BMW 003 (полное обозначение RLM 109-003 ) — один из первых осевых турбореактивных двигателей, производившихся компанией BMW AG в Германии во время Второй мировой войны . 003 и Junkers Jumo 004 были единственными немецкими турбореактивными двигателями, которые начали производиться во время Второй мировой войны.
Работа над проектом BMW 003 началась раньше, чем его современник Jumo 004, но длительные проблемы с разработкой привели к тому, что BMW 003 был запущен в производство намного позже, и проекты самолетов, которые были разработаны с учетом этого варианта, были переработаны с использованием двигателя BMW 003. Вместо этого силовая установка Jumo. Самым известным примером этого стал Мессершмитт Ме 262 , который использовал 003 в двух прототипах V-серии и в двух экспериментальных самолетах А-1b. Единственными серийными самолетами, использовавшими BMW 003, были Heinkel He 162 и более поздние четырехмоторные версии Arado Ar 234 серии C.
В Германии было построено около 3500 двигателей BMW 003, но лишь немногие из них когда-либо устанавливались на самолеты. [1] Двигатель также лег в основу разработки турбореактивных двигателей в Японии во время войны и в Советском Союзе после войны. Более крупной модификацией был BMW 018 , но к концу войны было построено только три прототипа.
Практичность реактивного движения была продемонстрирована в Германии в начале 1937 года Гансом фон Охайном, работавшим с компанией Heinkel . Признавая потенциал изобретения, министерство авиации Рейха ( нем . Reichsluftfahrtministerium , сокращенно RLM) призвало немецких производителей авиационных двигателей начать свои собственные программы разработки реактивных двигателей, предложив контракты как Junkers, так и BMW на двигатель мощностью 1520 фунтов (690 фунтов). кг) статическая тяга . [2]
BMW 003 начал разработку как проект Brandenburgische Motorenwerke ( Бранденбургский моторный завод, известный как « Брамо ») под руководством Германа Остриха и получил обозначение RLM 109-003 (с использованием префикса RLM «109-», обычного для все проекты реактивных и ракетных двигателей). Брамо также разрабатывал еще один турбореактивный двигатель - 109-002. В 1939 году BMW выкупила Bramo и в результате приобретения получила оба проекта двигателей. Модель 109-002 имела очень сложную конструкцию компрессора противоположного вращения , предназначенную для устранения крутящего момента , но от нее отказались в пользу более простого двигателя, который, в конце концов, имел достаточно собственных проблем при разработке.
Строительство началось в конце того же года, и двигатель впервые заработал в августе 1940 года, [3] но имел тягу всего 330 фунтов (150 кг), что составляет лишь половину желаемой. [4] Первые летные испытания состоялись в середине 1941 года, они были установлены под планером испытательного стенда Messerschmitt Bf 110 . Однако проблемы продолжались, что привело к настолько задержке программы, что, хотя прототип планера Me 262 V1 (первый самолет, предназначенный для использования этого двигателя) был готов к летным испытаниям, для него не было доступных силовых установок, и он фактически начал летные испытания с дополнительный обычный поршневой двигатель Junkers Jumo 210 в носовой части. Лишь в ноябре 1941 года Me 262 V1 эксплуатировался с двигателями BMW, оба из которых вышли из строя во время испытаний. [5] Прототип самолета должен был вернуться на аэродром на мощности поршневого двигателя, который все еще был установлен. [6] [7]
В Me 262 отказались от общего использования силовой установки BMW, за исключением двух экспериментальных образцов самолета, известного как Me 262 A-1b. В нескольких построенных испытательных экземплярах Messerschmitt Me 262 A-1b использовалась более развитая версия самолета 003, максимальная скорость которой составила 500 миль в час (800 км/ч). Серийная версия Me 262A-1a использовала конкурирующий Jumo 004, больший вес которого требовал стреловидности крыльев назад, чтобы переместить центр тяжести в правильное положение. Тем не менее работа над 003 продолжалась, и к концу 1942 года он стал гораздо более мощным и надежным. Усовершенствованный двигатель прошел летные испытания на Junkers Ju 88 в октябре 1943 года и, наконец, был готов к серийному производству в августе 1944 года. Готовые двигатели заслужили репутацию ненадежных; Время между капитальными ремонтами (технически не ТВО ) составляло около 50 часов. [8] (Конкурирующих Jumo 004 было от тридцати до пятидесяти, а возможно, их было всего десять.) [8] К 1944 году надежность 003 улучшилась, что сделало его подходящей силовой установкой для конструкций планера, конкурирующих за программу Jägernotprogramm . Контракт на производство легких истребителей . Победителем стал самолет Heinkel He 162 Spatz .
