Екінші дүниежүзілік соғыстағы неміс BMW 003 реактивтік қозғалтқышы
BMW 003
BMW 003 – 2-дүниежүзілік соғыста Германияда жасалған алғашқы реактивтік қозғалтқыш. Me 262, He 162 және Ar 234 ұшақтарында қолданылды. Тарихы мен дамуы.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Ерте неміс осьтік турбореактивті қозғалтқышы
Early German axial turbojet engine
BMW 003 (толық RLM белгілемесі 109 003) – Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде BMW AG компаниясы Германияда өндірген ертедегі осьтік турбореактивті қозғалтқыш. 003 және Junkers Jumo 004 – Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде өндіріске жеткен жалғыз неміс турбореактивті қозғалтқыштары. BMW 003 қозғалтқышының жобалау жұмыстары оның замандасы Jumo 004-тен бұрын басталған, бірақ ұзаққа созылған даму проблемалары BMW 003 қозғалтқышының өндіріске кешігіп түсуіне әкелді. Сондықтан, оны ескере отырып жобаланған ұшақтар Jumo қозғалтқыштарымен қайта жабдықталды. Мұның ең танымал мысалы – Messerschmitt Me 262, ол 003 қозғалтқышын екі V сериялы прототипінде және екі тәжірибелік A 1b ұшағында қолданды. BMW 003 қозғалтқышымен жабдықталған жалғыз өндірістік ұшақ – Heinkel He 162 және Arado Ar 234 ұшағының кейінгі C сериясы, төрт қозғалтқышпен жабдықталған нұсқалары. Германияда шамамен 3500 BMW 003 қозғалтқышы салынды, бірақ олардың өте азы ғана ұшақтарға орнатылды. Бұл қозғалтқыш соғыс кезінде Жапонияда, ал соғыстан кейін Совет Одағында турбореактивті қозғалтқыштарды дамытуға негіз болды. Оның үлкен түрі – BMW 018, бірақ соғыс аяқталғанға дейін тек үш прототип салынды.
The BMW 003 (full RLM designation 109 003) is an early axial turbojet engine produced by BMW AG in Germany during World War II. The 003 and the Junkers Jumo 004 were the only German turbojet engines to reach production during World War II. Work had begun on the design of the BMW 003 before its contemporary, the Jumo 004, but prolonged developmental problems meant that the BMW 003 entered production much later, and the aircraft projects that had been designed with it in mind were re engined with the Jumo powerplant instead. The most famous case of this was the Messerschmitt Me 262, which used the 003 in two of the V series prototypes and in the two experimental A 1b aircraft. The only production aircraft to use the BMW 003 were the Heinkel He 162 and the later C series, four engined versions of the Arado Ar 234. About 3,500 BMW 003 engines were built in Germany, but very few were ever installed in aircraft. The engine also formed the basis for turbojet development in Japan during the war, and in the Soviet Union following the war. A larger derivative was the BMW 018, but only three prototypes had been built by the end of the war.
