Авиация Второй мировой
На главнуюПоиск на сайте English
 
Моторы Швецова ДВС М-82 Ла-5 и М-82 Справка Авиадвигатели Нагнетатели «Циклон» SR-1820

Рождение Ла-5 или развитие и доводка мотора М-82 в годы ВОВ

Геннадий Серов

Однако следом за положительной оценкой самого самолета следовала во многом неожиданная отрицательная оценка работы моторов АШ-82ФН:

«Моторы АШ-82ФН на самолетах Ла-7 в эксплуатации оказались ненадежными. Основными дефектами их, выявленными при войсковых испытаниях, являются:

а) ступенчатая выработка гильз цилиндров и выработка поршневых колец;

б) попадание масла в систему всасывания мотора вследствие выработки маслоуплотнительных колец валика импеллера;

в) выработка направляющих штоков клапанов, приводящая к повышенному расходу масла через них».

Собственно, еще 18 сентября 1944 года командир дивизии полковник Сталин утвердил акт, в котором указывалось:

«В процессе боевой эксплуатации выявлены многочисленные отказы в работе мотора и его агрегатов, вследствие чего получаются: большой процент неисправных самолетов, тормозящих нормальную боевую работу полка, и небоевые потери.

Так, во время напряженных боевых действий за период с 14 по 17 сентября с/г включительно, средний процент неисправных самолетов по дефектам моторов составлял от 22 до 26%. За эти же дни полк потерял 3 самолета из-за отказов работы моторов в воздухе при полете в районе своего аэродрома (моторы №№ 829401, 8213269, 829406). Из них 2 случая произошли на планировании с убранным газом. При попытке дать газ для подтягивания, мотор не забрал. Предположительная причина -чрезмерное обеднение смеси, вплоть до полного выключения подачи топлива из-за большого разрежения в нагнетателе (обороты на планировании 1400-1600 об/мин, а дроссель на упоре малого газа)».

Но не эти дефекты оказались в центре внимания:

«Основные дефекты моторов следующие:

1. Ступенчатая выработка гильз цилиндров. Заменено 7 цилиндров и требуют замены еще 3 цилиндра.

2. Чрезмерно большой расход масла (до 20 л за 1 час полета на высоте до 3500 м, при максимальной температуре входящего масла 70 градусов) из-за выработки маслоуплотнительных колец валика нагнетателя и износа гильз цилиндров, приводящий иногда к падению давления мосла - 5 случаев».

Отмечалось также, что особенно большое количество дефектов наблюдалось на моторах производства завода №29.

Необходимо сказать, что в августе 1944 года впервые на серийных истребителях Ла-7 появились такие приспособления, как противопыльные фильтры на всасывающих патрубках мотора. История их была, что называется, «с бородой»: еще с глухих предвоенных времен было хорошо известно пагубное влияние пыли на срок службы авиамоторов. Противопыльные фильтры были предусмотрены еще в предвоенных ТТТ на серийные истребители 1941 года. Конструкторы самолетов обещали их сделать, но «попозже». Как нетрудно догадаться, с началом войны всем стало не до этих фильтров. Все же в 1942 году разработкой их занялись, но не конструкторы, а ЛИИ и ЦАГИ, так как главной проблемой было не допустить падения наддува мотора при их включении. Опытные образцы фильтров для разных типов самолетов были разработаны, проверены, но внедрены в массовую эксплуатацию только на штурмовиках Ил-2. На истребителях типа Як и ЛаГГ-3 легкосъемные фильтры иногда применялись, но только в запасных полках.

Такая вялая работа по противопыльным фильтрам объяснялась тем, что конструкторы самолетов были озабочены в основном повышением ЛТД своих изделий и снижением трудоемкости их изготовления, да и жизнь истребителей на фронте была короткой: моторы и так не успевали выработать положенный им ресурс.

Однако к 1944 году потери снизились, продолжительность фронтовой службы самолетов и моторов стало возрастать, и военные вновь стали

настойчиво требовать установки противопыльных фильтров на серийные истребители.

С.А. Лавочкин всегда внимательно относился к пожеланиям фронтовиков, поэтому поручил СКВ заводов №№21 и 381 разработать на конкурсных началах такие фильтры для Ла-7. Лучшей оказалась конструкция завода №381. При взлете и посадке (выпущенных шасси) входные отверстия всасывающих патрубков были закрыты заслонками, а воздух в мотор поступал через расположенные рядом «карманы» с мелкой сеткой «Дельбах» на входе. При уборке шасси заслонки механически открывались, а «карманы» — закрывались, и забор воздуха шел через штатные всасывающие патрубки.

