Junkers Jumo 004

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 31 maj 2021; kontroller kräver 9 redigeringar .
Junkers Jumo 004

Förproduktionsmodell Jumo 004A, Aviation Museum Laatzen-Hannover
Sorts gasturbin
Land  Nazityskland
Användande
Ansökan Me.262 , Ar 234 , Go 229 , Su-9 (1946) , Yak-15 , Yak-17 , Yak-19
Produktion
Konstruktör Anselm Franz
Otto Mader
Skapandets år 1939-1940
Tillverkare Junkers
Vikt- och storleksegenskaper
Torrvikt 719  kg
Längd 3860  mm
Diameter 810  mm
Kompressor axial
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Jumo-004 - ( Jumo 109-004 ) världens första seriella gasturbinmotor . Motorkonstruktörer - Anselm Franz och Otto Mader från Junkers motoravdelning , (Junkers Motorenbau) förkortat "Jumo" . Luftfartsministeriet, RLM , som var initiativtagare till utvecklingen av gasturbin- och raketmotorer, som ägde rum i en atmosfär av strikt sekretess, tilldelade dem prefixindexet " 109 ". Följaktligen fick BMW-motorn beteckningen 109-003 och Junkers-motorn fick beteckningen 109-004.

Jumo-004-motorn var inte planerad att installeras på den nya jetinterceptorn (flygplanet designades som en interceptor) Messerschmitt Me-262 , interceptorn designades för BMW P 3302 (BMW-003) turbojetmotor, men BMW motorn kunde inte bringas till de angivna egenskaperna inom den krävda tiden och det beslutades att förse det nya jetflygplanet med Jumo-004 turbojetmotorer som redan tagits till massproduktion.

Ändringar

Det fanns ett betydande antal motormodifieringar som skilde sig åt i tekniska egenskaper, konfiguration, installation av ytterligare utrustning. En del av ändringarna installerades på serieflygplan och några testades. Den första motorn bar indexet Jumo-004A . Målet med att utveckla Jumo-004A var att få en fungerande motor på kortast möjliga tid, utan att ta hänsyn till motormassa, tillverkningshänsyn eller användningen av knappa (strategiska) material. Även om A. Franz var bekant med centrifugalkompressorn från sitt tidigare arbete med turboladdare, valde han ändå axialkompressorns layout, eftersom han var övertygad om att frontsektionen är av grundläggande betydelse, och att effektivitetsvinster endast kan uppnås med en axialkompressor. layout [1] .

Prototypen Jumo-004A-motorn testades i oktober 1940 utan munstycksanordning.

Ändå kunde Jumo-004A inte sättas i massproduktion, både på grund av dess massa (850 kg), som översteg designstandarderna, och på grund av den utbredda användningen i dess design av legeringar som innehåller knappt nickel och molybden. Anselm Franz insåg att för att minska användningen av material som var mycket knappa (i Tyskland) måste motorn designas om [1] . Strukturellt modifierades modifieringen av 004B-motorn så att den innehöll ett minimum av sådana material.

Jumo-004B-motorer är seriella, byggda i en stor serie [2] . Jumo-004B-1 och sedan Jumo-B-2 och Jumo-B-3 var utrustade med en Riedel tvåtakts bensinstartare.

Jumo-004E är den andra typen av motor (efter Power Jets W.2 / 700-motorn som testades redan 1944 i Storbritannien vid Gloster Meteor I ), som är utrustad med en efterbrännare (efterförbränningsrör) [3] . Tillverkad 1945, användes den efter kriget i Sovjetunionen under beteckningen RD-10YuF.

Huvudsakliga tekniska egenskaper

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 (ihålig); Jumo-004B4 - Cromadur (ihålig)

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-

Vid tillverkning av förbränningskammare och turbinblad från material med en tillräcklig mängd legeringselement är livslängden mer än 100 timmar (tillverkning av motorer i Sovjetunionen)

Data för Jumo-004B-motorn

Massmodifieringsmotorn Jumo-004B var 100 kg mindre än Jumo-004A och klarade 1943 flera 100-timmars livslängdstester. Motorns översynslivslängd har nått 50 timmar [1] .

