Junkers Jumo 004

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 31. maj 2021; checks kræver 9 redigeringer .
Junkers Jumo 004

Præproduktionsmodel Jumo 004A, Luftfartsmuseet Laatzen-Hannover
Type gasturbine
Land  Nazityskland
Brug
Ansøgning Me.262 , Ar 234 , Go 229 , Su-9 (1946) , Yak-15 , Yak-17 , Yak-19
Produktion
Konstruktør Anselm Franz
Otto Mader
skabelsesår 1939-1940
Fabrikant Junkere
Vægt- og størrelsesegenskaber
Tørvægt 719  kg
Længde 3860  mm
Diameter 810  mm
Kompressor aksial
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Jumo-004 - ( Jumo 109-004 ) verdens første serielle gasturbinemotor . Motordesignere - Anselm Franz og Otto Mader fra motorafdelingen hos Junkers , (Junkers Motorenbau) forkortet "Jumo" . Luftfartsministeriet, RLM , som var initiativtager til udviklingen af ​​gasturbine- og raketmotorer, som fandt sted i en atmosfære af streng hemmeligholdelse, tildelte dem præfiksindekset " 109 ". Derfor fik BMW-motoren betegnelsen 109-003, og Junkers-motoren fik betegnelsen 109-004.

Jumo-004-motoren var ikke planlagt til at blive installeret på den nye jetinterceptor (flyet var designet som en interceptor) Messerschmitt Me-262 , interceptoren var designet til BMW P 3302 (BMW-003) turbojetmotoren, men BMW motoren kunne ikke bringes til de specificerede egenskaber inden for den krævede tid, og det blev besluttet at forsyne det nye jetfly med de Jumo-004 turbojetmotorer, der allerede var bragt til serieproduktion.

Ændringer

Der var et betydeligt antal motormodifikationer, der adskilte sig i tekniske egenskaber, konfiguration, installation af ekstra udstyr. Nogle af modifikationerne blev installeret på serielle fly, og nogle blev testet. Den første motor bar indekset Jumo-004A . Målet med udviklingen af ​​Jumo-004A var at få en fungerende motor på kortest mulig tid, uden at tage hensyn til motormasse, fremstillingshensyn eller brug af knappe (strategiske) materialer. Selvom A. Franz var bekendt med centrifugalkompressoren fra sit tidligere arbejde med turboladere, valgte han alligevel det aksiale kompressorlayout, da han var overbevist om, at frontafsnittet er af fundamental betydning, og at effektivitetsgevinster kun kan opnås med en aksial kompressor. layout [1] .

Prototypen Jumo-004A-motor blev testet i oktober 1940 uden en dyseanordning.

Ikke desto mindre kunne Jumo-004A ikke sættes i masseproduktion, både på grund af dens masse (850 kg), som oversteg designstandarderne, og på grund af den udbredte brug i dets design af legeringer, der indeholder knap nikkel og molybdæn. Anselm Franz indså, at for at reducere brugen af ​​materialer, der var meget sparsomme (i Tyskland), måtte motoren omdesignes [1] . Strukturelt blev modifikationen af ​​004B-motoren modificeret, så den indeholdt et minimum af sådanne materialer.

Jumo-004B motorer er serielle, bygget i en stor serie [2] . Jumo-004B-1 og derefter Jumo-B-2 og Jumo-B-3 var udstyret med en Riedel-to-takts benzinstarter.

Jumo-004E er den anden type motor (efter Power Jets W.2 / 700-motoren testet tilbage i 1944 i Storbritannien ved Gloster Meteor I ), som er udstyret med en efterbrænder (efterbrændingsrør) [3] . Fremstillet i 1945 blev det brugt efter krigen i USSR under betegnelsen RD-10YUF.

Vigtigste tekniske egenskaber

Jumo-004A-840; Jumo-004B -900; Jumo-004D - 1050; Jumo-004Е -1200; Jumo-004F-1200; Jumo-004G-1693; Jumo-004H-1805;

Jumo-004 −23,0; Jumo-004V -21,2; Jumo-004F-

Jumo-004 −1,48 ; Jumo-004V -1,4; Jumo-004F -0,55

Jumo-004 - ; Jumo-004B -8700 ; Jumo-004F-9000; Jumo-004H-6700

Jumo-004 - ; Jumo-004В -775 ; Jumo-004E - 870; Jumo-004H-

Jumo-004 - Tinidur (monolitisk); Jumo-004B2 - Tinidur (hul); Jumo-004B4 - Cromadur (hul)

