Немецкий авиационный двигатель Daimler Benz DB 605

Введение

Немецкий авиационный двигатель

Daimler Benz DB 605 — немецкий авиационный двигатель, созданный во время Второй мировой войны. Разработанный на базе DB 601, DB 605 использовался с 1942 по 1945 год на истребителях Messerschmitt Bf 109, а также на тяжелых истребителях Bf 110 и Me 210C. Двигатель DB 610, представлявший собой пару DB 605, соединенных для вращения единого выходного вала и заменивший аналогичный DB 606, применялся на модификациях A 3 и всех A 5 единственного серийного немецкого тяжелого бомбардировщика Heinkel He 177A. Лицензионные версии DB 605 использовались на итальянских самолетах Macchi C.205, Fiat G.55, Reggiane 2005 и некоторых других. Он также устанавливался на шведские SAAB B 18B и первоначально на самолет схемы "толкающий" SAAB J 21. Всего было построено приблизительно 42 400 двигателей DB 605 различных модификаций.

Проектирование и разработка

Основными отличиями между 605-м и 601-м двигателями были больший рабочий объем, более высокие обороты, более высокая степень сжатия и более мощный нагнетатель. Инженеры установили, что цилиндры можно расточить до большего диаметра, не оказывая существенного влияния на прочность существующего блока. Изменение было незначительным: диаметр цилиндра увеличился с 150 мм у 601-го до 154 мм у 605-го, что привело к увеличению рабочего объема с 33,9 до 35,7 литров. Измененные фазы газораспределения увеличили период впуска и улучшили продувку, обеспечив более высокую объемную эффективность на высоких оборотах, что повысило максимальные допустимые обороты с 2600 у 601-го до 2800 у 605-го. Сочетание этих изменений увеличило мощность с 1350 л.с. (1332 л.с.) до 1475 л.с. (1455 л.с.). Масса двигателя возросла с 700 до 756 кг. В остальном двигатель был по существу идентичен 601-му, представляя собой перевернутый V-образный 12-цилиндровый двигатель (с коленчатым валом, расположенным выше цилиндров). Оба использовали двойные магнето Bosch, подающие напряжение на два свечи зажигания на цилиндр. Система непосредственного впрыска топлива Bosch питалась от насоса, обеспечивающего давление до 90 бар. Масляная система использовала три насоса с отдельным 35-литровым масляным баком. Нагнетатель был передовым для своего времени, поскольку в нем использовалась гидравлическая муфта с барометрическим управлением (гидротрансформатор), которая позволяла системе автоматически компенсировать изменения высоты. Одним из основных конструктивных отличий был переход от шариковых подшипников к вкладышам, что в сочетании со все более низким качеством смазочных материалов приводило к серьезным проблемам в эксплуатации, включая пожары двигателей; изначально, например, использование аварийной мощности было запрещено. Хотя Daimler Benz перепроектировал подшипники и добавил маслоотражатели и соответствующие охладители, RLM считал DB 605 «больным двигателем», и проблемы не были полностью решены к концу войны. Помимо проблем с подшипниками, DB 605 особенно сильно пострадал от нехватки материалов в военное время в Германии. С началом войны наблюдался критический дефицит таких элементов, как никель и кобальт, что привело к снижению содержания никеля в выхлопных клапанах DB 605 примерно с 13,5% до 8%. Это привело к недостаточной коррозионной стойкости, и на них образовывался налет в процессе эксплуатации. Этот налет вызывал предзажигание, что приводило к катастрофической детонации и, в конечном итоге, к отказу двигателя. Это было основной причиной того, что полное давление наддува 1,42 ата не допускалось, хотя проблемы возникали задолго до официального приказа об ограничении мощности (Jumo и BMW столкнулись с точно такой же проблемой в течение некоторого времени). В конечном итоге это было решено путем нанесения толстого хромового покрытия на выхлопные клапаны, что обеспечивало достаточную устойчивость к образованию налета, при этом используя меньше критически важного элемента, чем исходный никелевый сплав. BMW разработала эту технологию нанесения покрытий первой, поскольку BMW 801, установленный на Fw 190, также страдал от ряда отказов двигателя, вызванных детонацией. Как и 601-й, 605-й двигатель был разработан для работы на топливе «B4» с октановым числом 87. В 1944 году была представлена серия новых двигателей, позволяющих двигателю работать на 100-октановом топливе «C3» и опционально включающих фитинги для различных систем подачи добавок для повышения мощности, таких как система впрыска метанола и воды MW50 и система впрыска закиси азота GM 1. DB 605AM, работавший изначально на C3 и MW 50, обеспечил увеличение мощности до 1800 л.с. (1775 л.с.) на взлете. В середине 1944 года требование к C3 было отменено, и использовалось стандартное топливо B4 с MW 50. DB 605AS(M) улучшил максимальную расчетную высоту за счет использования более крупного нагнетателя, взятого с DB 603, но в остальном был похож на A(M). Взлетная мощность DB 605ASB также оценивалась в 1800 л.с. (1775 л.с.), сохраняя при этом высокие высотные характеристики ASM. Окончательной версией серии А был DB 605ASC 1945 года, который улучшил взлетную мощность до 2000 л.с. (1973 л.с.). Уже в 1942 году Daimler также работала над модернизированным двигателем серии D, который мог работать на топливе C2 или C3. Первым из них, появившимся в конце 1944 года, была небольшая серия DB 605DM, за которой последовала основная производственная серия DB 605DB/DC. Эти двигатели были оснащены регулируемым винтовым упором, который позволял использовать топливо B4 с MW 50 или топливо C3 без MW 50, в этом случае двигатель обозначался DB 605DB, или топливо C3 с MW 50, в этом случае двигатель получил суффикс DC. Если MW 50 не был доступен для использования с топливом B4, дроссельная заслонка ограничивалась до 1,45 ата на протяжении всего полета. Таким образом, эта серия идеально подходила для удовлетворения хаотичной ситуации с поставками топлива, преобладавшей в последние месяцы Третьего рейха. Эти двигатели в основном использовались в Bf 109G 10 и K 4. Необычным применением DB 605 была его установка на захваченный Supermarine Spitfire. В ноябре 1942 года Spitfire VB EN830 NX X из 131-й эскадрильи совершил вынужденную посадку в поле с репой на территории оккупированной немцами Джерси. Самолет был отремонтирован немецкими войсками и переоборудован двигателем DB 605A, среди прочих модификаций. Самолет эксплуатировался Люфтваффе до 14 августа 1944 года, когда он был уничтожен во время бомбардировки ВВС США.

