BMW 803: Двойной радиальный двигатель и его недостатки.

Введение

BMW 803 — немецкий авиационный двигатель, представлявший собой попытку BMW создать высокомощный авиационный двигатель путем соединения двух двигателей BMW 801 «спиной к спине» с приводом встречно вращающихся винтов. В результате был создан 28-цилиндровый радиальный двигатель с четырьмя рядами цилиндров, каждый из которых состоял из многорядного рядного двигателя с двумя цилиндрами в каждом ряду, который, из-за проблем с охлаждением, имел жидкостное охлаждение.

Проектирование и разработка

Одна из проблем масштабирования любого двигателя с поршнями заключается в том, что в конечном итоге достигается точка, когда коленчатый вал становится серьезной инженерной задачей. Эта проблема затронула почти все двигатели этого класса, включая собственный 18-цилиндровый проект BMW 802. Для 803 инженеры решили избежать этой проблемы, просто отказавшись от использования общего коленчатого вала и применив набор независимых, вращающихся в противоположных направлениях винтов. Передний двигатель приводил в действие передний винт напрямую, а задний двигатель – пять меньших вспомогательных валов, которые проходили между цилиндрами переднего двигателя, прежде чем быть соединенными для привода заднего винта. Такая компоновка привела к установке большой коробки передач в передней части двигателя, а переднему двигателю потребовался удлиненный вал для обеспечения зазора для этой коробки передач. Два дополнительных вспомогательных вала передавали мощность от переднего двигателя к заднему для привода нагнетателя и вспомогательного оборудования переднего двигателя. Это означало, что оба двигателя могли работать независимо друг от друга. 803 имел по два клапана на цилиндр и верхние распредвалы. Объем двигателя составлял 83,6 литра, с диаметром цилиндра 156 мм и тем же ходом поршня, что и у каждого цилиндра 801. Сухой вес двигателя 803 составлял 2950 кг (6490 фунтов), а полностью загруженный – 4130 кг (9086 фунтов). При этом весе он развивал мощность 3900 л.с. (3847 л.с.; 2868 кВт). Хотя это делало его самым мощным немецким двигателем, его отношение мощности к весу составляло всего около 0,98 кВт/кг (0,60 л.с./фунт), что значительно уступало другим крупным двигателям, таким как Junkers Jumo 222 (1,7 кВт/кг), который был основным двигателем для конкурса проектов передового бомбардировщика Bomber B, разработанного для использования всего двух двигателей мощностью более 1500 кВт (2000 л.с.). Удельная мощность сложного BMW 803 также была низкой – около 34,4 кВт/л, по сравнению с 40 кВт/л у 222, как и удельный расход топлива – 380 г/кВтч (0,63 фунта/л.с.ч), сопоставимый с турбовинтовыми двигателями последнего поколения. Как и большинство двигателей с объединенным приводом, таких как более ранние Daimler Benz DB 606 и DB 610, 803 не показал успеха при испытаниях и не был запущен в серийное производство. Было построено около двенадцати прототипов. Он рассматривался для Heinkel He 277, контрактного проекта Heinkel, известного как Amerikabomber, который изначально планировалось оснастить четырьмя радиальными двигателями BMW 801E мощностью 1470 кВт каждый, для атаки на Нью-Йорк с европейских баз. Прогнозируемая дальность полета была достаточной для совершения кругового перелета из Франции в Нью-Йорк, но, конечно, это так и не было реализовано. Компания Focke Wulf даже планировала использовать силовую установку BMW 803 для разработки одноместного истребителя, и она также фигурировала в нескольких проектах Blohm & Voss. Ни один из этих проектов не был особенно перспективным, и поскольку двигатель так и не был доведен до ума, проект был отменен.

One problem with scaling up any piston engine design is that eventually a point is reached where the crankshaft becomes a major engineering challenge. This was a problem that affected almost all engines of the class, including BMW's own 18 cylinder BMW 802 project. For the 803 the engineers decided to avoid this problem by simply not using a common crankshaft, and driving a set of independent contra rotating propellers. The front engine drove the front propeller directly, while the rear engine drove five smaller auxiliary shafts that passed between the cylinders of the front engine before being geared back together to drive the rear propeller. This layout resulted in a large gearbox on the front of the engine, and the front engine needing an extended shaft to clear the gearbox. Two additional auxiliary shafts transmitted the power from the front engine to the rear in order to drive the supercharger and accessories of the front engine. This meant that both engines could be operated independently of one another. The 803 had two valves per cylinder and overhead camshafts. Displacing 83.6 litres, and using the same 156 mm bore and identical stroke measurements as each cylinder of the 801 used, the four row 803 engine weighed 2,950 kg (6,490 lb) dry, and 4,130 kg (9,086 lb) fully loaded. For all this weight it delivered 3,900 PS (3,847 hp; 2,868 kW). Although this made it the most powerful German engine design, its power to weight ratio was only about 0.98 kW/kg (0.60 hp/lb), comparing rather poorly with other large designs like the Junkers Jumo 222 at 1.7 kW/kg, the primary powerplant design for the advanced Bomber B design competition, which was designed to use only two engines of over 1,500 kW (2,000 hp) output. Specific power of the complex BMW 803 was likewise poor, at about 34.4 kW/L, compared to the 222's 40 kW/L, as was specific fuel consumption, at 380 g/kWh (0.63 lb/hp·h), comparable to late generation turboprops. As with most coupled engines, like the earlier Daimler Benz DB 606 and DB 610, the 803 was not a success on the test bed, and did not enter production. About twelve prototypes were built. what became Heinkel's Amerikabomber contract design, the Heinkel He 277 — itself meant to be powered by only a quartet of 1,470 kW (1,973 hp) output BMW 801E radials from the start — for the May 1942 approved Amerika Bomber contract, for a trans Atlantic range strategic bomber designed to attack New York City from European bases. The projected range was enough for the round trip from France to New York, but it was of course never realized. The Focke Wulf firm even intended to use the BMW 803 powerplant for single seat fighter design, and it also appeared on several Blohm & Voss designs as well. None of these designs was particularly inspiring, and as the engine never matured the project was cancelled.

Выставленные двигатели

Один экземпляр сохранился в музее Deutsches Museum Flugwerft Schleissheim.