Jumo-004 -3,96; Jumo-004V -3,86; Jumo-004F -3,8; Jumo-004H -3,95

Jumo-004 -0,81; Jumo-004V -0,76; Jumo-004F -0,76; Jumo-004H -0,87

Jumo-004-720; Jumo-004В -745; Jumo-004F - ; Jumo-004H-1130

Jumo-004-8; Jumo-004В -8; Jumo-004F-8; Jumo-004H-11

Jumo-004-1; Jumo-004В -1; Jumo-004F-1; Jumo-004H-2

Jumo-004 -3,0; Jumo-004V -3,14; Jumo-004F-

Ved fremstilling af forbrændingskamre og turbineblade fra materialer med en tilstrækkelig mængde legeringselementer er levetiden mere end 100 timer (fremstilling af motorer i USSR)

Data for Jumo-004B-motoren

Massemodifikationsmotoren Jumo-004B var 100 kg mindre end Jumo-004A og bestod i 1943 adskillige 100-timers levetidstest. Motorens eftersynslevetid har nået 50 timer [1] .

På trods af det unikke kølesystem i Jumo-004B-motorens nye hulbladsturbine, som ikke indeholder "mangelfulde materialer", er den langsigtede modstandsdygtighed over for mekaniske og termiske belastninger faldet og ofte skabt problemer med brud på guide eller rotor klinger. Mens præ-seriens model Jumo-004A nemt modstod 100-timers test ved fuld belastning, for den serielle modifikation af Jumo-004B, blev eftersynets levetid (indtil motoren blev totalrenoveret) reduceret til 25 timer. I praksis opstod der ofte nedbrud af 004B-motorer, allerede før dette tidspunkt var beregnet. Motorernes levetid var samtidig i høj grad afhængig af pilotens erfaring. Så for hurtig oversættelse af motorens styrehåndtag (ORE) førte ofte til overophedning og beskadigelse af turbinen.

Ifølge britiske data indhentet under en detaljeret undersøgelse af den tyske udvikling af gasturbinemotorer under Fedden-missionen varierede tiden mellem motoreftersyn ( tyske Grundüberholung) fra 30 til 50 timer [4] . Motoreftersynet omfattede udskiftning af turbinebladene (som stod for den største skade), afbalancering af rotorerne og kontrol og om nødvendigt udskiftning af Riedel-totaktsstarteren og motorstyringsenheden. Vedligeholdelsesarbejde på forbrændingskamrene blev udført efter 20 timer. arbejde, og deres udskiftning efter 200 timer.

Historie

Programmet til at skabe en turbojetmotor ved Junkers Motorenbau, initieret af RLM Air Ministry, blev lanceret i 1939 [5] . Som et resultat tog det kun fire år at bringe Jumo-004-motoren fra et foreløbigt design til dens produktion, hvilket ved jet-æraens begyndelse var A. Franz's utvivlsomme præstation [1] .

De første motorer under indekset Jumo-004A blev testet på bænken i marts 1942. I alt blev der bygget omkring 30 motorer af den første modifikation. Indtil krigens afslutning blev der produceret omkring 6500 stk. forskellige modifikationer af Jumo-004 motorer.

Ifølge tyske kilder blev der fra februar 1944 til marts 1945 fremstillet 6010 motorer med seriemodifikationer 004B-1 og 004B-2, hvoraf 4752 motorer blev leveret til luftvåbnet [6] .

Prototype af sovjetisk jetmotorbygning

Efter afslutningen af ​​Anden Verdenskrig faldt et stort antal ubrugte Jumo-004-motorer i allierede hænder. Konklusionen fra F. Whittles specialister fra Storbritannien erklærede, at: "Denne motor er uden værdi ud fra et synspunkt om den videre udvikling af gasturbinemotorer." Samme mening delte specialister fra USA, som allerede var bekendt med Whittles britiske motorer. Denne udtalelse fra de anglo-amerikanske specialister var delvist forkert.

Helt fra begyndelsen var Jumo-004 designet som en simpel motor, hvis masseproduktion kunne mestres i lyset af mangel på materialer og værktøjer, faglærte arbejdere, det vil sige under militære forhold og på kortest mulig tid.

På de første serielle modifikationer af Jumo-004В1-motoren blev der installeret monolitiske arbejds- og dyseblade lavet af varmebestandigt stål Tinidur indeholdende 30% nikkel. I Jumo-004В2-modifikationen havde motoren allerede hule, luftkølede turbinevinger af Tinidur-stål, som i efterfølgende modifikationer blev erstattet af det mindre sparsomme Cromadur-stål, hvilket gjorde det muligt næsten helt at opgive brugen af ​​nikkel, hvilket var knap for det tredje rige, mens forbruget af krom blev reduceret til 2,2 kg pr. motor. Her er Cromadur mærket af varmebestandigt stål fra Krupp med sammensætningen: 17–19 % Mn; 11-14% Cr; 0,7-0,8% Mo; 0,6-0,7% Si. Cromadur stål er modstandsdygtigt over for krybning ved temperaturer på 600-630 grader Celsius. Når bladene var lavet af Cromadur stålhul med luftkøling, modstod de en driftstemperatur på 770 grader.

