BMW 003 (полное обозначение RLM 109-003 ) — ранний осевой турбореактивный двигатель, произведенный BMW AG в Германии во время Второй мировой войны . 003 и Junkers Jumo 004 были единственными немецкими турбореактивными двигателями, поступившими в производство во время Второй мировой войны.
Работа над проектом BMW 003 началась раньше его современника Jumo 004, но затянувшиеся проблемы с разработкой привели к тому, что BMW 003 поступил в производство гораздо позже, и проекты самолетов, которые были разработаны с учетом этого, были переоснащены силовой установкой Jumo. Самым известным случаем этого был Messerschmitt Me 262 , который использовал 003 в двух прототипах серии V и в двух экспериментальных самолетах A-1b. Единственными серийными самолетами, использовавшими BMW 003, были Heinkel He 162 и более поздняя серия C, четырехмоторные версии Arado Ar 234 .
Около 3500 двигателей BMW 003 были построены в Германии, но очень немногие из них были установлены на самолетах. [1] Двигатель также лег в основу разработки турбореактивных двигателей в Японии во время войны и в Советском Союзе после войны. Более крупной производной была BMW 018 , но к концу войны было построено только три прототипа.
Практичность реактивного движения была продемонстрирована в Германии в начале 1937 года Гансом фон Охаином, работавшим с компанией Heinkel . Осознавая потенциал изобретения, Министерство авиации Рейха ( нем . Reichsluftfahrtministerium , сокращенно RLM) поощряло немецких производителей авиадвигателей начать собственные программы разработки реактивных двигателей, предлагая контракты как Junkers, так и BMW на двигатель, способный развивать статическую тягу в 1520 фунтов (690 кг) . [2]
BMW 003 начал разрабатываться как проект Brandenburgische Motorenwerke ( Бранденбургский моторный завод, известный как « Bramo ») под руководством Германа Эстриха и получил обозначение RLM 109-003 (используя префикс RLM «109-», общий для всех проектов реактивных и ракетных двигателей). Bramo также разрабатывал другой турбореактивный двигатель, 109-002. В 1939 году BMW выкупила Bramo и в ходе приобретения получила оба проекта двигателей. 109-002 имел очень сложную конструкцию компрессора противоположного вращения , предназначенную для устранения крутящего момента , но от него отказались в пользу более простого двигателя, который в конечном итоге оказался сам по себе достаточно проблем с разработкой.
Строительство началось в конце того же года, и двигатель впервые заработал в августе 1940 года, [3] но выдал всего 330 фунтов (150 кг) тяги, что было всего лишь половиной от желаемого. [4] Первое летное испытание состоялось в середине 1941 года, самолет был установлен под испытательным планером самолета Messerschmitt Bf 110. Однако проблемы продолжались, так что программа задерживалась, что, хотя планер прототипа самолета Me 262 V1 (первый самолет, на котором предполагалось использовать двигатель) был готов к летным испытаниям, для него не было доступных силовых установок, и он фактически начал летные испытания с дополнительным, обычным поршневым двигателем Junkers Jumo 210 в носовой части. Только в ноябре 1941 года Me 262 V1 был запущен в полет с двигателями BMW, которые оба вышли из строя во время испытаний. [5] Опытный самолет должен был вернуться на аэродром на мощности поршневого двигателя, который все еще был установлен. [6] [7]
От общего использования силовой установки BMW отказались для Me 262, за исключением двух экспериментальных образцов самолета, известных как Me 262 A-1b. Несколько построенных испытательных образцов Messerschmitt Me 262 A-1b использовали более совершенную версию реактивного двигателя 003, зафиксировав официальную максимальную скорость 500 миль в час (800 км/ч). Серийная версия Me 262A-1a использовала конкурирующий Jumo 004, чей более тяжелый вес требовал стреловидности крыльев назад, чтобы переместить центр тяжести в правильное положение. Работа над 003 в любом случае продолжалась, и к концу 1942 года он был сделан гораздо более мощным и надежным. Улучшенный двигатель прошел летные испытания на Junkers Ju 88 в октябре 1943 года и был окончательно готов к массовому производству в августе 1944 года. Готовые двигатели заслужили репутацию ненадежных; время между капитальными ремонтами (технически не TBO ) составляло около 50 часов. [8] (У конкурирующего Jumo 004 их было от тридцати до пятидесяти, а возможно, и до десяти.) [8] К 1944 году надежность 003 повысилась, что сделало его подходящей силовой установкой для конструкций планера самолета, конкурирующих за контракт на производство легких истребителей Jägernotprogramm , который выиграл проект Heinkel He 162 Spatz .