Жобалау және әзірлеу
Реактивті қозғалтқыштың практикалық қолданылуы 1937 жылдың басында Германияда Ханс фон Охайн Heinkel компаниясымен жұмыс істеген кезде көрсетілді. Өнертабыстың әлеуетін таныған Рейхс әуе министрлігі (Reichsluftfahrtministerium, қысқартылған RLM) Германияның авиациялық қозғалтқыш өндірушілерін реактивті қозғалтқыштарды әзірлеу бағдарламаларын бастауға ынталандырып, Junkers және BMW компанияларына статикалық итермеге қабілетті қозғалтқыш үшін келісімшарттар ұсынды. BMW 003 жобасы Герман Острихтің басшылығымен Бранденбург мотор зауытында (Brandenburg Motor Works, "Bramo" деп белгілі) басталды және RLM 109 003 белгісін алды (RLM-нің "109" префиксі барлық реактивті және зымырандық қозғалтқыш жобаларына ортақ болды). Bramo сонымен қатар 109 002 турбореактивті қозғалтқышын да жасап жатты. 1939 жылы BMW Bramo компаниясын сатып алды және осы сатып алу барысында екі қозғалтқыш жобасына да ие болды. 109 002 өте күрделі, кері айналатын компрессорлық конструкцияға ие болды, ол айналу моментін жоюға арналған, бірақ қарапайым қозғалтқыш пайдасына тоқтатылды, ол өзінің даму кезеңінде де жеткілікті қиындықтарды көрсетті. Құрылысы сол жылдың соңында басталды және қозғалтқыш алғаш рет 1940 жылдың тамызында іске қосылды, бірақ тек қана итерме күшін, қалағанның жартысын ғана өндірді. Бірінші ұшу сынағы 1941 жылдың ортасында Messerschmitt Bf 110 сынақ ұшағының астына орнатылды. Алайда, проблемалар жалғасып, бағдарламаны кешіктірді, сондықтан Me 262 V1 прототипі (қозғалтқышты пайдалануға арналған алғашқы ұшақ) ұшу сынақтарына дайын болған кезде, оған қуат қондырғылары болмады және ол шын мәнінде ұшу сынақтарын Junkers Jumo 210 поршенді қозғалтқышымен, алдыңғы бөлігіне орнатылып басталды. Me 262 V1 BMW қозғалтқыштарымен 1941 жылдың қарашасына дейін ұшырылмады, сынақ кезінде екеуі де сәтсіз аяқталды. Прототип ұшағы әлі де орнатылған поршенді қозғалтқыштың күшімен әуежайға оралуға мәжбүр болды. Me 262 үшін BMW қозғалтқышын пайдалану тоқтатылды, Me 262 A 1b деп аталатын ұшақтың екі тәжірибелік үлгісін қоспағанда. Бірнеше Messerschmitt Me 262 A 1b сынақ үлгілері 003 реактивті қозғалтқышының жетілдірілген нұсқасын қолданды, ресми ең жоғары жылдамдығын тіркеді. Өндірістік нұсқасы бәсекелес Jumo 004 қозғалтқышын қолданды, оның ауыр салмағы ауырлық орталығын дұрыс орынға жылжыту үшін қанаттарды артқа қарай бұруды талап етті. 003 қозғалтқышын жасау жұмыстары жалғасты, 1942 жылдың соңында ол әлдеқайда қуатты және сенімді болды. Жақсартылған қозғалтқыш 1943 жылдың қазан айында Junkers Ju 88 ұшағында сынақтан өтті және 1944 жылдың тамызында жаппай өндіріске дайын болды. Аяқталған қозғалтқыштар сенімділіксіздігімен танымал болды; күрделі жөндеулер арасындағы уақыт (техникалық жағынан TBO емес) шамамен 50 сағатты құрады. (Бәсекелес Jumo 004 үшін бұл көрсеткіш отыз бен елу сағаттың арасында болды, тіпті он сағатқа дейін төмендеуі мүмкін еді.) Ол бұрынғы жеті жобадан бір қосымша компрессорлық саты мен қосымша турбиналық сатыны қосты, 003D үшін 16,58 Н/кг салмақ қатынасы тек салмақта ғана, бұл Heinkel HeS 011A көрсеткішінен 30% артық болды. 003 қозғалтқышын тек екі неміс ұшағы қолданды. Біріншісі Heinkel He 162A Spatz (Volksjäger жеңіл истребитель жобалау конкурсы оның қолданылуын міндеттеді), Spatz 003E нұсқасын пайдаланды, ол ұшақтың фюзеляжының үстіне орнатуға мүмкіндік беретін төменгі монтаждау нүктелеріне ие болды. Екіншісі төрт қозғалтқышпен жабдықталған Arado Ar 234C барлаушы-бомбалаушы нұсқалары болды, олар He 162A үшін негізгі бөлінгеніне қарамастан, "көбірек қол жетімді" қозғалтқышты пайдалануға арналған. BMW 003 компанияның 801 радиалды қозғалтқышына қарағанда материалдар тұрғысынан арзанға түсті, -дан -ға дейін, ал Junkers Jumo 213 инвертті V12 поршенді қозғалтқышынан -ға дейін арзан болды, бірақ бәсекелес Junkers Jumo 004-тен сәл қымбат болды. Сонымен қатар, 004 қозғалтқышын жасауға 375 сағат уақыт кетті (өндіру, құрастыру және тасымалдауды қоса алғанда), ал 801 үшін – 1400 сағат. Колбермурда, Heinkel Hirth қозғалтқыш зауытында, сэр Рой Федден басқарған Федден миссиясы реактивті қозғалтқыштарды өндіру поршенді қозғалтқыштарды өндіруге қарағанда қарапайым екенін және төмен білікті жұмыс күші мен аз күрделі құралдарды қажет ететінін анықтады; шын мәнінде, қуыс турбиналық қанаттарды жасаудың көп бөлігі және реактивті ұшақтардағы металл табақтармен жұмыс автомобиль корпусы панельдерін жасау үшін қолданылатын құралдармен орындалуы мүмкін. Жану камераларының қызмет ету мерзімі 200 сағатқа бағаланды.