Ikke-professionelle mener, at Jumo-004 var kendetegnet ved dårlig kontrol, men udtalelsen fra faderen til den indenlandske automatiske kontrol af rumfartøjer, B.E. Chertok , falder ikke sammen med denne udtalelse. B. E. Chertok mente, at motorkontrollen for den tid blev udført på et højt niveau. Kompilatorerne af de første beskrivelser af motorstyringssystemer, ingeniørerne I.F. Kozlov og S.P. Kuvshinnikov, delte den samme mening : "... Det viste sig faktisk at være et komplekst, multifunktionelt system, der gav brændstofdosering ved forskellige motordriftstilstande under flyvningen . Det var kendetegnet ved originale løsninger, der blev taget i betragtning ved udvikling af husholdningsmotorer." (Det er værd at bemærke, at de første Jumo-004-modeller, der ikke var udstyret med en automatisk gasspjæld (motorkontrolstang) var tilbøjelige til at brænde. hvilket førte til antændelse af rullebanen. Dette er, hvad indførelsen af ​​et automatisk brændstofforsyningssystem påkrævet.)

Tyskerne var udmærket klar over manglerne i motorstyringen, muligheden for dens stigning under visse forhold og lignende ufuldkommenheder, der ikke påvirkede dens ydeevne, når de var korrekt kontrolleret og udførte de anbefalede manøvrer af det fly, hvorpå motoren var installeret. Motoren virkede, udviklede den nødvendige fremdrift, styrede godt nok til den første serielle turbojetmotor. Og det faktum, at Me 262-jagerflyene ikke kunne vende krigens tidevand, var ikke designerne af Jumo-004-motorens skyld.

En anden mening blev holdt i USSR. Den tyske seriemotor gjorde et uudsletteligt indtryk på sovjetiske luftfartsspecialister. Et eksempel på erindringen af ​​E. G. Adler (stedfortræder A. S. Yakovlev). "I TsIAM blev vi mødt af en testingeniør for Jumo-004 turbojetmotoren, som præsenterede sig selv som Lokshtovsky . Han førte os hen til en stand, hvor der var en slags tykt figurrør. Den samlede længde så ud til at være omkring tre meter. Over stativet hang et diagram over motoren. Den mærkelige motor blev hurtigt startet. Da motorens brøl ophørte, forklarede Lokshtovsky sin enhed fornuftigt og skitserede egenskaberne. Jeg var chokeret…

Med en vægt på under 800 kg udviklede Jumo-004 en trækkraft på 900 kgf, hvilket svarede til cirka 2500 hk. Med. …” [7]

Som et resultat, Junkers fabrikker fra byerne Dessau og Bernburg , sammen med 1000 tyske og østrigske luftfart specialister. Under ledelse af Nikolai Dmitrievich Kuznetsov organiserede tyske specialister produktionen af ​​en sovjetisk kopi af Jumo-004 kaldet RD-10 i vinteren 1946-1947 . På fabrik nummer 16 i Kazan blev BMW-003 turbojetmotorer produceret under navnet RD-20 og BMW-003C under navnet RD-21 .

Derudover blev tre nye jetmotorfabrikker nr. 36 i Rybinsk (nu NPO Saturn ), nr. 478 i Zaporozhye (nu Motor Sich OJSC ) , nr. 466 i Leningrad, organiseret på udstyr fra andre tyske flyfabrikker eksporteret fra Tyskland.

De tyske specialister bragt til USSR fortsatte med at arbejde på mange andre tyske stempelbenzin-, diesel- og turbojetmotorer, som ikke blev bragt til masseproduktion i Tyskland.

Specialister fra gruppen af ​​chefdesigner af OKB-1, Dr. Alfred Scheibe (den tidligere chefdesigner af Junkers luftåndingsmotorer, som havde arbejdet i virksomheden siden 1928 og havde flere nøglepatenter for motorer) færdig med at love Junkers turbojetmotorer .

Specialister fra gruppen af ​​chefdesigneren af ​​OKB-2, Dr. Prestel, er færdige med at love BMW turbojetmotorer.

Gruppen af ​​Dr. Shaibe under N. D. Kuznetsov designet og byggede en kraftig turbopropmotor (TVD) Jumo-022 kaldet NK-2M . Ved at fortsætte arbejdet på Jumo-022 blev den tvunget, fordoblet og givet navnet 2TV-2F og installeret på Tu-95 . Efter katastrofen med Tu-95 blev det besluttet at lave en ny motor. NK-12 turbojetmotoren var det sidste arbejde af tyske specialister i USSR. I slutningen af ​​1953 blev tyskerne løsladt til Østtyskland.