Trots det unika kylsystemet i Jumo-004B-motorns nya turbin med ihåliga blad, som inte innehåller "bristmaterial", har det långsiktiga motståndet mot mekaniska och termiska belastningar minskat och ofta skapat problem med brott på styrning eller rotor blad. Medan förseriemodellen Jumo-004A enkelt klarade 100-timmars tester vid full belastning, för seriemodifieringen av Jumo-004B, reducerades översynslivslängden (tills motorn totalrenoverades) till 25 timmar. I praktiken inträffade ofta haverier av 004B-motorer redan innan denna tidpunkt var klar. Motorernas livslängd var samtidigt till stor del beroende av pilotens erfarenhet. Alltför snabb översättning av motorns styrhandtag (ORE) ledde därför ofta till överhettning och skador på turbinen.

Enligt brittiska data som erhållits under en detaljerad studie av den tyska utvecklingen av gasturbinmotorer under Fedden-uppdraget varierade tiden mellan motoröversyn ( tyska Grundüberholung) från 30 till 50 timmar [4] . Motoröversynen omfattade byte av turbinbladen (som stod för de största skadorna), balansering av rotorerna och kontroll och vid behov byte av Riedels tvåtaktsstartare och motorstyrenhet. Underhållsarbeten på förbränningskamrarna utfördes efter 20 timmar. arbete, och deras ersättning efter 200 timmar.

Historik

Programmet för att skapa en turbojetmotor vid Junkers Motorenbau, initierat av RLM Air Ministry, lanserades 1939 [5] . Som ett resultat tog det bara fyra år att föra Jumo-004-motorn från en preliminär design till dess produktion, vilket vid gryningen av jet-eran var A. Franzs otvivelaktiga prestation [1] .

De första motorerna under indexet Jumo-004A testades på bänken i mars 1942. Totalt byggdes cirka 30 motorer av den första modifieringen. Fram till krigets slut producerades cirka 6500 stycken. olika modifieringar av Jumo-004-motorer.

Enligt tyska källor, från februari 1944 till mars 1945, tillverkades 6010 motorer med seriemodifieringar 004B-1 och 004B-2, varav 4752 motorer levererades till flygvapnet [6] .

Prototyp av sovjetisk jetmotorbyggnad

Efter andra världskrigets slut föll ett stort antal oanvända Jumo-004-motorer i allierade händer. Slutsatsen från F. Whittles specialister från Storbritannien konstaterade att: "Denna motor har inget värde ur synvinkeln av den fortsatta utvecklingen av gasturbinmotorer." Samma åsikt delades av specialister från USA, som redan var bekanta med Whittles engelska motorer. Denna åsikt från de angloamerikanska specialisterna var delvis felaktig.

Från första början var Jumo-004 designad som en enkel motor, vars massproduktion kunde bemästras med brist på material och verktyg, kvalificerade arbetare, det vill säga under militära förhållanden och på kortast möjliga tid.

På de första seriemodifieringarna av Jumo-004В1-motorn installerades monolitiska arbets- och munstycksblad gjorda av värmebeständigt stål Tinidur innehållande 30% nickel. I Jumo-004В2-modifieringen hade motorn redan ihåliga, luftkylda turbinblad gjorda av Tinidur-stål, som i efterföljande modifieringar ersattes av det mindre knappa Cromadur-stålet, vilket gjorde det möjligt att nästan helt överge användningen av nickel, vilket var knapp för det tredje riket, medan förbrukningen av krom minskade till 2,2 kg per motor. Här är Cromadur märket av värmebeständigt stål från Krupp med sammansättningen: 17–19 % Mn; 11–14 % Cr; 0,7-0,8% Mo; 0,6–0,7 % Si. Cromadur-stål är resistent mot krypning vid temperaturer på 600-630 grader Celsius. När bladen var gjorda av Cromadur-stål ihålig med luftkylning, klarade de en driftstemperatur på 770 grader.