Такие фильтры были приняты к серийной постройке - сначала на заводе №381, и в августе 1944 года Ла-7 с фильтрами начали появляться на фронте. Но качество изготовления первых фильтров оставляло желать лучшего: отмечалась их плохая подгонка и большие щели, а также ненадежность в эксплуатации.

Поэтому неудивительно, что наиболее вероятной причиной преждевременного выхода из строя гильз цилиндров и маслоуплотняющей системы нагнетателя было названо:

«... отсутствие на большинстве самолетов противопыльных фильтров при низком расположении всасывающих патрубков. На некоторых самолетах, на которых они установлены, фильтры вышли из строя в результате обратных вспышек. Кроме того, подгонка воздушных заслонок не удовлетворительна (щели 10-20 мм)».

Такая причина вполне устраивала завод №19, так как перекладывала всю ответственность за срыв боеготовности на самолетные заводы.

В процессе войсковых испытаний состояние моторов АШ-82ФН на самолетах Ла-7 в 3-й ГИАД обследовалось специальной комиссией представителей ВВС и НКАП. Комиссия установила: первые 10 часов моторы вели себя хорошо. Последующая их работа начала сопровождаться отказами цилиндров, вследствие наличия на зеркальной поверхности уступов, сработанности поршневых колец, сработанности направляющих втулок клапанов, нарушение лабиринтного уплотнения валика импеллера, что в целом и явилось причиной появления большого расхода масла от 25 до 45 литров на один час полета.

В дивизии (в 32 и 63 ГИАП) вследствие большого расхода масла (в среднем 25-35 кг за полет) в конце испытаний требовалоа заменись 16 моторов АШ-82ФН. Кроме того, на четырех самолетах Ла-7 требовалось заменить моторы по разным другим дефектам. Таким образом, из имеющихся в обоих полках 70 самолетов Ла-7 на 20-ти требовалась смена моторов, что составляло 26% неисправной материальной части. Из имеющихся в наличии 58 исправных самолетов на трех уже были заменены моторы по разным дефектам, а именно: вследствие выпадания контровки двойной шестерни газораспределения - один мотор, вследствие большого расхода масла - один мотор и вследствие появления стружки на фильтре Куно - один мотор. Кроме того, на 23 моторах было заменено 76 цилиндров по большому расходу масла и дымлению.

Комиссией была проведена большая работа по выявлению причин большого расхода масла.

Для определения степени влияния пропуска масла через уплотнения валика нагнетателя на расход масла на моторе № 8213743 был заменен собранный нагнетатель, а на моторах № 8213945 и № 82121058 были заменены уплотнительные кольца валика нагнетателя. Установлено, что после выполнения указанных работ расход масла уменьшился только на 4-5 кг. Таким образом, установлено, что пропуск масла через уплотнения валика нагнетателя не служит основной причиной большого расхода масла мотором.

Было осмотрено 20 цилиндров, снятых с моторов АШ-82ФН (№№ 82131022, 8213904, 8213938 и др.), установленных на самолетах Ла-7, наработавших в пределах от 9 до 20 часов. Осмотр цилиндров показал наличие ступенчатой выработки на расстоянии 50-60 мм от верхнего торца цилиндра по окружности.

Поршневые газоуплотнительные кольца на цилиндрах, имеющих ступенчатую выработку, имели полный износ конуса. Поршневые маслосбрасывающие кольца имели большой износ и острую кромку с заусенцами.

На грибках клапана всасывания и выпуска, с обеих сторон был обнаружен губчатый масляный нагар, что свидетельствовало о пропуске масла между направляющей втулкой и штоком клапана, а также через поршневые кольца.

Для определения влияния винтомоторной группы на износ цилиндров была осмотрена система выхлопа и питания мотора воздухом. Было установлено, что на самолетах Ла-7 выхлоп газа и питание мотора воздухом происходит в худших условиях, чем на самолетах Ла-5. На Ла-7 верхние и нижние выхлопные патрубки закрыты капотом и не находятся в потоке створок продува, вследствие чего выхлопные газы из этих патрубков частично ударяют в противопожарную перегородку и завихряются, от чего цилиндры задней звезды мотора работают в более тяжелых температурных условиях, чем на самолетах Ла-5ФН, но не выходящих из температурных режимов, указанных в инструкции по эксплуатации мотора АШ-82ФН.

