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

При наличии нужных запчастей вся тяжесть восстановления боеготовности самолетов Ла-7 ложилась на техсостав частей и соединений. Их ратные подвиги были в свое время отражены даже в советской мемуарной литературе. Так в книге А.Ф. Семенова и Б. Дашцэрэн «Эскадрилья «Монгольский Арат», посвященной истории 2-го гвардейского ИАП, находим:

«Однажды 2-й гвардейский полк перебазировался на новое место. На прежнем аэродроме остались четыре самолета, в моторах которых требовалось заменить цилиндры и поршневые кольца. Это трудная работа, и на нее обычно уходило около двух дней. Но это вовсе не устраивало командира звена старшего лейтенанта М.Е. Рябцева, лейтенанта Г. В. Уткина и других летчиков. И они вместе с механиками и техниками почти всю ночь ремонтировали самолеты и к утру ввели их в строй... Настоящий трудовой подвиг совершили два механика - В. И. Кузнецов и В.Н. Дубровский. На самолете, который они обслуживали, основательно износился мотор: упала тяга, увеличился расход масла. Инженеры пришли к выводу, что нужно менять поршневые кольца во всех цилиндрах. Операция трудоемкая, на нее, по самым скромным расчетам, должно было уйти два-три дня. Но Кузнецов и Дубровский возвратили самолет в строй за одну ночь. Даже видавший виды инженер не смог скрыть, своего удивления и восхищения, когда проверял их работу...»

В результате принятых мер, а также большого количественного превосходства ВВС КА над противником, пониженный ресурс моторов АШ-82ФН практически не сказался на результатах боевой работы частей, вооруженных самолетами Ла-7. Они успешно закончили войну и не раз еще показывали свою высокую живучесть в бою.

На самолете Ла-7 закончил войну лучший советский ас И.Н. Кожедуб, сбивший на Ла-5 - 45 и Ла-7 - 17, а всего 62 самолета врага.

Завод №19 и в 1945 году продолжал упорно отметать все претензии в свой адрес. Так в январе 1945 года в отчете старшего военпреда завода инженер-майора И.К. Четверика отмечалось:

«... Эксплуатация моторов проводилась на самолетах Ту-2, Пе-8, Ла-5, Ла-7, Ли-2. На самолетах Ту-2 и Пе-8 в большинстве случаев моторы отрабатывают свой ресурс, а на всех остальных лимитирует цилиндровая группа, особенно на самолетах Ла-7. Для устранения преждевременного износа цилиндровой группы на самолетах Ла-7 заводом выпускается эксплуатационный бюллетень, в котором предусмотрены профилактические мероприятия...»

В марте: «В каждой воздушной армии созданы точки по замене цилиндров на самолетах Ла-7, куда выделены заводские бригады. Для меньшего простоя самолеты в указанные точки приходят лётом, где после замены цилиндровой группы проводят приработку мотора и облет по кругу, с последующей отметкой в формуляре о допуске мотора к эксплуатации...

Из поступивших отчетов можно сделать вывод, что цилиндровая группа моторов АШ-82ФН лимитирует ресурс работы моторов как на самолетах Ла-7, так и на самолетах Ла-5. Выработка установленного ресурса работы мотора является редким явлением, и притом с заменой нескольких цилиндров...»

В апреле: «Рекламации: По АШ-82ФН - поступило 147, принято 22, отклонено 125...

Надо отметить, что почти все отклоненные рекламации относятся к числу односторонних, которых в апреле поступило особенно много, и рекламаций по износу гильз цилиндров на Ла-7, которые завод также не принимает, считая виновником завод №21 и №381...»

В мае: «... Эксплуатация моторов типа АШ-82ФН происходила в основном на самолетах типа Ла-5, Ла-7 и Ту-2. Моторы, установленные на самолеты типа Ла-7 ред. 11/16, установленный заводом ресурс в 100 часов не вырабатывают. Лимитирует по-прежнему цилиндровая группа по причине выработки зеркало цилиндров и поршневых колец. Выпускаемые в настоящий момент самолеты Ла-7 с новыми воздухозаборниками, исключающими попадание пыли в цилиндровую группу мотора, очевидно несколько улучшат положение с цилиндровой группой, но пока нет сведений из эксплуатирующих организаций о их работе...»

