Авиационный дизельный двигатель или аэродизель — это авиационный двигатель, работающий на солярке. Они использовались на дирижаблях и испытывались в самолетах в конце 1920-х и 1930-х годах, но так и не получили широкого распространения. Их основными преимуществами являются превосходный удельный расход топлива, пониженная воспламеняемость и несколько более высокая плотность топлива, но они перевешиваются сочетанием присущих им недостатков по сравнению с бензиновыми или турбовинтовыми двигателями. Постоянно растущая стоимость авиационного бензина и сомнения в его будущей доступности привели к возобновлению производства авиационных дизельных двигателей в начале 2010-х годов.

Использование дизельных двигателей в самолетах дополнительно выгодно с точки зрения защиты окружающей среды, а также защиты здоровья человека, поскольку уже давно известно, что антидетонационный ингредиент авиабензина, содержащий тетраэтиловый свинец, является высокотоксичным, а также загрязняет окружающую среду.

Разработка

Первые дизельные самолёты

Ряд производителей выпускали дизельные авиационные двигатели в 1920-х и 1930-х годах; наиболее известными были радиальные Packard с воздушным охлаждением и Junkers Jumo 205, которые были умеренно успешными, но оказались непригодными для боевого применения во Второй мировой войне. Трехмоторная морская патрульная летающая лодка «Blohm & Voss BV 138», однако, была оснащена более развитой силовой установкой Junkers Jumo 207, и была более успешной с тремя дизельными Jumo 207, обеспечивающими максимальный боевой радиус 2100 км (1300 миль) по сравнению с почти 300 образцами BV 138, построенными во время Второй мировой войны.

Первым успешным дизельным двигателем, разработанным специально для самолётов, был Packard DR-980 radial diesel 1928—1929 годов выпуска, который был выполнен в знакомом радиальном формате с воздушным охлаждением, аналогичном конструкциям Wright и Pratt & Whitney, и был современником Beardmore Tornado, используемого в дирижабле R101. Использование дизельного топлива было определено из-за его низкой пожароопасности. Первый успешный полет самолета с дизельным двигателем был совершен 18 сентября 1928 года на модели Stinson SM-1DX Detroiter с регистрационным номером X7654. Примерно в 1936 году более тяжелые, но менее требовательные дизельные двигатели были предпочтительнее бензиновых двигателей, когда время полета составляло всего 6-7 часов.

Оппозитно-поршневой двигатель Jumo 205, секционный

Двухтактный оппозитный поршневой двигатель Junkers Jumo 205, поступивший на вооружение в начале 1930-х годов, использовался гораздо шире, чем предыдущие авиадизели. Он был умеренно успешным при его использовании в Blohm & Voss Ha 139 и тем более при использовании на дирижаблях. В Великобритании компания «Napier & Son» по лицензии построила более крупный Junkers Jumo 204 под названием Napier Culverin, но в таком виде он не пошёл в серию. Дизельный двигатель Daimler-Benz также использовался в цеппелинах, включая печально известный LZ 129 Hindenburg («Эдинбург»). Этот двигатель оказался непригодным для военного применения, и последующие разработки немецких авиационных двигателей были сосредоточены на бензиновых и реактивных двигателях.

Советский четырехмоторный стратегический бомбардировщик времен Второй мировой войны КБ Петлякова Пе-8 был построен с дизельными двигателями Charomskiy ACh-30; но сразу после окончания войны оба его дизеля, а также рядные двигатели Mikulin V12 на бензиновом топливе для уцелевших самолетов «Пе-8» были заменены на разработанные Швецовым радиальные бензиновые двигатели из соображений экономичности. Средний дальний бомбардировщик Владимира Ермолаева «Ер-2» также был построен с дизельными двигателями Чаромского.