Система питания мотора воздухом на самолетах Ла-7 с пылеулавливающими фильтрами и без них не предотвращала от попадания пыли в моторы при рулежке и взлете самолета. Существующие воздухозаборники при рулежке и на взлете самолета служили сборниками пыли, потому что заслонки воздухозаборников расположены в глубине их, а не по обтеканию центроплана. На самолетах, не имеющих пылеулавливающих фильтров, попадание пыли в мотор возможно также при пробе моторов на земле.

Из бесед с летным и техническим составом 32 и 63 гв. полков, эксплуатирующих самолеты Ла-5ФН с 1943 года и самолеты Ла-7 с 1944 года, просмотра формуляров и наблюдения представителей завода №19 было установлено, что отступлений от инструкции по эксплуатации мотора АШ-82ФН, а также от рекомендованных сортов топлива и масел не наблюдалось.

Кроме этого отмечалось, что 137-й ГИАП этой же дивизии, работая на тех же аэродромах, что и 32 и 63 ГИАП, и будучи укомплектован 13-ю самолетами Ла-5ФН с моторами АШ-82ФН, имел в сентябре 1944 года только 4 случая выхода цилиндров из строя по кольцевой выработке, при средней наработке моторов, установленных на самолетах Ла-5ФН, равной 80 часов.

В результате представленных комиссией материалов и проведенной работы в 3-й ГИАД комиссия сделала следующие выводы:

«Предположительными причинами преждевременного выхода из строя моторов АШ-82ФН на самолетах Ла-7 по ступенчатому износу зеркала цилиндров и большому расходу масла являются:

1. Не соответствие техническим условиям изготовления цилиндров, поршневых колец и направляющих клапанов.

2. Попадание большого количества пыли в цилиндры через воздушную систему питания мотора воздухом. Существующая система питания мотора воздухом на самолетах Ла-7 с пылеулавливающими фильтрами и без них не предотвращает от попадания пыли в цилиндры мотора.

Настоящее предположение подтверждается эксплуатацией моторов АШ-82ФН, эксплуатирующихся в 137 ГИАПе 3 ГИАД на самолетах Ла-5ФН в более тяжелых аэродромных (пыльных) условиях при наработке от 18 до 98 часов, и имеющих в сентябре месяце с.г. замену только 4 цилиндров по дефекту кольцевой выработки зеркала.

3. Существующая капотировка мотора - уменьшение щелевых отверстий для протока воздуха, охлаждающего мотор, а также расположение двух верхних и двух нижних выхлопных патрубков вызывает повышенные температурные состояние цилиндров, особенно задней звезды, что при работе на обогащенной смеси может влиять на кольцевую выработку цилиндров. Это подтверждается большим выходом цилиндров задней звезды моторов АШ-82ФН.

4. Практика частичной замены отдельных цилиндров на моторах АШ-82ФН показала, что это не дает гарантии в полной выработке моторесурса, так как после нескольких полетов выходят из строя следующие цилиндры (ранее не заменявшиеся). Поэтому для обеспечения бесперебойной работы дивизии, НКАП должен обеспечить дивизию соответствующим резервом цилиндров».

Наработка моторов АШ-82ФН на самолетах Ла-7 в 3-й ГИАД к этому времени составила: средняя - 42 ч 50 мин, из них в воздухе - 34 ч 57 мин; максимальная - 69 часов, из них в воздухе - 56 ч 20 мин.

Таким образом, как видим, первоначально названная военными основная причина выхода из строя цилиндров - попадание пыли, стала отходить на второй план, а главной причиной они стали теперь называть недостаточно высокое качество производственного выполнения этих узлов мотора на заводах №№ 19 и 29.

6 ноября 1944 года в письме Г.М. Маленкову А.А. Новиков докладывал: «В частях ВВС имеется много случаев преждевременного выхода из строя моторов АШ-82ФН, установленных на самолетах Ла-7.

Основной причиной выхода из строя моторов АШ-82ФН является ступенчатая выработка зеркала гильз цилиндров.

