерность 15/18 для Н-3 взяли у другого авиационного бензинового четырёхсот-сильного авиамотора Микулина, который не удалось довести до серии.
Не смотря на то, что "историки", упорно именуют В-2 "танковым", пытаясь доказать логичность его установки на отечественных танках, элементарный инженерный анализ показывает, что данный дизель изначально был предназначен для авиации, и вот почему:
1. Полностью алюминиевый блок и головки - ради экономии веса - что критично для самолёта, но абсолютно не обосновано для двигателя танка, для которого более приемлем тяжелый чугунный двигатель и применение крайне дефицитного алюминия прямо указывает на авиацию! Впрочем, в середине войны из-за недостатка алюминия пришлось на время заменить силумин чугуном...
2. Прицепные шатуны! Опять таки удорожание конструкции и технологии производства. Что оправдано для авиации но никак для наземной техники!
3. 4 клапана на цилиндр, распредвалы в головках и привод промежуточными валиками с конической передачей - напрямую отправляет нас к авиадвигателям!
4. Сухой картер - крайне критичен для самолёта - и в виражах и в пике, но абсолютно избыточен, сложен и дорог для танка, а дополнительная масляная ёмкость и трубопроводы требуют больше места в моторном отсеке, снижая надёжность двигателя в случае повреждения!
5. Угол развала в 60 градусов, как у М-34! По чисто компоновочным соображениям, для обслуживания танкового двигателя, необходим отличный доступ к его агрегатам, чего такой развал цилиндров абсолютно не обеспечивает.
6. Возможность штатной установки центробежного нагнетателя от АМ-34/35 при форсировке до 600-850 л.с.
7. Отсутствие штатного воздухоочистителя, который никогда не применяется в авиации, но является обязательным атрибутом для наземного транспорта! А уж широко известная и печально-знаменитая эпопея с созданием воздушного фильтра для В-2, достойна отдельной книги...
ОТ АВТОРА:
Судя по-всему, была попытка на пике совместной работы с Германией, сотворить реально рабочий агрегат для дальних бомбёров. Но не получилось. Бензиновые агрегаты ушли резко вперёд по мощностям и надёжности.
Но не пропадать же добру и Сталинским премиям, не смотря на наличие прекрасных танковых многотопливных двигателей М-17Т, М-17Л и ГАМ (М-34)!
Да и экономия топлива - судя по таблице - выглядит не столь критичной, в то время как расход гораздо более дорогого и дефицитного моторного масла вырастает разительно!
Несмотря на сложности с доработкой мотора, в предвоенный период на харьковском заводе №75 трудились над новыми модификациями линейки В-2:
В-2К мощностью 600 л.с. за счёт повышения степени сжатия на 0,6–1 ед., увеличения частоты вращения коленчатого вала на 200 мин–1 (до 2 000 мин–1) и подачи топлива. Естественно, это снижало ресурс мотора всего до 80 моточасов. Модификация первоначально предназначалась для установки на тяжелых танках KB и изготавливалась на Ленинградском Кировском заводе (ЛКЗ) по документации ХПЗ
В-2 СН(СНФ) с центробежным нагнетателем, мощностью до 850 л.с.
В-3 мощностью 250 л. с. и 6-цилиндров (позже его форсировали до 300 л.с.), Его доработали по итогам испытаний и в варианте В-4 позже поставили на легкий Т-50.
В-12 мощностью до 750 л.с.
Судовые модификации В-2/л (левое вращение) и В-2/п (правое вращение) парами устанавливались на легкие военные корабли ВМФ с 1940 года.
Одновременно с созданием В-2 ХПЗ получил опыт, правда НЕУДАЧНЫЙ установки дизеля АН-1 в танк: "Согласно Постановлению Совета труда и обороны (СТО) от 23 мая 1936 г. дизель АН-1 надлежало установить в тяжелый танк Т-35, серийное производство которого было организовано на ХПЗ.
26 июля 1936 г. из ЦИАМ были получены рабочие чертежи АН-1, а 16 января 1937 г. -один экземпляр дизеля.
В июне 1937 г., когда на заводе No 183 был выполнен эскизный проект танка, выяснилось, что из-за больших размеров и увеличенных мощности и крутящего момента двигателя по существу предстояло проектировать новый танк, а это было признано нецелесообразным. Таким образом, применить серийный авиационный дизель АН-1 в танке Т-35 не удалось."
Факт остается фактом – к началу войны В-2 был явно сырым мотором, требующим изменений в конструкции.
При этом, не доведя двигатель до ума, заводчане в Харькове получали новые задания, распыляя при этом ресурсы. Так, в марте 1941 года руководство потребовало довести до конца и в кратчайшие сроки поставить на конвейер 700-сильный В-5 для танка КВ-3, а к осени того же года создать гигант на 1200 л.с.!
Да, к тому времени В-2 уже выпускался серийно, но он постоянно требовал внимания и тонкой настройки производственных процессов. Но ни времени, ни ресурсов для этого в харьковском заводе №75 не было.
Всего на первых порах было три дизеля:
В-2 для танков БТ,
В-2К для серии КВ,
В-2В дефорсированный до 375 л. с., для тягача «Ворошиловец».
С января 1940 года с заводов пошли первые танки, оснащенные новыми дизелями: в Ленинграде, Сталинграде и Челябинске.