The practicality of jet propulsion had been demonstrated in Germany in early 1937 by Hans von Ohain working with the Heinkel company. Recognising the potential of the invention, the Reich Air Ministry (Reichsluftfahrtministerium, abbreviated RLM) encouraged Germany's aero engine manufacturers to begin their own programmes of jet engine development, offering contracts to both Junkers and BMW for an engine capable of static thrust. The BMW 003 began development as a project of the Brandenburgische Motorenwerke (Brandenburg Motor Works, known as "Bramo"), under the direction of Hermann Östrich and assigned the RLM designation 109 003 (using the RLM's "109 " prefix, common to all jet and rocket engine projects). Bramo was also developing another turbojet, the 109 002. In 1939, BMW bought out Bramo, and in the acquisition, obtained both engine projects. The 109 002 had a very sophisticated contra rotating compressor design intended to eliminate torque, but was abandoned in favour of the simpler engine, which in the end proved to have enough development problems of its own. Construction began late in the same year and the engine ran for the first time in August 1940, but produced only thrust, just half what was desired. The first flight test took place in mid 1941, mounted underneath a Messerschmitt Bf 110 testbed airframe. Problems continued, however, so delaying the program that while the Me 262 V1 prototype airframe (the first aircraft intended to use the engine) was ready for flight testing, there were no power plants available for it and it actually began flight tests with a supplementary, conventional Junkers Jumo 210 piston engine in the nose. It was not until November 1941 that the Me 262 V1 was flown with BMW engines, which both failed during the test. The prototype aircraft had to return to the airfield on the power of the piston engine, which was still fitted. The general usage of the BMW powerplant was abandoned for the Me 262, except for two experimental examples of the plane known as the Me 262 A 1b. The few Messerschmitt Me 262 A 1b test examples built used the more developed version of the 003 jet, recording an official top speed of The Me 262A 1a production version used the competing Jumo 004, whose heavier weight required the wings to be swept back in order to move the center of gravity into the correct position. Work on the 003 continued anyway, and by late 1942 it had been made far more powerful and reliable. The improved engine was flight tested under a Junkers Ju 88 in October 1943 and was finally ready for mass production in August 1944. Completed engines earned a reputation for unreliability; the time between major overhauls (not technically a TBO) was about 50 hours. (The competing Jumo 004's was between thirty and fifty, and may have been as low as ten.) which added one extra compressor stage beyond the seven of the earlier designs, and an extra turbine stage, with the thrust weight ratio of 16.58 N/kg for the 003D at only in weight, being some 30% greater than the figure for the Heinkel HeS 011A. Only two German production aircraft used the 003. The first was the Heinkel He 162A Spatz (since the Volksjäger light fighter design competition mandated its use), with the Spatz utilizing an 003E version, designed to possess ventral mounting points to allow it to be mounted atop the fuselage of an aircraft. The other was the four engined Arado Ar 234C reconnaissance bomber variants, which were designed to use what was supposed to be the "more available" engine, despite its primary allocation for the He 162A. The BMW 003 proved cheaper in materials than the company's own 801 radial, to , and cheaper than the Junkers Jumo 213 inverted V12 piston engine at , but slightly more costly than the competing Junkers Jumo 004's Moreover, the 004 needed only 375 hours to complete (including manufacture, assembly, and shipping), compared to 1,400 for the 801. At Kolbermoor, location of the Heinkel Hirth engine works, the Fedden Mission, led by Sir Roy Fedden, found jet engine manufacturing was simpler and required lower skill labor and less sophisticated tooling than piston engine production; in fact, most of making of hollow turbine blades and sheet metal work on jets could be done by tooling used in making automobile body panels. The lifetime of the combustion chambers was estimated at 200 hours.