The primary differences between the 605 and 601 were greater displacement, higher revolutions, higher compression ratio and a more powerful supercharger. Engineers determined that the cylinders could be bored out to a larger diameter without seriously affecting the strength of the existing block. The change was small, increasing the cylinder bore from the 601's 150 mm to the 605's 154 mm, but this increased the overall displacement from 33.9 litres to 35.7. Altered valve timing increased the inlet period and improved the scavenging to give greater volumetric efficiency at higher speeds, which improved the maximum allowable RPM from 2,600 in the 601 to 2,800 in the 605. The combination of these changes raised power output from 1,350 PS (1,332 hp) to 1,475 PS (1,455 hp). Engine weight increased from 700 to 756 kg. In other ways the engine was essentially identical to the 601, being an inverted V 12 (with the crankshaft above the cylinders). Both used dual Bosch magnetos firing twin spark plugs for ignition. Bosch direct fuel injection was powered by a pump supplying up to 90 bar. The oil system used three pumps with a separate 35 litre oil tank. The supercharger was advanced for the era in that it used a barometrically controlled hydraulic clutch (fluid coupling) which allowed the system automatically to compensate for changes in altitude. One major design difference was the switch from ball bearings to plain bearings which, when combined with increasingly poor grades of lubricants, led to serious problems in service, including engine fires; initially, for example, the use of emergency power was forbidden. Although Daimler Benz redesigned the bearings and added oil slingers and their associated coolers, the RLM considered the DB 605 to be a "sick engine" and the problems had not been fully resolved by the end of the war. Along with bearing difficulties, the DB 605 suffered particularly badly from the materials shortages in wartime Germany. From the outbreak of war onwards critical shortages of elements such as nickel and cobalt meant that the DB 605 had its exhaust valves reduced in nickel content from about 13.5% to 8%. This resulted in their becoming insufficiently corrosion resistant, and they began to scale in use. This scale then caused pre ignition, which led to catastrophic detonation and eventually engine failure. This was the primary reason that the full 1.42 ata manifold pressure was not permitted, although the problems occurred for a long time before the official order restricting the power level was given (Jumo and BMW suffered exactly the same problem for some time). This was eventually fixed by applying a very heavy chrome plating to the exhaust valves, which rendered them just sufficiently resistant to scaling while still using less of a critical element than the original nickel alloy. BMW had developed this plating technique first, as the BMW 801 in the Fw 190 had also been suffering from a spate of detonation induced engine failures. Like the 601, the 605 was designed to run on "B4" fuel with an octane rating of 87. In 1944 a series of newer engines was introduced, allowing the engine to run on the 100 octane "C3" fuel and optionally including fittings for various optional power boosting agent dispensing systems, such as the MW50 methanol water injection system, and GM 1 nitrous oxide injection system. The DB 605AM, running initially on C3 and MW 50, saw power improved to 1,800 PS (1775 hp) for takeoff. In mid 1944, the requirement for C3 was dropped and standard B4 fuel with MW 50 was used. The DB 605AS(M) improved the maximum rated altitude by using a larger supercharger taken from the DB 603 but was otherwise similar to the A(M). The DB 605ASB's takeoff power was also rated at 1,800 PS (1,775 hp), while maintaining the high altitude performance of the ASM. The final version of the A series was the DB 605ASC of 1945, which improved takeoff power to 2,000 PS (1,973 hp). As early as 1942 Daimler had also been working on an upgraded D series engine that could run on either C2 or C3 fuel. The first of these, which appeared in late 1944, was a small series of DB 605DM, followed by the main production series, the DB 605DB/DC. These engines were fitted with an adjustable screw stop which allowed the use of either B4 fuel with MW 50, or C 3 fuel without MW 50, in which case the engine was designated DB 605DB, or the use of C 3 fuel with MW 50, in which case the engine was given the DC suffix instead. If MW 50 was not available for use with the B4 fuel the throttle was limited to 1.45 ata for the entire flight. Thus, this series was ideally suited to catering for the chaotic fuel supply situation prevalent during the last months of the Third Reich. These engines were mainly used in the Bf 109G 10 and K 4 series. An unusual application of the DB 605 was its installation in a captured Supermarine Spitfire. In November 1942, Spitfire VB EN830 NX X of 131 Squadron made a forced landing in a turnip field in German occupied Jersey. The plane was repaired by German forces and re engined with a DB 605A, amongst other modifications. The aircraft was operated by the Luftwaffe until 14 August 1944, when it was destroyed during a USAAF bombing raid.

Выставленные двигатели

Сохраненные двигатели DB 605 экспонируются в Королевском музее военно-воздушных сил в Лондоне и Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия.