Введение
Heinkel HeS 8 (префикс является аббревиатурой для "Heinkel Strahltriebwerke 8" – реактивный двигатель Heinkel 8) был одним из первых реактивных двигателей, разработанным Хансом фон Охаином во время работы в Heinkel. Он стал первым реактивным двигателем, получившим финансовую поддержку от RLM и имевшим официальное обозначение 109 001. Если бы разработка была продолжена, он получил бы название Heinkel 001, но, по всей видимости, на практике это не было сделано. HeS 8 предназначался для привода двухмоторного истребителя Heinkel He 280, хотя и Heinkel, и фон Охайн отдавали предпочтение осевому двигателю HeS 30. Длительный период разработки привел к тому, что он был готов к производству примерно одновременно с Junkers Jumo 004 и BMW 003. В 1942 году работы над HeS 8 и HeS 30 были прекращены, и Heinkel было приказано перейти к разработке более мощного двигателя Heinkel HeS 011. He 280 остался без двигателя и в конечном итоге был заброшен.
The Heinkel HeS 8 (prefix being an abbreviation for "Heinkel Strahltriebwerke 8" Heinkel Jet Engine 8) was an early jet engine designed by Hans von Ohain while working at Heinkel. It was the first jet engine to be financially supported by the RLM, bearing the official name 109 001. Had development continued it would have been known as the Heinkel 001, but it does not appear this was used in practice. The HeS 8 was intended to power the Heinkel He 280 twin engine fighter, although both Heinkel and von Ohain preferred the axial HeS 30. A lengthy gestation period meant it was finally becoming ready for production at about the same time as the Junkers Jumo 004 and BMW 003. In 1942 work was ended on the HeS 8 and HeS 30, and Heinkel was ordered to move on to the larger Heinkel HeS 011 instead. The He 280 was left engineless, and was eventually abandoned.
Проектирование и разработка
К тому времени, как программа HeS 3 была завершена в 1939 году, по всей видимости, фон Охайн больше не отдавал предпочтения центробежному компрессору для реактивных двигателей. Он был склонен к осевому компрессору еще в 1938 году, после встречи с Д. Энке из AVA, но продолжил работу над центробежной конструкцией в HeS 3, поскольку с ней было значительно проще работать. Вероятно, он разработал бы осевую конструкцию как продолжение HeS 3, однако RLM, по-видимому, было интересно, чтобы он продолжал работать над центробежными конструкциями в качестве резервного варианта на случай возникновения проблем с различными осевыми разработками. Основной проблемой центробежного компрессора была большая площадь поперечного сечения. Фон Охайн начал искать решения этой проблемы еще в 1937 году, когда завершалась разработка HeS 1. Его первая попытка в HeS 3 заключалась в разделении компрессора и турбины – расположенных спиной к спине в HeS 1 – и размещении камер сгорания между ними. Различные проблемы в оригинальной конструкции HeS 3 вынудили их отказаться от этой компоновки в пользу модернизированного HeS 3b, но, по-видимому, фон Охайн считал ее все еще оптимальной и вернулся к ней при разработке HeS 8. В результате получился двигатель, ширина которого лишь незначительно превышала диаметр диска компрессора, в то время как в более ранних моделях трубопроводы располагались за пределами диска компрессора, что делало их несколько больше. Еще одной проблемой оригинальной серии двигателей была чувствительность компрессора к возмущениям во впускном воздушном потоке. Для решения этой проблемы в HeS 8 был добавлен низконапорный импеллер во впускном канале перед основным компрессором. Импеллер не вносил существенного вклада в сжатие, но, увеличивая давление на поверхность компрессора, значительно стабилизировал воздушный поток. 14-лопастной импеллер и 19-лопастной компрессор были изготовлены из фрезерованного алюминия. 14-лопастная турбина была сделана из стали и не охлаждалась, что указывает на высокую вероятность прогорания турбины. Различные компоненты были соединены общим трубчатым силовым валом, опирающимся на три шарикоподшипника. Камера сгорания состояла из двух диффузоров, замедлявших поток воздуха от компрессора, и затем впрыскивавших топливо через 128 форсунок, расположенных двумя группами на разной "глубине". Различные вспомогательные устройства, включая стартер, были сгруппированы вокруг впускного отверстия и не увеличивали общий диаметр. Работа продвигалась медленно, и к моменту готовности первого прототипа He 280 в сентябре 1940 года двигатель был еще далек от летной готовности. Затем прототип начал испытания в качестве планера, в то время как работа над двигателями и дополнительными фюзеляжами продолжалась. В начале 1941 года двигатели, наконец, были признаны готовыми к установке, хотя и обеспечивали тягу всего 500 кг вместо запланированных 700 кг. Позже двигатели были установлены, и He 280 впервые поднялся в воздух 2 апреля 1941 года, хотя обтекатели пришлось снять, так как двигатель оказался с утечкой топлива. Через три дня самолет был продемонстрирован группе представителей RLM, которые были впечатлены, и Heinkel получил полную поддержку своей программы.
Отмена
Разработка двигателя зашла в тупик на этом этапе, и к началу 1942 года тяга достигла лишь 550 кг. Начиная с V15 (15-го прототипа) была предпринята попытка улучшить конструкцию путем добавления одной осевой ступени компрессора после центробежного компрессора, а с V16 началась новая схема организации воздушного потока в компрессоре. Всего было собрано около 30 двигателей, более поздние модели с различными улучшениями выдавали около 600 кг тяги. Однако к этому моменту различные двигатели с полностью осевой компоновкой, включая HeS 30 разработки Heinkel, успешно развивались. Гельмут Шельп, руководивший разработкой реактивных двигателей в RLM, решил, что BMW 003 и Junkers Jumo 004 были "достаточно хороши", и прекратил все работы над существующими конструкциями Heinkel. Вместо этого он поручил им перейти к разработке двигателя "класса II" тягой около 1300 кг, который впоследствии стал Heinkel HeS 011.
Варианты
В течение всего проекта также исследовались несколько модификаций базовой конструкции HeS 8. HeS 9, по всей видимости, являлся модификацией, добавляющей вторую осевую ступень компрессора и заменяющей полную центробежную ступень новым "диагональным компрессором", который предпочитал Шелп. О данной конструкции известно немногое, кроме того факта, что RLM заказала десять таких двигателей, но ни один из них не был построен. Похоже, именно эта схема была использована при разработке 011. Другая модификация, HeS 10, размещала полноценный двигатель HeS 8 внутри более крупной гондолы, а впускной импеллер был расширен до размеров, превышающих размеры самого двигателя. HeS 10, по-видимому, был первым примером того, что сегодня называют турбовентиляторным двигателем. Для извлечения большей мощности из выхлопных газов, необходимой для привода вентилятора, за существующей центробежной турбиной HeS 8 была добавлена дополнительная одноступенчатая осевая турбина. Единственным существенным отличием между HeS 10 и современным турбовентиляторным двигателем было то, что вентилятор не приводился в действие независимо от основной части двигателя, хотя, учитывая отдельную осевую турбинную ступень, организовать это не составило бы труда.