Разработки двигателя включали двигатель 003C, который увеличил тягу до 900 кг (2000 фунтов) - в том же классе тяги, что и конкурирующий Jumo 004B, но примерно на 136 кг / 300 фунтов легче; и 003D, который поднял его почти до 1100 кг (2400 фунтов), [9] который добавил одну дополнительную ступень компрессора помимо семи более ранних конструкций, а также дополнительную ступень турбины, [10] с тяговооруженностью 16,58. Н/кг для 003D при весе всего 1431 фунт (649 кг), что примерно на 30% больше, чем показатель 1,288 фунт- ф /фунт (12,63 Н/кг) для 950-килограммового (2090 фунтов) Heinkel HeS 011 A.
Только два немецких серийных самолета использовали 003. Первым был Heinkel He 162 A Spatz (поскольку конкурс на проектирование легких истребителей Volksjäger требовал его использования), [11] причем Spatz использовал версию 003E, спроектированную с подфюзеляжными точками крепления, позволяющими он будет установлен на фюзеляже самолета. Другим был вариант четырехмоторного разведчика-бомбардировщика Arado Ar 234 C, который был разработан для использования того, что должно было стать «более доступным» двигателем [12] , несмотря на то, что он изначально предназначался для He 162A.
BMW 003 оказался дешевле по материалам, чем собственный радиальный двигатель 801 компании , от 12 000 ℛ︁ℳ︁ до 40 000 ℛ︁ℳ︁, и дешевле, чем перевернутый поршневой двигатель Junkers Jumo 213 V12 на 35 000 ℛ︁ℳ︁, но немного дороже, чем конкурирующий Junkers Jumo 00. 4 — это 10 000 ℛ︁ℳ︁. [ 13] Более того, на изготовление модели 004 потребовалось всего 375 часов (включая изготовление, сборку и доставку) по сравнению с 1400 часами на 801 . сэр Рой Федден обнаружил, что производство реактивных двигателей проще и требует менее квалифицированной рабочей силы и менее сложных инструментов, чем производство поршневых двигателей; Фактически, большая часть изготовления полых турбинных лопаток и работы с форсунками из листового металла может быть выполнена с помощью инструментов, используемых при изготовлении панелей кузова автомобиля . [15] Срок службы камер сгорания оценивался в 200 часов. [8]
В BMW 003 использовался почти тот же метод запуска, что и в его чуть более мощном конкуренте Jumo 004: один из 10-сильных плоско-двухтактных двигателей Норберта Риделя , установленный во впускном коллекторе двигателя в качестве механического ВСУ , чтобы получить центральную мощность BMW 003. вал вращается для работы. В послевоенном обзоре BMW 003, написанном американскими военными, говорится, что для «переворачивания» ВСУ Riedel использовался какой-то электростартер, при этом не существует фотографий ни военного времени, ни восстановленных BMW 003, показывающих «D-образную форму». ручка, столь заметная на носах многих сохранившихся в музеях впускных коллекторов Jumo 004. [16]
В одной из поздних версий двигателя был добавлен небольшой ракетный двигатель ( BMW 109-718 ) сзади и обычно чуть выше выхлопной трубы двигателя, что добавляло тягу примерно по 1250 кг (2760 фунтов) каждый на три-пять минут. выключено и короткие перебежки. [17] В этой конфигурации он был известен как BMW 003R и был протестирован, хотя и с некоторыми серьезными проблемами надежности, на отдельных прототипах усовершенствованных моделей Me 262 (Me 262C-2b Heimatschützer II [Home Defender II]), [18] и He 162 (He 162E). Оба прототипа летали на гибридной реактивно-ракетной установке в марте 1945 года, [18] хотя в записях не указаны результаты испытаний с 162E.