Так например, только в 3 ГИАД (3 В А) в течение октября месяца с.г. было заменено по этой причине 109 цилиндров на 36 моторах, причем цилиндры были заменены в среднем на 25-30 часу работы мотора. В настоящее время в этой же дивизии требуется, из-за отсутствия цилиндров, замена 25 моторов, в 6 ВА - 38 моторов и в 4 ВА - 11 моторов.

Преждевременный износ зеркала цилиндров моторов АШ-82ФН, установленных на самолетах Ла-7, вызываются следующими причинами:

1. Применение некачественного материала для изготовления цилиндров и неправильной их термической обработкой, что подтверждается анализом, произведенным в лаборатории ГК НИИ ВВС;

2. Недоработкой винто-моторной группы самолета Ла-7.

К основным недостаткам винтомоторной группы самолета Ла-7 относится — необеспеченность нормального температурного режима мотора при наборе высоты и неудовлетворительная конструкция пы-леочистительных фильтров».

Завод №19 по-прежнему продолжал отрицать какую-либо свою причастность к появлению этого дефекта. Единственной «реакцией» его стал выпуск инструкции, согласно которой для улучшения борьбы с пылью тех-составу в частях нужно было регулярно смазывать моторным маслом внутреннюю полость всасывающих патрубков и противопыльные фильтры, а также менять масло в моторе и маслосистеме самолета через каждые пять часов полета.

Руководство НКАП отреагировало также довольно привычно. Постановлением ГКО от 20 октября 1944 года предписывалось в 4-м квартале увеличить выпуск моторов АШ-82ФН: по заводу №19 - с 22 до 25, и по заводу №29 - с 5 до 7 моторов в сутки.

В этой ситуации ОКБ Лавочкина не оставалось ничего, как предпринимать новые усилия по улучшению конструкции противопыльных фильтров с тем, чтобы снять обвинения в свой адрес. На заводе №21 была разработана новая конструкция противопыльных фильтров с приводом от гидросистемы уборки и выпуска шасси. Входные отверстия всасывающих патрубков на взлете и посадке по-прежнему закрывались заслонками, но забор воздуха при этом теперь осуществлялся через два закрытых сеткой «Дельбах» отверстия в верхней части капота. При уборке шасси эти отверстия закрывались гидросистемой самолета, а штатные патрубки в носке центроплана открывались. Конструкция эта была более сложной, но зато теперь уже никто не мог сказать, что патрубки с фильтрами расположены слишком низко и слабо защищены от пыли. Новые патрубки были внедрены в серийное производство в марте-апреле 1945 года.

Конечно, в принципе нетрудно было понять, что пыль не может быть истинной причиной появления износа цилиндров. Ведь Ла-7 по-прежнему являлся единственным истребителем, на котором были установлены пусть и неважные противопыльные фильтры, но на котором тем не менее был выявлен этот дефект. А как же многочисленные Яки? Ведь на них противопыльные фильтры отсутствовали вовсе, а всасывающие патрубки также были расположены низко.

С наступлением поздней осени и зимы и резким снижением пыльности аэродромов стало окончательно ясно, что дело не в пыли, а в конструкции и/или технологии изготовления самого мотора. Но аргументированно доказать это было непросто. Все же такие попытки со стороны ВВС последовали. Так, в январе 1945 года в докладе «О работе моторов АШ-82ФН, установленных на самолетах Ла-5 и Ла-7 в 1-м Гвардейском истребительном авиационном Минском корпусе» говорилось:

«Первоначальное объяснение причин ступенчатой выработки цилиндров — «эксплуатация самолетов на пыльных аэродромах», явилось не правильным, так как целый ряд предупредительных мероприятий (смазывание маслом внутренней полости всасывающего сопла и противопыльных фильтров, регулярная замена масла через каждые пять часов полета, строгое соблюдение правил эксплуатации данного мотора летным составом и других мероприятий, проводимые техническим составом) положительных результатов по уменьшению расхода масла не дало, а поэтому основной причиной ступенчатой выработки цилиндров нужно считать: - несоответствие техническим условиям изготовление цилиндров, поршневых колец и направляющих клапанов».

Начальник УТЭ ВВС КА генерал-лейтенант ИАС Ф.Н. Шульговский в начале марта 1945 года докладывал статистику по дефектам самолетов и моторов ВВС КА за 1944 год:

«По мотору АШ-82Ф и ФН: 1. Выработка и поломка поршневых колец и ступенчатая выработка цилиндров.

