Kategorie
1939-1945

Silniki BMW 801 w myśliwcach Focke Wulf Fw 190

Dzięki temu na pułapach poniżej maksymalnego ciśnienia doładowania można było zwiększyć moc. Również podczas startu, czy też w sytuacji awaryjnej, a przede wszystkim podczas pojedynku pozwalało to zwiększyć na krótki czas osiągi. Jak zawsze w przypadku Fw 190 cały mechanizm był pomyślany w ten sposób, by maksymalnie ułatwić prace pilotów. Nie musiał on używać dodatkowej dźwigni lub przełącznika. Dźwignia MW-50 była sprzęgnięta z dźwignią przepustnicy. Wystarczyło, że pilot przesunął dźwignię poza określony punkt i pompa wtryskująca MW-50 była automatycznie uruchamiana. Silnik BMW by jednak dość wrażliwą konstrukcją i podczas zbyt długiego używania mieszanki dochodziło do problemów ze świecami zapłonowymi. Z czasem udało się jednak doprowadzić efektywny czas używania do około 10-20 minut((Silniki Deimler-Benz, w których również stosowano mieszankę były mniej wrażliwe na wtryski MW 50 i mogły pracować dłużej z tą mieszanką.)).
Innym systemem stosowanym w celu podniesienia mocy silnika był GM 1. Jednocześnie w momencie używania GM 1 Komandogerät powodował zwiększenie ilości wtryskiwanej benzyny by zrównoważyć dodatkową porcję powietrza i zachować idealne proporcje mieszanki.
Pomimo swoich zalet system ten nie zyskał zbyt dużego uznania u pilotów i mechaników. Spalanie benzyny rosło w sposób znaczący, urządzenie było skomplikowane i co ważne ważyło dość sporo, co w odczuwalny sposób obniżało możliwości manewrowe samolotu. Jakby nie patrzeć na ten system, powodował on krótkotrwały wzrost mocy do poziomu 2100KM, co stanowiło znacząca poprawę w porównaniu do seryjnej mocy maksymalnej, jaką oferował silnik BMW 801 D-2((Warto zaznaczyć, iż silnik w wersji BMW 801 D2, był przystosowany do zimnego startu, co nie znaczy, że nie stosowano go w innych jednostkach produkowanych przez BMW. Podczas takiej operacji pewna ilość benzyny była wlewana do zbiornika oleju, by rozrzedzić zgęstniały z zimna olej. Zapewniało to odpowiednio smarowanie tuż po uruchomieniu. Po rozgrzaniu oleju benzyna odparowywała, a ciepły olej był w stanie już samoistnie zapewnić odpowiednie smarowanie. Patent ten działał jednak dobrze jedynie w przypadku natychmiastowego startu bez długiego kołowania. Kluczowe było doprowadzenie silnika do mocy bojowej, by jak najszybciej odparować benzynę z oleju. Z problemem zimnego rozruchu radzono sobie również w bardziej prozaiczny sposób, paląc małe ogniska pod samolotami. Pomagało to również obsłudze samolotu w wykonywaniu swoich czynności.)).
Zanim jednak udało się dopracować oba systemy, wojna przybrała niekorzystny dla Niemców obrót i produkcja tych skomplikowanych urządzeń w obliczu ciągłych nalotów zarówno w dzień, jak i w nocy stała się niezwykle utrudniona. Liczba zestawów była mała, a tempo wprowadzania do poszczególnych jednostek było dalekie od wymaganego((W. Wagner, op.cit, s. 124.)). Wystarczy stwierdzić, iż GM 1 po raz pierwszy było testowane w 1941 roku, a do produkcji seryjnej weszło po 2 latach i to tylko na ograniczoną skalę.
Mimo wzrostu mocy nie nadążano za zadaniami, które były stawiane maszynie. Coraz to nowe wersje wyposażenia i zwiększanie maksymalnego udźwigu powodowało, iż nawet przy założeniu używania któregoś z systemów wspomagających samolot i tak był za wolny. Podwieszenie bomby pod kadłubem czyniło samolot ociężałym w powietrzu. Maksymalny ładunek, jaki podwieszano, wynosił 1000kg. Bomba musiała mieć wtedy obciętą jedną z lotek, by samolot mógł w ogóle wystartować. Praw fizyki nie dało się oszukać. Każde dodatkowe wyposażenie zakłócało opływ powietrza. Nawet po odrzuceniu bomby czy też dodatkowego zbiornika paliwa pomimo tego, iż samolot stawał się lżejszy należało się liczyć ze spadkiem prędkości wywołanym przez uchwyty i zamki bombowe. Każdy taki dodatek zmniejszał prędkość o około 10 km/h, a jeśli podwieszona była bomba nawet o 30 km/h. Jeśli założymy bomby pod skrzydłami i dodatkowy zbiornik paliwa spadek prędkości może być rzędu nawet 90 km/h((W Wielkiej Brytanii powstał ciekawy raport na temat dodatkowych zaczepów i kształtu przenoszonych zbiorników i bomb bazujący na próbach przeprowadzonych właśnie na Fw 190 wyposażonym w silnik BMW 801. Konkluzje z prowadzony prób z maszyną z bombą o masie 500kg pod kadłubem i dwoma zbiornikami pod skrzydłami (wersja G maszyny Fw 190, dalekiego zasięgu) były przeznaczone dla przyszłościowych samolotów mających poruszać się z prędkością dźwięku lub wyższą. RAE Technical Note No. Aero 1387 <http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/rae-1387.pdf> [20.11.2012])).