Icke-professionella tror att Jumo-004 kännetecknades av dålig kontroll, men åsikten från fadern till den inhemska automatiska kontrollen av rymdfarkoster, B.E. Chertok , sammanfaller inte med denna åsikt. B. E. Chertok trodde att motorkontrollen för den tiden utfördes på en hög nivå. Kompilatorerna av de första beskrivningarna av motorstyrsystem, ingenjörerna I.F. Kozlov och S.P. Kuvshinnikov, delade samma åsikt : "... Det visade sig faktiskt vara ett komplext, multifunktionellt system som gav bränsledosering vid olika motordriftslägen under flygning . Det kännetecknades av originallösningar som togs i beaktande när man utvecklade inhemska motorer." (Det är värt att notera att de första Jumo-004-modellerna som inte var utrustade med ett automatiskt gasreglage (motorkontrollspak) var benägna att elda. vilket ledde till antändningen av taxibanan. Detta är vad införandet av ett automatiskt bränsletillförselsystem nödvändig.)

Tyskarna var väl medvetna om bristerna i motorkontroll, möjligheten att den skulle stiga under vissa förhållanden och liknande brister som inte påverkade dess prestanda när de kontrollerades korrekt och utförde de rekommenderade manövrarna för flygplanet där motorn var installerad. Motorn fungerade, utvecklade den nödvändiga dragkraften, kontrollerade tillräckligt bra för den första serieturbojetmotorn. Och det faktum att Me 262-jaktplanen inte kunde vända krigets tid var inte designarna av Jumo-004-motorns fel.

En annan åsikt hade i Sovjetunionen. Den tyska seriemotorn gjorde ett outplånligt intryck på sovjetiska flygspecialister. Ett exempel på memoarerna av E. G. Adler (ställföreträdare A. S. Yakovlev). "I TsIAM möttes vi av en testingenjör för Jumo-004 turbojetmotorn, som presenterade sig som Lokshtovsky . Han ledde oss till en monter där det fanns något slags tjockt figurrör. Den totala längden verkade vara cirka tre meter. Ovanför stativet hängde ett diagram över motorn. Den märkliga motorn startade snart. När motorns brus upphörde förklarade Lokshtovsky förnuftigt sin enhet och beskrev egenskaperna. Jag var chockad…

Med en vikt på mindre än 800 kg utvecklade Jumo-004 en dragkraft på 900 kgf, vilket motsvarade cirka 2500 hk. Med. …” [7]

Som ett resultat, Junkers fabriker från städerna Dessau och Bernburg , tillsammans med 1000 tyska och österrikiska flygspecialister. Under ledning av Nikolai Dmitrievich Kuznetsov organiserade tyska specialister produktionen av en sovjetisk kopia av Jumo-004 kallad RD-10 vintern 1946-1947 . På fabrik nummer 16 i Kazan tillverkades BMW-003 turbojetmotorer under namnet RD-20 och BMW-003C under namnet RD-21 .

Dessutom organiserades tre nya jetmotorfabriker nr 36 i Rybinsk (nu NPO Saturn ), nr 478 i Zaporozhye (nu Motor Sich OJSC ) , nr 466 i Leningrad med utrustning från andra tyska flygplansfabriker som exporterades från Tyskland.

De tyska specialisterna som fördes till Sovjetunionen fortsatte att arbeta på många andra tyska kolvbensin-, diesel- och turbojetmotorer som inte kom till massproduktion i Tyskland.

Specialister från gruppen av chefsdesigner för OKB-1, Dr. Alfred Scheibe (den tidigare chefsdesignern för Junkers luftandningsmotorer, som hade arbetat på företaget sedan 1928 och hade flera nyckelpatent för motorer) avslutade med att lova Junkers turbojetmotorer .

Specialister i gruppen av chefsdesignern för OKB-2, Dr. Prestel, avslutade med att lova BMW turbojetmotorer.

