Юнкерс Юмо 210: История и конструкция первого V-образного авиадвигателя Junkers.

Введение

V 12 поршневая авиационная двигательная серия Junkers Jumo 210 была первым серийным инвертированным V-образным 12-цилиндровым бензиновым авиационным двигателем, разработанным Junkers Motoren и запущенным в производство в начале 1930-х годов. В зависимости от модификации, он развивал мощность от 610 до 730 л.с. и во многом являлся аналогом двигателя Rolls Royce Kestrel. Изначально предполагалось, что он будет использоваться в большинстве довоенных разработок, однако быстрый прогресс в авиаконструкторском деле быстро ограничил его применение в связи с недостаточной мощностью к концу 1930-х годов. Почти все авиационные проекты перешли на значительно более мощный Daimler Benz DB 600, поэтому Jumo 210 производился недолго, после чего Junkers представил собственный двигатель большей мощности – Junkers Jumo 211.

Проектирование и разработка

Первыми авиационными двигателями, работающими на бензине, которые построила компания Junkers Motorenwerke, были L1 и L2 – рядные шестицилиндровые авиационные двигатели с одним верхним распредвалом (SOHC) и жидкостным охлаждением, разработанные в начале и середине 1920-х годов. Дальнейшая разработка привела к созданию L8. Все они были созданы на базе немецкого авиационного двигателя BMW IIIa времён Первой мировой войны, который BMW позволила использовать, поскольку больше не проявляла интереса к развитию своих довоенных конструкций. Однако двигатель Junkers L55 стал первым авиационным двигателем V12 любой конструкции, разработанным фирмой Junkers, в основу которого были положены два более ранних рядных шестицилиндровых двигателя L5 для создания «прямого» V12 с жидкостным охлаждением, подобно современному двигателю BMW VI. Разработка Jumo 210 началась в 1931 году под обозначением L10. L10 был первым по-настоящему современным немецким двигателем, оснащённым тремя клапанами на цилиндр, V-образной компоновкой, нагнетателем в стандартной комплектации и литым блоком цилиндров. Особенностью 210 было то, что цилиндры изготавливались в блоке вместе с одной стороной картера, две такие части соединялись бок о бок, образуя двигатель. Традиционные методы использовали три части: два блока цилиндров и отдельный картер. L10 впервые был запущен на статических испытаниях 22 октября 1932 года. С официальным созданием RLM в 1933 году, числовые обозначения двигателей по производителям были унифицированы, и Junkers получила «блок 200», в результате чего L10 стал 210. Получено одобрение типа в марте 1934 года, а 5 июля 1934 года двигатель впервые был установлен на самолёт Junkers W33 и совершил полёт. Изначально конструкция была рассчитана на 700 л.с., но прототипы выдавали около 600 л.с., что вызвало некоторое разочарование в отрасли. Тем не менее, почти все немецкие самолёты того времени создавались на базе 210, что объясняет их относительно небольшие размеры по сравнению с разработками других стран. 5 июля 1934 года на Junkers W33 был испытан 680-сильный вариант Jumo 210. Серийное производство 610-сильного (602 л.с., 449 кВт) Jumo 210A началось в конце 1934 года. Дальнейшая разработка в 1935 году привела к созданию 640-сильных (631 л.с., 471 кВт) 210B и 210C. Оба двигателя получили новый нагнетатель для повышения производительности, а также перепускной клапан для предотвращения перегрузки. Модель B имела редуктор винта с передаточным числом 1:1,55 (обороты винта:обороты двигателя) для использования на высоких скоростях, а модель C – 1:1,63 для полётов на меньших скоростях. В 1936 году были представлены новые 670-сильные (661 л.с., 493 кВт) 210D и 210E, которые имели такое же передаточное число, как B и C, но использовали новый двухступенчатый нагнетатель для увеличения взлётной мощности и высотной производительности. Jumo 210G был оснащён системой непосредственного впрыска топлива, разработанной Августом Лихте. Система Jumo использовала небольшой поршневой насос, расположенный рядом с каждым цилиндром и приводимый в действие коленчатым валом. Инжектор использовал простой обратный клапан для предотвращения обратного потока давления в топливопровод, а насос был синхронизирован для впрыска в нужный момент цикла впуска. Внедрение системы впрыска увеличило взлётную мощность примерно на 20 л.с. без увеличения наддува, а также снизило расход топлива. По этим причинам большинство новых немецких двигателей оснащались системами впрыска топлива. Jumo 210G развивал мощность 730 л.с. (720 л.с., 534 кВт) и был доступен только для скоростных самолётов, таких как Bf 109 и Bf 110, но не для медленных, таких как Ju 87. Дальнейшие разработки Jumo 210F и 210H планировались, но так и не были реализованы. В 1935 году Jumo 210H, с двумя выпускными клапанами на цилиндр, использовался при разработке Jumo 211. Jumo 210 S был специальной разработкой DVL с роторными дисковыми клапанами, как в торпедном двигателе KM 8. Производство Jumo 210 было прекращено примерно в 1938 году.