"Кешіргіш" жаңарту
Қозғалтқыштың кейінгі нұсқаларының біріне арт жағына, әдетте қозғалтқыштан шығатын газдардың үстіне кішкентай ракеталық қозғалтқыш (BMW 109 718) қосылды. Бұл қозғалтқыш ұшып-қону кезінде және қысқа қашықтықтарда үш-бес минутқа қосымша итеру күші берді. Осы конфигурацияда ол BMW 003R деп аталды және Me 262 (Me 262C 2b Heimatschützer II [Home Defender II]) және He 162 (He 162E) ұшақтарының жаңартылған үлгілерінің бірнеше прототиптерінде сынақтан өтті, бірақ сенімділік мәселелері болды. Екі прототип те 1945 жылдың наурыз айында реактивтік-ракеталық гибридтік жүйемен ұшты.
One late version of the engine added a small rocket motor (the BMW 109 718) at the rear and usually just above the exhaust of the engine, which added some thrust each for three to five minutes, for take off and short dashes. In this configuration, it was known as the BMW 003R and was tested, albeit with some serious reliability problems, on single prototypes for advanced models of the Me 262 (the Me 262C 2b Heimatschützer II [Home Defender II]), and He 162 (He 162E). Both prototypes flew under hybrid jet/rocket power during March 1945,
Соғыстан кейінгі пайдалану
Соғыстан кейін екі 003 қозғалтқышы тұтқындалып, алғашқы совет реактивті ұшағының прототипі – Микоян-Гуревич МиГ-9 ұшағына қуат берді. BMW қозғалтқыштарының сызбаларын Кеңес әскерлері Берлинге жақын Басдорф-Зюльсдорф зауытынан және Нордхаузен қаласының жанындағы Mittelwerk құл еңбек лагерінен тәркіледі. 003 қозғалтқышын өндіру "Қызыл қазан" ГАЗ 466 (Горький автомобиль зауыты) Ленинградта және КМПО-дағы Кузнецов зауытында 1947 жылдан бастап RD-20 (реактивтік қозғалтқыш) деген атаумен іске қосылды. Германия одақтас әскерлер тарапынан оккупацияланғаннан кейін Марсель Дассо Герман Острихке Америка оккупациялық аймағынан Франция оккупациялық аймағына көшуге көмектесті. Бір-екі жылдың ішінде ол Voisin компаниясында жұмыс істеді, ол SNECMA компаниясының бөлімшесі, Францияның мемлекеттік авиациялық қозғалтқыштарын өндіретін компаниясы. 003 қозғалтқышының негізгі конструкциясын пайдаланып, ол Dassault-тың Ouragan, Dassault Mirage III және Mystère истребительдеріне қуат беретін үлкен Atar реактивті қозғалтқышын жасады.
Following the war, two captured 003s powered the prototype of the first Soviet jet, the Mikoyan Gurevich MiG 9. Blueprints for BMW engines had been seized by Soviet forces from both the Basdorf Zühlsdorf plant near Berlin and the notorious Mittelwerk slave labor facility near Nordhausen. Production of the 003 was set up at the "Red October" GAZ 466 (Gorkovsky Avtomobilny Zavod, or Gorky Automobile Plant) in Leningrad and in Kuznetsov along KMPO, where the engine was mass produced from 1947 under the designation RD 20 (reactivnyi dvigatel, or "jet drive"). After the Allied occupation of Germany, Marcel Dassault assisted Hermann Östrich in moving from the American Zone of occupied Germany into the French Zone. Within a couple of years, he was working for Voisin, a division of SNECMA, France's state owned aircraft engine company. Using the basic design of the 003, he produced the larger Atar jet engine that powered Dassault's Ouragan, Dassault Mirage III and Mystère fighters.