Было построено всего около 500 экземпляров BMW 003, [13] [ необходима проверка ] , но послевоенная миссия Федден подсчитала, что общий объем производства немецких реактивных двигателей к середине 1946 года мог достичь 100 000 единиц в год или больше. [8]
Модель 003 предназначалась для экспорта в Японию, но рабочие образцы двигателя так и не были поставлены. Вместо этого японские инженеры использовали чертежи и фотографии двигателя для разработки отечественного турбореактивного двигателя Ishikawajima Ne-20 . [ нужна цитата ]
Модель 003 была выбрана в качестве основы для проекта разработки газовой турбины для ожидаемой потребности немецких вооруженных сил в том, что сегодня называется турбовальной силовой установкой для различных нужд. Этот проект получил название GT 101 , в качестве отправной точки использовался осевой турбореактивный двигатель 003. в середине ноября 1944 года. Его первоначальная цель заключалась в том, чтобы переоборудовать танк «Пантера» с турбовальной силовой установкой, способной развивать полезную мощность на валу до 1150 л.с., в трансмиссию ББМ , при массе двигателя всего 990 фунтов (450 кг), что дает удельную мощность 27 л.с. на тонну — чуть более чем в два раза больше, чем у оригинального бензинового поршневого двигателя Maybach V12, установленного на Panther . [19]
После войны два трофейных самолета 003 использовались на прототипе первого советского реактивного самолета Микояна-Гуревича МиГ-9 . Чертежи двигателей BMW были конфискованы советскими войсками как на заводе Басдорф-Цюльсдорф недалеко от Берлина, так и на печально известном предприятии рабского труда Миттельверк недалеко от Нордхаузена . Производство 003 было налажено на «Красном Октябре» ГАЗ 466 ( Горьковский автомобильный завод ) в Ленинграде и в Кузнецове по КМПО, где двигатель серийно выпускался с 1947 года под обозначением РД-20 ( реактивный) . двигатель , или «реактивный привод»). [20]
После оккупации Германии союзниками Марсель Дассо помог Герману Остриху перебраться из американской зоны оккупированной Германии во французскую зону . В течение нескольких лет он работал в Voisin , подразделении SNECMA , французской государственной компании по производству авиационных двигателей. Используя базовую конструкцию 003, он создал более крупный реактивный двигатель Atar , который использовался на истребителях Dassault Ouragan , Dassault Mirage III и Mystère . [21]
Данные из: « Авиационные двигатели мира, 1946 год » [22] и «Анализ конструкции турбореактивного двигателя BMW 003», проведенный майором Рудольфом К. Шульте, руководителем проекта, отдел разработки турбореактивных и газовых турбин, штаб-квартира ВВС США [23]
Данные авиационных двигателей мира 1946 г. [22]
Связанные разработки
Сопоставимые двигатели
Связанные списки
Статическая тяга SL 2420 фунтов при 10 000 об/мин.
Порядок запуска следующий: пусковой двигатель запускается замыканием электропраймера, затем
включаются зажигание турбореактивного двигателя и зажигание
и электростартер
двигателя
Риделя (этот двигатель можно запустить и вручную, потянув за трос).
После достижения агрегатом Риделя частоты вращения около 300 об/мин он автоматически включает вал компрессора турбореактивного двигателя.
Примерно при 800 об/мин пускового двигателя включается пусковой топливный насос, а при 1200 об/мин – основное (J-2) топливо.
Стартер остается включенным до тех пор, пока турбореактивный двигатель не достигнет частоты вращения 2000 об/мин, при этом стартер и пусковое топливо отключаются, турбореактивный двигатель быстро разгоняется до номинальной скорости 9500 об/мин на топливе J-2.