Надо отметить, что работа военпредов, особенно в военное время требовала от них немалой изобретательности и искусства дипломата. В процессе серийного производства на заводах шла непрекращающаяся борьба как за качество, так и за количество. Нетрудно понять, что это были взаимоисключающие требования. По требованию ГКО и наркоматов даже в самом конце войны наши заводы продолжали наращивать темп выпуска и максимум был достигнут в марте-апреле 1945 года.

Сейчас часто раздаются голоса, дескать, зачем это было нужно, ведь было ясно, что война вот-вот закончится. Однако это только теперь мы знаем всё, а тогда Сталин, опасаясь всяких неожиданностей, не давал расслабиться никому.

Но при постоянно увеличивающемся темпе выпуска сохранять на должной высоте качество продукции удавалось далеко не всегда. Периодически при приемке готовой продукции военпреды выявляли те или иные дефекты, и перед ними вставал извечный вопрос: что делать? Если не принимать, то будет большой скандал, и чем кончится дело неизвестно. Если принять, то пойдут претензии из строевых частей, и нагоняй от своего начальства тоже обеспечен. В большинстве случаев приходилось договариваться с заводчанами и искать взаимоприемлемые решения, «не вынося сор из избы». Правда, в 1946 году эта практика сильно «аукнулась» А.И. Шахурину, А.А. Новикову, А.К. Репину, Н.П. Селезневу и некоторым другим руководящим работникам ВВС и НКАП.

Но в начале 1945 года И.К. Четверик еще проявлял дипломатичность и лишь потом обстоятельно изложил то, что же происходило тогда на заводе №19 на самом деле.

В те дни, когда вся страна праздновала победу, в Перми обстановка была далеко не праздничной. Наконец-то, ответственность за появление дефектов цилиндров моторостроителями была признана, и начался «разбор полетов», похожий на детективный триллер. Впрочем, слово нужно предоставить непосредственному свидетелю и участнику событий «горячего лета 1945 года» инженер-майору Ивану Кузьмичу Четверику:

«В основу проведения работ по борьбе с преждевременным износом и уступчатой выработки цилиндров моторов АШ-82ФН в 1945 году, за исключением нескольких предложений возникших в последнее время, были вновь положены предположения о причинах образования дефекта, уже неоднократно подвергавшиеся проверке в прошлые годы на различных типах выпускаемых заводом моторах.

Кратко эти предложения сводятся к следующему:

1. Неравномерная глубина и твердость азотированного слоя по длине рабочей поверхности гильзы.

2. Распор силами газов верхнего поршневого кольца в такте расширения.

3. Волнистая поверхность торцов газоуплотнительных колец приводящая к прорыву газов из камеры сгорания в межкольцевые пространства, к сгоранию и коксованию в них масла и, следовательно, к быстрому износу цилиндров.

4. Высокая степень чистоты рабочей поверхности цилиндра, недостаточно хорошо удерживающая масло, особенно в верхней части цилиндра, в начальный период работы мотора.

5. Отступления от технологии испытания моторов, заключающиеся в игнорировании заливки масла в цилиндры перед началом испытания, прокачки масло-магистрали мотора горячим маслом перед запуском и недостаточном прогреве моторов во время приработки.

6. Короткая (по времени) приработка моторов перед контрольным испытанием.

7. Плохая работа топливной аппаратуры, могущая проявляться в некачественном распыле топлива форсунками и неравномерной подаче топлива по цилиндрам насосом непосредственного впрыска.

8. Неравномерное распределение воздуха воздушными дефлекторами, устанавливаемыми на цилиндры моторов, собираемых на контрольное испытание и ведущее к неравномерным тепловым деформациям цилиндров.

9. Завышенные перекосы отверстий в главном шатуне под пальцы прицепных шатунов и фланца крепления цилиндров к зеркалу цилиндра, нарушающее движение поршня по рабочей поверхности цилиндра.

10. Осушающее действие маслосборных колец, расположенных в 4-й канавке поршня.

11. Повышенное содержание в масле бензина.

12. Возможность дымления цилиндров, если на них отсутствует уступчатая выработка, от неравномерной затяжки цилиндровых гаек.

13. Режущее действие 1-го поршневого кольца имеющего острую рабочую кромку и работающего по сравнению с другими кольцами в наиболее трудных условиях.

14. а) Раструб, получающийся в верхней части гильзы в результате тепловой деформации цилиндра и усугубляющий режущее действие 1-го газоуплотнительного кольца.

б) Отрывание 1-го газоуплотнительного кольца от профиля рабочей поверхности на кривизне, образующей тепловой раструб в верхней части гильзы цилиндра.