Gruppen av Dr. Shaibe under N. D. Kuznetsov designade och byggde en kraftfull turbopropmotor (TVD) Jumo-022 kallad NK-2M . Fortsatt arbete på Jumo-022, tvingades, fördubblades och fick namnet 2TV-2F och installerades på Tu-95 . Efter katastrofen med Tu-95 beslutades det att göra en ny motor. NK-12 turbojetmotorn var det sista arbetet av tyska specialister i Sovjetunionen. I slutet av 1953 släpptes tyskarna till Östtyskland.

Jumo-004 (RD-10) motorer installerades på Yak-15 fighters ; Yak-17 ; Yak-19 ; Su-9 .

BMW-003C (RD-21) motorer installerades på MiG-9 fighter .

Jumo-022 (NK-2M) motorer installerades på AN-8; Tu-91 .
Motorerna i Shaybe-gruppen ( NK-12 ) installerades på Tu-95 och är fortfarande i drift.

Applikation

Tyskland  tjecko-Slovakien
  • Avia S-92 : (Avia M-04) Me 262 A-1a (jaktflygplan) efterkrigstidens tjeckoslovakiska byggd
  • Avia CS-92 : (Avia M-04) Me 262 B-1a (tvåsitsstridigt stridstränare) efter kriget tjeckoslovakiskt byggd
 USSR  Frankrike
  • Arsenal VG 70-01
  • SNCASO 6000 J-01 Triton

Se även

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

listor:

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 Meher-Homji, Cyrus B. (september 1997). "Anselm Franz och Jumo 004". maskinteknik. SOM JAG. (inte tillgänglig länk) . Hämtad 2 mars 2016. Arkiverad från originalet 7 augusti 2011. 
  2. ↑ Vogelsang CW Die Geschichte der Flugzeugturbine und des Turbinenflugzeuges. Astra, 1955
  3. ↑ "World Encyclopedia of Aero Engines - 5th edition" av 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" Arkiverad 9 juni 2016 på Wayback Machine , Walter J. Boyne. ABC-CLIO, 2002. sid. 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 angivna parametrarna ger ett dragkraft -till-viktförhållande = 1,125. För den engelska Rolls-Royce Nene-motorn (1944) var denna siffra 3,125. Med andra ord, med sin egen torrvikt = 700 kg utvecklade Nene en dragkraft på mer än 2000 kg. Kanske förklarar denna omständighet britternas bristande intresse för den tyska utvecklingen. Den engelska motorn kopierades också till Sovjetunionen (VK-1) och installerades på många modeller av sovjetiska flygplan, som MiG-15 , MiG-17 och andra.

Litteratur

  • Evtifiev M. Fiery wings (historia om skapandet av jetflyg i Sovjetunionen Moskva.: Veche, 2005.
  • Shirokorad A. Teutoniskt svärd och rysk rustning Moskva.: Veche, 2004.
  • Chertok B. Raketer och människor. Fili-Podlipki-Tyuratam Moskva.: 1996.
  • Kuzmina L. Fiery Heart Moskva.: 1988.
  • Christopher, John (2013). Kapplöpningen om Hitlers X-Planes: Storbritanniens 1945 uppdrag att fånga hemlig Luftwaffe-teknik. 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:e upplagan). Stroud, Storbritannien: Sutton. ISBN 0-7509-4479-X .
  • Kay, Anthony L. (2002). Utveckling av tyska jetmotorer och gasturbiner 1930–1945. Crowood Press. ISBN 1-84037-294-X .
  • Kay, Anthony (2004). Junkers flygplan & motorer 1913–1945. London: Putnam Aeronautical Books. ISBN 0-85177-985-9 .
  • Kay, Anthony L. (2007). Turbojet Historia och utveckling 1930–1960. 1. Ramsbury: The Crowood Press. ISBN 978-1-86126-912-6 .
  • Meher-Homji, Cyrus B. (september 1997). "Anselm Franz och Jumo 004". maskinteknik. SOM JAG. Arkiverad från originalet 2008-01-07.
  • Pavelec, Sterling Michael (2007). Jetracet och andra världskriget. Greenwood. ISBN 978-0-275-99355-9 .

Länkar