Jumo-004 (RD-10) motorer blev installeret på Yak-15 jagerfly ; Yak-17 ; Yak-19 ; Su-9 .

BMW-003C (RD-21) motorer blev installeret på MiG-9 jagerfly .

Jumo-022 (NK-2M) motorer blev installeret på AN-8; Tu-91 .
Motorerne fra Shaybe-gruppen ( NK-12 ) blev installeret på Tu-95 og er stadig i drift.

Ansøgning

Tyskland  Tjekkoslovakiet
  • Avia S-92 : (Avia M-04) Me 262 A-1a (jager) efterkrigstidens tjekkoslovakisk bygget
  • Avia CS-92 : (Avia M-04) Me 262 B-1a (to-sæders jagertræner) efterkrigstidens tjekkoslovakisk bygget
 USSR  Frankrig
  • Arsenal VG 70-01
  • SNCASO 6000 J-01 Triton

Se også

  • BMW-003 (RD-20)
  • VK-1
  • Armstrong Siddeley ASX
  • Heinkel HeS 011
  • Ishikawajima Ne-20
  • Lockheed J37
  • Metropolitan Vickers F.2
  • Westinghouse J30

lister:

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 Meher-Homji, Cyrus B. (september 1997). "Anselm Franz og Jumo 004". Maskiningeniør. SOM MIG. (utilgængeligt link) . Hentet 2. marts 2016. Arkiveret fra originalen 7. august 2011. 
  2. ↑ Vogelsang CW Die Geschichte der Flugzeugturbine und des Turbinenflugzeuges. Astra, 1955
  3. ↑ "World Encyclopedia of Aero Engines - 5th edition" af Bill Gunston , Sutton Publishing, 2006, s.160
  4. ↑ Christopher, John. The Race for Hitler's X-Planes (The Mill, Gloucestershire: History Press, 2013), s.74.
  5. ↑ "Air Warfare: an International Encyclopedia: AL" Arkiveret 9. juni 2016 på Wayback Machine , Walter J. Boyne. ABC-CLIO, 2002. s. 234, 235. ISBN 1-57607-345-9 , ISBN 978-1-57607-345-2 .
  6. ↑ von Gersdorff, Grasmann: Die deutsche Luftfahrt , Band 2: Flugmotoren und Strahltriebwerke, Bernard & Graefe Verlag München 1981, ISBN 3-7637-5272-2 , S. 209
  7. ↑ De angivne parametre giver et træk -til-vægt-forhold = 1,125. For den engelske Rolls-Royce Nene-motor (1944) var dette tal 3.125. Med andre ord, med egen tørvægt = 700 kg, udviklede Nene en trækkraft på mere end 2000 kg. Måske forklarer denne omstændighed briternes manglende interesse for den tyske udvikling. Den engelske motor blev også kopieret til USSR (VK-1) og blev installeret på mange modeller af sovjetiske fly, såsom MiG-15 , MiG-17 og andre.

Litteratur

  • Evtifiev M. Fiery wings (historie om oprettelsen af ​​jet-luftfart i USSR Moskva.: Veche, 2005.
  • Shirokorad A. Teutonisk sværd og russisk rustning Moskva.: Veche, 2004.
  • Chertok B. Raketter og mennesker. Fili-Podlipki-Tyuratam Moskva.: 1996.
  • Kuzmina L. Fiery Heart Moskva.: 1988.
  • Christopher, John (2013). Kapløbet om Hitlers X-Planes: Storbritanniens mission fra 1945 for at fange hemmelig Luftwaffe-teknologi. Stroud, Storbritannien: History Press. ISBN 978-0-7524-6457-2 .
  • Gunston, Bill (2006). World Encyclopedia of Aero Engines: From the Pioneers to the Present Day (5. udgave). Stroud, Storbritannien: Sutton. ISBN 0-7509-4479-X .
  • Kay, Anthony L. (2002). Tysk jetmotor og gasturbineudvikling 1930–1945. Crowood Press. ISBN 1-84037-294-X .
  • Kay, Anthony (2004). Junkers Aircraft & Engines 1913–1945. London: Putnam Aeronautical Books. ISBN 0-85177-985-9 .
  • Kay, Anthony L. (2007). Turbojet historie og udvikling 1930–1960. 1. Ramsbury: The Crowood Press. ISBN 978-1-86126-912-6 .
  • Meher-Homji, Cyrus B. (september 1997). "Anselm Franz og Jumo 004". Maskiningeniør. SOM MIG. Arkiveret fra originalen 2008-01-07.
  • Pavelec, Sterling Michael (2007). Jet Race og Anden Verdenskrig. Greenwood. ISBN 978-0-275-99355-9 .

Links