Усовершенствования двигателя включали 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 по весу; и 003D, который увеличил ее почти до 1100 кг (2400 фунтов) [9] , что добавило одну дополнительную ступень компрессора сверх семи в более ранних конструкциях, и дополнительную ступень турбины [10] с отношением тяги к весу 16,58 Н/кг для 003D при весе всего 1431 фунт (649 кг), что примерно на 30% больше, чем показатель 1,288 фунт -сила /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 предписывал его использование), [11] причем Spatz использовал версию 003E, разработанную так, чтобы иметь подфюзеляжные точки крепления, позволяющие устанавливать его на верхней части фюзеляжа самолета. Другим был четырехмоторный вариант разведывательно-бомбардировочного самолета Arado Ar 234 C, который был разработан для использования того, что должно было быть «более доступным» двигателем, [12] несмотря на его первичное распределение для He 162A.
BMW 003 оказался дешевле в плане материалов, чем радиальный двигатель 801 собственной разработки компании — от 12 000 до 40 000 ℛ︁ℳ︁ , и дешевле поршневого двигателя Junkers Jumo 213 с перевернутым двигателем V12 — 35 000 ℛ︁ℳ︁, но немного дороже конкурирующего двигателя Junkers Jumo 004 — 10 000 ℛ︁ℳ︁. [13] Более того, для завершения 004 потребовалось всего 375 часов (включая изготовление, сборку и доставку), по сравнению с 1400 часами для 801. [14] В Колберморе, где располагались заводы по производству двигателей Heinkel - Hirth , миссия Феддена под руководством сэра Роя Феддена обнаружила, что производство реактивных двигателей проще и требует менее квалифицированной рабочей силы и менее сложной оснастки, чем производство поршневых двигателей; фактически, большую часть изготовления полых турбинных лопаток и листового металла для реактивных двигателей можно было выполнить с помощью инструментов, используемых при изготовлении панелей кузова автомобиля . [15] Срок службы камер сгорания оценивался в 200 часов. [8]
BMW 003 использовал почти тот же метод запуска, что и его немного более мощный конкурент Jumo 004: один из 10-сильных двухтактных двигателей Норберта Риделя , установленный во впускном коллекторе двигателя в качестве механической ВСУ , чтобы заставить центральный вал 003 вращаться для работы. В послевоенном обзоре BMW 003, написанном американскими военными, говорилось, что для «переворачивания» ВСУ Риделя использовался какой-то электрический стартер, при этом не сохранилось ни одной фотографии военных или восстановленных BMW 003, на которой была бы видна «D-образная» тяговая рукоятка, столь заметная на носах многих музейных впускных коллекторов Jumo 004. [16]
Одна из поздних версий двигателя имела небольшой ракетный двигатель ( BMW 109-718 ) сзади и обычно чуть выше выхлопной трубы двигателя, что добавляло около 1250 кг (2760 фунтов) тяги в течение трех-пяти минут для взлета и коротких рывков. [17] В этой конфигурации он был известен как BMW 003R и был испытан, хотя и с некоторыми серьезными проблемами надежности, на отдельных прототипах для усовершенствованных моделей Me 262 (Me 262C-2b Heimatschützer II [Home Defender II]), [18] и He 162 (He 162E). Оба прототипа летали с гибридной реактивно-ракетной тягой в марте 1945 года, [18] хотя записи не указывают результаты испытаний с 162E.