ПРОВЕДЕННЫЕ ОПЫТНЫЕ РАБОТЫ

1. Для определения равномерности по длине и окружности рабочей поверхности цилиндров глубины и твердости азотированного слоя были подвергнуты металлографическому исследованию ряд новых цилиндров, снятых с моторов по наличию уступчатой выработки.

Металлографическим анализом установлено, что все вновь выпускаемые цилиндры, а также 70% цилиндров с уступчатой выработкой имеют глубину и твердость азотированного слоя по длине и окружности зеркала, вполне соответствующие техническим условиям.

Но, тем не менее, на всех исследуемых образцах обнаружено, что непосредственно в месте уступчатой выработки, толщина азотированного слоя и твердость поверхности, не выходя из пределов технических условий, все же несколько ниже, чем в точках лежащих до и после выработки. Обычно уменьшение толщины слоя соответствует величине порядка 0,02-0,05 мм, а уменьшение твердости достигает 2-х единиц.

Факт уменьшения в месте уступчатой выработки толщины и твердости азотированного слоя свидетельствует о том, что кольцевая выработка есть не что иное, как местный износ рабочей поверхности.

Для дополнительного подтверждения влияния на образование уступчатой выработки неравномерной глубины и твердости азотированного слоя, в период наибольшего подъема дефекта было проведено контрольное испытание 10 моторов АШ-82ФН, с цилиндрами, изготовленными под строгим технологическим наблюдением.

Результат испытания оказался неудовлетворительным, так как 2 мотора было снято с испытания по дымлению 5-ти цилиндров, из которых 4 цилиндра имели уступчатую выработку. Таким образом, указанным испытанием удалось установить, что параметры глубины и твердости азотированного слоя основной причиной, вызывающей уступчатую выработку, не являются.

2. Проверка мнения появления уступчатой выработки вследствие распора силами газов верхнего поршневого кольца в такте расширения была произведена построением схемы сил, действующих в цилиндре мотора АШ-82ФН.

Из этой схемы очевидно, что распор силами газов первого газоуплотнительного кольцо в момент прохождения им рабочей поверхности цилиндра, на которой в подавляющем большинстве случаев образуется местная кольцевая выработка, сравнительно невелик и вряд-ли может иметь существенное значение на образование выработки. И в самом деле, если в начале движения поршня от ВМТ над его днищем в такте расширения действует усилие газов, равное 11200 кг, то в момент прохождения им зоны образования уступов над его днищем действует усилие, составляющее всего лишь 4000 кг.

3. Влияние на образование кольцевой выработки коробления торцев поршневых колец было проверено на двух малых сериях моторов АШ-82ФН по 100 моторов в каждой, с постановкой на все поршни этих моторов га-зоуплотнительных колец, лапингован-ных по торцам.

В первом случае было проведено контрольное испытание 100 моторов до момента резкого возрастания дефекта дымления цилиндров.

Полученный при этом результат показывает, что постановка на поршни колец, лапингованных по торцом, снижает дефект дымления с 14,7 до 9,5%.

Во втором случае, то же самое испытание было проведено в период наибольшей интенсивности дефекта, но никаких улучшений не было замечено. Из числа поставленных на испытание моторов 30% было снято по дымлению и уступчатой выработке цилиндров.

4. По определению влияния на образование уступчатой выработки степени чистоты рабочей поверхности, на контрольное испытание было собрано 35 моторов с цилиндрами переднего ряда, предварительно про-хонингованными2 по зеркалу до степени чистоты 10-15 микродюймов по профилометру, вместо 4-6 микродюймов, соответствующим новым цилиндрам.

Результат испытания удовлетворительный. Предварительное хонингова-ние цилиндров перед постановкой их на контрольное испытание снижает съем моторов по дымлению и уступчатой выработке цилиндров с 15% до 10%.

5. Для проверки качества выполнения технологии испытания моторов, в период наибольшего снятия моторов по дымлению цилиндров, в течение 10 дней было организовано круглосуточное дежурство на балансах Испытательной станции работников ОТ К, конструкторов и технологов.

2 - Хонингование — чистовая шлифовка специальным инструментом - хоном -внутреннего зеркала гильзы цилиндра.

Результат проверки: отступлений от технологии испытания не отмечено. Съем же моторов по дымлению и уступчатой выработке цилиндров продолжал оставаться на прежнем уровне (до 35%).