The first gasoline burning aviation power plants that the Junkers Motorenwerke ever built were the L1 and L2 single overhead camshaft (SOHC) liquid cooled inline six aviation engines of the early and mid 1920s. Development of this line led up through the L8. All of these were developments of the BMW IIIa inline six SOHC German World War I aviation engine, which BMW allowed as they were no longer interested in development of their WWI designs. The Junkers L55 engine, however, was the very first V12 layout aviation powerplant of any type created by the Junkers firm, using a pair of the earlier straight six L5 engines as a basis for an "upright" liquid cooled V12 aviation engine, as the contemporary BMW VI engine already was. Development of the Jumo 210 itself started in 1931 under the designation L10. The L10 was Germany's first truly modern engine design, featuring three valves per cylinder, an inverted V layout, a supercharger as standard equipment, and a cast cylinder block. The 210 was odd in that the cylinders were machined into a block along with one side of the crankcase, two such parts being bolted together side by side to form the engine. Normal construction techniques used three parts, two cylinder blocks and a separate crankcase. The L10 was first ran in static tests on October 22, 1932. With the official formation of the RLM in 1933, numerical engine designations by manufacturer was rationalized with Junkers receiving the "200 block", the L10 becoming the 210. Type approval was achieved in March 1934, and it first flew on July 5, 1934 installed in a Junkers W33. The design had initially aimed for 700 PS, but the prototypes delivered only about 600 PS, so there was some disappointment in the industry. Nevertheless, almost all German aircraft designs of the era were based on the 210, which is why they were so small compared to other countries' efforts. A Junkers W33 was flown with a 680 hp version of the Jumo 210 on 5 July 1934. Initial production of the 610 PS (602 hp, 449 kW) Jumo 210A started in late 1934. Further development led in 1935 to the 640 PS (631 hp, 471 kW) 210B and 210C. Both added a new supercharger for improved performance, along with a dump valve to avoid overboost. The B model had its propeller geared at 1:1.55 (prop:engine rpm) for high speed use, while the C model was geared at 1:1.63 for slower flying speeds. In 1936 the new 670 PS (661 hp, 493 kW) 210D and 210E were introduced, which had the same gearing as the B and C but used a new two speed supercharger to increase takeoff power and altitude performance. The Jumo 210G had a direct injection system developed by August Lichte. The Jumo system used a small pump piston positioned beside each of the main cylinders, driven off the crank shaft. The injector used a simple check valve to prevent internal pressure from blowing back into the fuel line, and the pump was timed to inject at the proper point in the intake cycle. Inclusion of the injection system increased takeoff performance by about 20 PS without increasing boost rates and it also reduced fuel consumption. For those reasons most newer German engine types were set up with fuel injection systems. The Jumo 210G was rated at 730 PS (720 hp, 534 kW) and was only available for fast aircraft like the Bf 109 and Bf 110 but not for slow aircraft like the Ju 87. Further developments were planned as Jumo 210F and 210H, but never built. In 1935 the Jumo 210H, with twin exhaust valves for each cylinder, was used for development of the Jumo 211. The Jumo 210 S was a special development by the DVL with rotary disc valves, as used in KM 8 torpedo engine. Production of the Jumo 210 came to an end in about 1938.