Было построено всего около 500 экземпляров BMW 003 [13] [ требуется проверка ], но послевоенная оценка миссии Феддена предполагала, что общее производство немецких реактивных двигателей к середине 1946 года могло достичь 100 000 единиц в год или даже больше. [8]
003 предназначался для экспорта в Японию, но рабочие образцы двигателя так и не были поставлены. Вместо этого японские инженеры использовали чертежи поперечного сечения для проектирования собственного турбореактивного двигателя Ishikawajima Ne-20 . [19]
003 был выбран в качестве основы для проекта по разработке газовой турбины для предполагаемой потребности немецких военных в том, что сегодня называется турбовальной силовой установкой для различных нужд — этот проект был назван GT 101 , используя осевой турбореактивный двигатель 003 в качестве отправной точки в середине ноября 1944 года. Его первоначальной целью было переоборудовать танк Panther с турбовальной силовой системой, способной развивать полезную мощность на валу до 1150 л. с. в трансмиссию AFV , с двигателем весом всего 990 фунтов (450 кг), что дало бы ему соотношение мощности к весу 27 л. с./т — чуть более чем в два раза больше, чем обеспечивал оригинальный бензиновый поршневой двигатель Maybach V12 Panther . [20]
После войны два захваченных 003-х устанавливались на прототип первого советского реактивного самолета МиГ-9 Микояна-Гуревича . Чертежи двигателей BMW были захвачены советскими войсками как на заводе Басдорф-Цюльсдорф под Берлином, так и на печально известном предприятии по рабскому труду Миттельверк под Нордхаузеном . Производство 003-го было налажено на «Красном Октябре» ГАЗ-466 ( Горьковский автомобильный завод) в Ленинграде и в Кузнецове вдоль КМПО, где двигатель выпускался серийно с 1947 года под обозначением РД-20 ( реактивный двигатель ). [21]
После оккупации Германии союзниками Марсель Дассо помог Герману Остриху перебраться из американской зоны оккупированной Германии во французскую зону . Через пару лет он работал на Voisin , подразделение SNECMA , французской государственной компании по производству авиационных двигателей. Используя базовую конструкцию 003, он создал более крупный реактивный двигатель Atar , который устанавливался на истребители Ouragan , Dassault Mirage III и Mystère компании Dassault . [22]
Данные из: «Авиационные двигатели мира» 1946 г. [23] и «Анализ конструкции турбореактивного самолета BMW 003» , автор — майор Рудольф С. Шульте, руководитель проекта, отдел разработок турбореактивных двигателей и газовых турбин, штаб-квартира ВВС США [24]
Данные из Авиационных двигателей мира 1946 [23]
Сопутствующее развитие
Сравнимые двигатели
Связанные списки
Статическая тяга SL 2420 фунтов при 10 000 об/мин
Процедура запуска следующая: пусковой двигатель подзаряжается путем замыкания электрического переключателя подкачки, затем включаются зажигание турбореактивного двигателя и зажигание
и электростартер
двигателя
Riedel
(этот двигатель также можно запустить вручную, потянув за трос). После того, как агрегат Riedel достигнет скорости около 300 об/мин, он автоматически включает вал компрессора турбореактивного двигателя. Приблизительно при 800 об/мин пускового двигателя включается пусковой топливный насос, а при 1200 об/мин включается основное (J-2) топливо. Стартерный двигатель остается включенным до тех пор, пока турбореактивный двигатель не достигнет 2000 об/мин, после чего стартерный двигатель и пусковое топливо выключаются, турбореактивный двигатель быстро разгоняется до номинальной скорости 9500 об/мин на топливе J-2.