Другие производители также экспериментировали с дизельными двигателями в этот период, такие как французский Bloch (позже Dassault Aviation), прототип бомбардировщика MB203 которого использовал дизели Clerget радиальной конструкции. Британское авиационное ведомство разработало экспериментальную версию Rolls-Royce Condor с воспламенением от сжатия (дизель) в 1932 году, летая на нём на Hawker Horsley в испытательных целях.

Послевоенное развитие

Интерес к дизельным двигателям в послевоенный период был спорадическим. Более низкое отношение мощности к весу дизелей, особенно по сравнению с турбовинтовыми двигателями, сыграло против дизельного двигателя. При дешевизне топлива и большом исследовательском интересе к турбовинтовым двигателям и реактивным двигателям для высокоскоростных авиалайнеров самолеты с дизельным двигателем практически исчезли. Стагнация рынка авиации общего назначения в 1990-х годах привела к значительному снижению темпов разработки любых новых типов авиационных двигателей.

Компания "Napier & Son" в Великобритании разработала Napier Culverin, производную от Junkers Jumo 205, перед Второй мировой войной, и снова занялась аэродизельными двигателями в 1950-х годах. Министерство авиации Великобритании поддержало разработку мотора мощностью 2200 кВт (3000 л.с.) Napier Nomad, комбинации поршневых и турбовинтовых двигателей, которая была исключительно эффективной с точки зрения удельного расхода топлива на торможение, но была признана слишком громоздкой и сложной и отменена в 1955 году.

Современные разработки

Несколько факторов изменили существовавшую парадигму аэродизелей. Во-первых, появился ряд новых производителей самолетов авиации общего назначения, разрабатывающих новые конструкции. Во-вторых, в Европе, в частности, авиабензин стал очень дорогим. В-третьих, в некоторых (особенно отдалённых) местах, авиабензин труднее получить, чем дизельное топливо. Наконец, автомобильные дизельные технологии значительно улучшились в последние годы, предлагая более высокие соотношения мощности и веса, более подходящие для применения в самолетах.

В настоящее время доступны сертифицированные легкие самолеты с дизельным двигателем, и ряд компаний разрабатывают новые двигатели и конструкции самолетов для этой цели. Многие из них работают на легкодоступном авиационном топливе (керосине) или на обычном автомобильном дизельном топливе.

Моделирование показывает меньшую максимальную полезную нагрузку из-за более тяжелого двигателя, но также и большую дальность полета при средней полезной нагрузке.

Практическое применение

Дирижабли

Цеппелины «LZ 129 Hindenburg» и «LZ 130 Graf Zeppelin II» приводились в движение реверсивными дизельными двигателями. Направление работы изменялось путем переключения передач на распределительном валу. Начиная с полной мощности вперед, двигатели можно было остановить, переключить и вывести на полную мощность в обратном направлении менее чем за 60 секунд.

Романист и авиаинженер Невил Шут Норвегия писал, что демонстрационный полет дирижабля R100 был перенесен из Индии в Канаду,

«когда он получил бензиновые двигатели, потому что считалось, что полет в тропики с бензином на борту будет слишком опасным». Любопытно спустя более двадцати лет вспомнить, как все боялись бензина в те дни (около 1929 года), потому что с тех пор самолеты с бензиновыми двигателями провели бесчисленные часы полетов в тропиках, и они не загорались при каждом полете. Я думаю, правда в том, что в те дни все были настроены на дизель; казалось, что дизельный двигатель для самолетов был не за горами, с обещанием большой экономии топлива.

Следовательно, злополучный дизельный R101 с дизельным двигателем, который разбился в 1930 году, должен был лететь в Индию, хотя его дизельные двигатели были оснащены бензиновыми стартерными двигателями, и было только время заменить один на дизельный стартерный двигатель. В R101 использовался дизельный двигатель Beardmore Tornado aero, два из пяти двигателей были реверсивными с помощью регулировки распределительного вала. Этот двигатель был разработан на основе двигателя, используемого в железнодорожных локомотивах.

Сертифицированные двигатели

Ссылки