6. Влияние на износ и дымление цилиндров продолжительности приработки перед контрольным испытанием было проверено:

а) Контрольным испытанием 86 моторов АШ-82ФН с продолжительностью приработки перед контрольным испытанием, равной 1 час 35 мин вместо существующих 43 мин.

Результат неудовлетворительный. Съем моторов с испытания по дымлению цилиндров составил 35%.

б) Контрольным испытанием 31 мотора АШ-82ФН с увеличенным приработком в 1 час 10 мин. Целью этого испытания являлось .создать наилучшие условия проведения приработки перед режимной работой за счет плавного перехода с одних оборотов на другие (через каждые 100 оборотов с п=1000 об/мин до п=1600 об/мин) и увеличения времени работы на указанных оборотах.

Результат неудовлетворительный. Из числа поставленных на испытание, 8 моторов были сняты с испытания по дымлению цилиндров.

7. Вследствие того, что съем моторов по дымлению и уступчатой выработке цилиндров присуще только контрольным моторам, собираемым на испытание с насосами непосредственного впрыска топлива в цилиндры, и является весьма редким по сдаточным мотором, собираемым на испытание с карбюраторами, сложилось мнение, что основной причиной уступчатой выработки цилиндров является некачественная работа топливных форсунок и насоса непосредственного впрыска.

С целью исследования этого вопроса были поставлены эксперименты:

а) По причине того, что на заводе пока нет возможности для правильного контролирования топливных форсунок на качество распыла топлива, было проведено испытание 6-ти моторов АШ-82ФН с форсунками, снятыми с цилиндров после образования на них уступов или показавших плохую работу.

Результат испытания удовлетворительный. Все моторы прошли испытание без дефектов цилиндровой группы.

б) Сдаточное испытание 6 моторов АШ-82ФН с постановкой насосов непосредственного впрыска вместо карбюраторов.

Результат испытания удовлетворительный.

Цилиндров с уступами после испытания не обнаружено.

в) 2 десятичасовых испытания на одноцилиндровой установке топливных форсунок с хорошим и плохим распылом топлива. Отбор форсунок, за неимением соответствующей аппаратуры, был сделан приближенно. Результат испытания: износы цилиндров равноценны. Износы колец больше с форсункой, имеющей плохой распыл.

г) 5-ти часовое испытание на одноцилиндровой установке по определению влияния но износ цилиндров и поршневых колец обогащения смеси.

Результат испытания: на нормальных смесях износы гильз и колец были больше, чем износы при работе мотора на богатой смеси.

8. Предположение о том, что уступчатая выработка является следствием постановки на цилиндры дефлекторов обдува, также как и в предыдущем случае, сложилась на основании разницы в сборках сдаточных и контрольных моторов.

По установившемуся еще в 1941 году производству, дефлекторы обдува цилиндров устанавливаются только на моторы, собираемые на контрольное испытание, а сдаточное испытание моторы проходят без дефлекторов.

По определению влияния дефлекторов обдува на дымление цилиндров было проведено:

а) Сдаточное испытание 8 моторов АШ-82ФН с постановкой всех деф-лекторов обдува цилиндров.

Результат испытания удовлетворительный. Все моторы прошли испытание без дефектов цилиндровой группы.

б) Контрольное испытание 6-ти моторов АШ-82ФН без дефлекторов обдува переднего ряда цилиндров.

Результат неудовлетворительный. Два мотора снято с испытания по дымлению цилиндров.

9. По вопросу влияния на износ и дымление цилиндров осей отверстий в главном шатуне под пальцы прицепных шатунов и перекоса фланца крепления цилиндра к рабочей поверхности было проделано:

а) У 10-ти цилиндров, имеющих уступчатую выработку на рабочей поверхности и у 10-ти цилиндров, вновь изготовленных, была замерена величина неперпендикулярности плоскости фланца к рабочей поверхности.

В результате этой проверки установлено, что на большинстве цилиндров величина неперпендикулярности плоскости фланца к зеркалу, по сравнению с чертежом, значительно завышена и на отдельных цилиндрах вместо 0,05 мм составляет 0,1-0,14 мм.

Иной же связи между завышенной неперпендикулярностью фланца к зеркалу и уступчатой выработкой в данном случае не обнаружено.

б) Проведено контрольное испытание 39 моторов АШ-82ФН с завышенным против чертежа перекосом осей отверстий в главном шатуне под пальцы прицепных шатунов.

Во многих случаях перекос осей отверстий вместо 0,07 мм достигал от 0,1 до 0,2 мм.

Источники

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

<< | >>


©AirPages
2003-