Jednym z silników rozwijanych równolegle z produkcją BMW 801D był BMW 801TS((Silniki te dostarczano jako kompletne zespoły napędowe. Spowodowane to było koniecznością montażu wydajniejszej chłodnicy i większego zbiornika oleju, które były umieszczone obok siebie w opancerzonym pierścieniu z przodu silnika. W połączeniu z 14 łopatkowym wentylatorem chłodzącym otrzymywaliśmy komplety zespół napędowy. Warto zaznaczyć iż oznaczenie i parametry poszczególnych eksperymentalnych silników są podawane w różny sposób w dostępnej bibliografii co powoduje pewne zamieszanie i tworzy nie do końca jasny obraz historii tego motoru.)) wyposażony w pojedynczą sprężarkę dwubiegową połączoną z systemem GM 1. Zachowało się jednak niewiele dokumentów fabrycznych opisujących ten motor. Na poziomie morza miał dostarczać 2000 KM i być wyposażony w 14 łopatkowy wentylator chłodzący, większą chłodnicę oleju lepsze opancerzenie. Rury wydechowe cylindrów 9 i 10 łączące się w jedną w silnikach D-2 rozłączono(( P.Rodeike, op.cit., s. 269.)). Silnik ten wraz z wersjami TU((Zastosowanie tego motoru podnosiło masę samolotu o około 35 kg. Silnik TU był w pełni wymienny z jednostkami D2 (F600) Baubeschreibung Nr. 284 Jagdflugzeug Fw 190 A-8 <http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/td284.pdf> [20.11.2012])) i TH miał być motorem przejściowym aż do wprowadzenia wersji F, która nigdy nie została wprowadzona do produkcji. Wersja F((Dla tej wersji przewidziano możliwość instalacji turbosprężarki, która z pewnością poprawiłaby osiągi na dużych pułapach. Szacuje się, że jej montaż pozwoliłby utrzymać moc maksymalną na pułapach do 12000m . Moc bojowa przewidziana dla silnika to 2200 KM. Na stanowiskach testowych udało się nawet podnieść moc do 2600KM, ale z przyczyn niezależnych od firmy wprowadzenie motor do produkcji nie powiodło się. )) zapowiadał się niezwykle ciekawie i miała mieć 2400 KM, co mogło znacząco odmienić parametry samolotu. Wersje TU, TS i TH((Od silników TS/TH nazwa miano wprowadzić nową nazwę dla rodziny Fw 190 – miast A-8 od tego momentu samoloty miały nosić oznaczenie A-9.)) były mogły być w łatwy sposób wymienione na D. Moc 2000 KM osiągana była m.in. poprzez wyższe ciśnienie na poziomie 1.65 ata. A spalanie wynosiło 290g/KM/h. Silników tych produkowano jednak bardzo skromne ilości czego przyczyną były zbyt małe moce produkcyjne firmy.
Wraz ze wprowadzaniem odmiany oznaczonej jako Fw 190 A-8 do użytku wszedł udoskonalony system wtryskujący mieszankę MW 50 pozwalający na dłuższe jej użytkowanie. Za fotelem pilota znajdował się zbiornik o pojemności 115 litrów, który mógł również służyć jako dodatkowy zbiornik paliwa.
Próbując poprawić sprawność silnika na dużych pułapach, rozpoczęto próby z silnikiem BMW 801 TJ wyposażonym w turbosprężarkę. Jednocześnie prowadzone dalej próby z użyciem GM 1 pozwalały na utrzymanie maksymalnej mocy aż do pułapu 8000 metrów i użytkowanie przez maksymalnie 17 minut. Jego masa jednak była nadal zbyt duża. Przez niemal dwa lata system GM 1 nie mógł doczekać się modyfikacji pozwalających zastosować go na szeroką skalę. System ten w połączeniu z silnikiem 801 D nie mógł jednak zastąpić doładowanego turbosprężarką BMW 801 TJ. Etap wojny, na którym znajdowały się Niemcy, nie pozwalał już na spokojne rozwijanie nowych technologii. Coraz bardziej skupiano się na intensyfikacji produkcji znanych już konstrukcji. Dla III Rzeszy trwała już nie walka o zwycięstwo, a walka o przetrwanie. W zasadzie był to już koniec rozwoju silników BMW 801 na większą skalę. Jego możliwości się wyczerpały. Bez sprężarek i zwiększonych możliwości na dużych wysokościach silnik BMW 801 nie był w stanie dorównać konstrukcjom aliantów. Kurt Tank chcąc dalej rozwijać swoje projekty, musiał skierować uwagę w stronę chłodzonych cieczą silników Daimler Benz i Junkers. Ostatecznie wybór padł na motor Junkersa. Silnik Daimler Benz podobnie jak BMW 801 TJ cały czas nie mógł osiągnąć odpowiedniej sprawności, która pozwalałaby na wprowadzenie go do produkcji seryjnej. Warto zauważyć, iż w wersjach F, by poprawić osiągi na niskich pułapach, zastosowano dodatkowy wtrysk paliwa do sprężarki oraz podniesiono awaryjne ciśnienie doładowania z 1,42 ata do 1,65 ata. Pozwalało to zwiększyć prędkość o około 20-24 km/h(( G. Aders, Fw 190 F, Boylstone 1986, s. 9. Inne źrdła podają przedział 35-40 km/h.)). Zwiększona moc osiągana była na pułapie do 1 km. Kluczowym aspektem było baczne zwracanie uwagi na temperaturę oleju by uniknąć przegrzania silnika. Włączenie dodatkowego wtrysku paliwa do sprężarki było dopuszczalne jedynie podczas lotu z maksymalnie otwarta przepustnicą i automatycznym skokiem śmigła. Zabronione było używanie wtrysku na ziemi. W związku ze wzrostem ciśnienia do 1,65 ata pompa paliwa nie była w stanie dostarczyć odpowiedniej ilości paliwa. Konieczne było dostarczenie większej jego ilości, poprze dodatkowy wtrysk do sprężarki. Użytkowanie systemu było dopuszczane jedynie w przypadku używania specjalnych świec zapłonowych Bosch DW 240 ET 7/1a . Warto zaznaczyć, iż podniesienie ciśnienie doładowania stało się możliwe dzięki wzmocnieniu tłoków, które został już wcześniej wprowadzone do silników D-2. Co ciekawe system ten można było zamontować do starszych silników wersji D-2, jeśli były wyposażone we wzmocnione tłoki(( D.(Luft)T.2190 A-1 Teil 7, Ausgabe September 1943, s. 9-11.)).
W sumie powstały 22 znane nam odmiany silników BMW 801 z czego 11 było produkowanych seryjnie. Do końca wojny wyprodukowano około 30000 jednostek napędowych tego typu . Przybliżona cena dla modelu BMW 801 C w 1940 roku wynosiła 61000 RM((K. von Gersdorff, H. Schubert, S. Ebert.., s. 63.)).