К февралю 1939 года танковый дизель вновь свели в поединке с М-17Т, который В-2 с треском проиграл и по трудоёмкости и по надёжности и по ресурсу и по стоимости!
Ну а высокую пожарную безопасность танка с дизелем, и надежный пуск из-за отсутствия капризного электрозажигания, которые якобы, выявила комиссия, это заявления не иначе как из разряда курьёзов дилетантов или УМЫШЛЕННОГО САБОТАЖА.
И естественно, что проблемы В-2 посыпались как из рога изобилия!
Первой проблемой при освоении дизеля оказалась неготовность рабочих к столь высокой культуре производства дизельных моторов. Привыкшие к сборке бензиновых двигателей заводчане сплошь и рядом не выдерживали допуски, что неизменно сказывалось на качестве.
При этом цеха оснащались по последнему слову техники иностранными станками, которые приходилось устанавливать и налаживать работу без зарубежных спецов – соображения секретности в этом случае превалировали. Это и стало одной из причин медленного ввода нового мотора в серию.
Нередко причиной нехватки рабочих дизелей В-2 на танковых заводах была обусловлена банальным отсутствием топливных насосов высокого давления.
И такая ситуация не разрешилась до самого окончания войны.
Нарком Малышев еще в ноябре 1940 года сетует, что В-2 имеет слишком малый гарантийный рабочий ресурс и в очередной раз требует увеличить его до 150 моточасов, а позднее и вообще до 200.
Сделать это не удается, и к Великой Отечественной войне моторесурс танковых дизелей даже в новой версии В-2-34 (понятно, для кого она предназначалась) не превышал 100 моточасов.
В 1941 г. сложилась парадоксальная картина: Б/КБ-70 было хоть залейся, а солярки - не хватало.
Мобилизационным планом народного хозяйства на 1941 военный год было предусмотрено поставить НКО 174,5 тыс. т авиабензина Б-78. При наличии в неприкосновенных запасах НКО 56,9 тыс. т этого типа бензина обеспеченность годовой потребности составляла менее 22,5%. По другим типам бензинов потребность НКО планировалось обеспечить (с учетом использования наличных неприкосновенных запасов) по Б-74 на 28,6%, по Б-70 и РБ-70 — на 98,8%. Но Б-70 и РБ-70 использовались в основном на устаревших типах самолетов, и основная доля потребностей по ним приходилась на учебные части и курсы усовершенствования.
Для наземных войск потребности в снабжении горючим удовлетворялись
по КБ-70 и Б-59 на 82,5%,
по автобензину — на 62%,
по дизельному топливу — на 45,3%.
То есть наиболее благоприятной была ситуация с обеспечением горючим легких танков Т-26 и БТ.
При этом перевооружение армии на новые типы танков с дизельными двигателями — КВ, Т-34, Т-50 — не было обеспечено горючим в должной мере.
© Мелия А.A. Мобилизационная подготовка народного хозяйства СССР.
Причина нехватки дизтоплива довольно проста - 47522 шт. ЧТЗ-65 и транспортных тракторов Сталинец С-2 на их базе, жрали соляру как не в себя (более 90% потребления солярки приходилось на них).
Вот так и развеиваются мифы пропагандистов...
ОТ АВТОРА:
Если сравнивать с Германцами, то они не заморачивались дизелями в алюминиевых картерах! У них были идеи в плане чугунных дизелей, именно для танков. Однако, бензиновые Майбахи их полностью устраивали!
Что-же касается якобы меньшей горючести дизеля, то оно весьма далека от истины. Специалисты "НИИБТ Полигона" в 1943 г. особой пожароопасности немецких движков не отметили.
Применение немцами и на новом танке, выпущенном в 1942 г., карбюраторного двигателя, а не дизеля может быть объяснено:
а) спецификой топливного баланса Германии, в котором основную роль играют синтетические бензины, бензолы и спиртовые смести, непригодные для сжигания в дизелях;
б) преимуществом карбюраторного двигателя над дизельным по таким важным для танка показателям, как минимально возможные для данной мощности габариты, надежность запуска в зимнее время и простота изготовления;
в) весьма значительным в боевых условиях процентом пожаров танков с дизелями и отсутствием у них в этом отношении значительных преимуществ перед карбюраторными двигателями, особенно при грамотной конструкции последних и наличии надежных автоматических огнетушителей;
г) коротким сроком работы танковых двигателей из-за крайне низкой живучести танков в боевых условиях, из-за чего стоимость бензина, сэкономленного в случае применения на танке дизеля, не успевает оправдать необходимого для изготовления дизеля повышенного расхода легированных сталей и высококвалифицированного труда, не менее дефицитных в военное время, чем жидкое топливо.
Более того, на октябрь того же 1943 г. процент пожаров на дизельных Т-34 был много выше, чем на карбюраторных Т-70, из-за ЯВНО ВРЕДИТЕЛЬСКОГО размещения баков в боевом отделении!
ОТ АВТОРА:
Конечно, глупо оспаривать необходимость дизелизации Народного Хозяйства СССР, но почему сырые и недоработанные дизели ставили на не менее сырые и недоработанные танки, ползающие в бою на второй передаче и сжирающих и столь низкий ресурс двигателя, в то время как имелись прекрасно отработанные бензиновые двигатели?