Всего было 882 случая, в результате чего произошло: аварий самолетов - 5, аварий моторов - 188, поломок и вынужденных посадок самолетов - 17, простои и потери боеготовности - 672. По заводам этот дефект распределяется следующим образом: завод №19-845, завод №29 - 37. Следует отметить, что количество случаев этого дефекта в течение года всё увеличивалось. Так, например:

в январе было 13 случаев

в феврале 7

в марте 10

в апреле 12

в мае 40

в июне 24

в июле 132

в августе 77

в сентябре 99 в октябре 174

в ноябре 112

в декабре 190

Дефект этот является следствием грубых нарушений технологии производства гильз цилиндров (неравномерный и недостаточный слой азотации, пониженная твердость, сернистые включения) и плохого устройства фильтра и воздухоприемника на самолете Ла-7».

Других дефектов на моторах АШ-82ФН было гораздо меньше:

прогар, обрыв и заедание клапанов - 172 случая,

поломка клапанных пружин - 75 случаев,

износ и разрушение направляющих втулок клапанов, разрушение седел клапанов - 82 случая, обрывы шатунов - 67 случаев, поломки валиков: переходников привода агрегата НБ-ЗУ, привода к масло- и бензопомпам, привода к генератору - 188 случаев.

Надо сказать, что завод №19 в течение 1944 года не предпринимал каких-либо серьезных усилий по совершенствованию мотора АШ-82ФН. Хотя были внедрены в серию моторы ФН 2-й, 3-й, а затем и 4-й серий, их отличия от моторов 1-й серии были невелики.

В отсутствие каких-либо реальных мероприятий по устранению износа цилиндров ВВС вынуждены были принимать меры, так сказать, «экстенсивного» плана: организовывать замену дефектных цилиндров и моторов с последующим восстановлением их в ремонтных мастерских.

Из доклада 10 февраля 1945 года Главного инженера ВВС КА А.К. Репина А.А. Новикову:

«Докладываю о состоянии парка самолетов Ла-5 и Ла-7 с моторами АШ-82ФН, по состоянию на 1.2.45 года.

Самолетов Ла-5 и Ла-7
Всего Исправных Неисправных % неиспр-х
В частях Действующей Армии
с-тов Ла-5 АШ-82ФН 1075 866 209 19,5
с-тов Ла-7 АШ-82ФН 433 306 127 29,3
Всего: 1508 1172 336 22,3
В тыловых частях ВВС КА
с-тов Ла-5 АШ-82ФН 412 301 111 27,0
с-тов Ла-7 АШ-82ФН 458 439 19 4,1
Всего 870 740 130 14,9

Из числа неисправных 320 самолетов Ла-5 АШ-82ФН и 146 самолетов Ла-7 АШ-82ФН, т.е. 466 самолетов с мотором АШ-82ФН, 203 самолета неисправны из-за моторов, что составляет 8,5% к всему парку самолетов Ла-5 и Ла-7...

Положение с моторами АШ-82ФН будет оставаться тяжелым, если нам не будет оказана со стороны НКАП действенная помощь реальной поставкой запасных частей, и в первую очередь, цилиндров, а также самих моторов.

Для характеристики положения обеспеченности ВВС моторами АШ-82 и запчастями к ним, привожу следующую таблицу:

Обеспечение ВВС моторами
Факт. потр-сть
на 1кв. 1945г.
Принято к поставке
НКАП в 1 кв. 1945г.
Поставлено НКАП
в январе 1945г.
Моторы АШ-82ФН
ред. 11/16
400 55 10
Моторы АШ-82ФН
ред. 9/16
433 306 127
Всего: 250 35 15

Кроме того, для увеличения выпуска авиационных моторов из капитального ремонта требуется отпуск авиамастерским электроэнергии и хромового ангидрида. То и другое необходимо для восстановления цилиндров хромированием.

В январе месяце большинство мастерских работало с плохой загрузкой станочного парка из-за неподачи электроэнергии, а хромового ангидрида в январе получили от промышленности вместо утвержденного постановлением ГОКО но I кв. 1945 г. - 30000 кгр, всего 1500 кгр».

Источники

  • "Авиация и космонавтика /№ 2,3,4,7,8,9,10, 2005 г., Геннадий Серов/

<< | >>

©AirPages
2003-