Bibliografia:
Źródła:
– D.(Luft)T.2190 A-1 Teil 7, Ausgabe September 1943.
(F600) Baubeschreibung Nr. 284 Jagdflugzeug Fw 190 A-8 <http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/td284.pdf> [20.11.2012]
– D.(Luft)T.2190A-1, Teil 0, Ausgabe Oktober 1943.
– RAE Technical Note No. Aero 1387 <http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/rae-1387.pdf> [20.11.2012]

Opracowania:
– Aders G., Fw 190 F, Boylstone 1986.
– Caldwell D., JG 26. Top Guns of the Luftwaffe, New York 1991.
– Gersdorff K. von , Schubert H. , Ebert S. , Flugmotoren und Strahltriebwerke, Bonn 2007
– Janowicz K.J, Fw 190 vol. 1, Lublin 2003.
– Kens K., Nowarra H.J., Die Deutschen Flugzeuge 1933-1945, München 1972.
– Lorenz T., BMW als Flugmotorenhersteller 1926-1940, Oldenburg 2008.
– Priller J., Geschichte eines Jagdgeschwaders, Neckergemünd 1965.
– Rodeicke P. , Focke Wulf Jagdflugzeug Fw 190 A,Fw 190 „Dora” ta 152, Eutin 1998.
– Wagner W. , Kurt Tank: Focke Wulfs designer and tetpilot, Atglen 1998.

Zdjęcie: Schemat silnika BMW 801. Źródło: depositfiles.com [15.04.2012]

Autor: dr Krzysztof Kuska

dr Krzysztof Kuska , analityk bezpieczeństwa, specjalista w dziedzinie lotnictwa wojskowego, historyk. Współpracował m.in. z magazynami: "Jane's Defence Weekly", "Defence and Security Alert", „Airforces Monthly”, „Combat Aircraft”, „Lotnictwo Aviation International” , „Lotnictwo", "Polska Zbrojna". Więcej na krzysztofkuska.com.