М-103 В.Я. Климова

Одной из ведущих "моторных фирм", образованных в 1934—1935 гг., было ОКБ главного (впоследствии генерального) конструктора Владимира Яковлевича Климова (1892—1962 гг.).

В сентябре 1933 года Париж принял советскую делегацию моторостроителей. Проведя серьезные испытания мотора 24 января 1934 года было подписано соглашение на поставку первых восьми моторов Hispano-Suiza 12Y. Эти двигатели поставлялись в стандартном исполнении без внесенных изменения при его испытаниях при приемке. Два экземпляра типа 12Ycrs, скомпонованные под стандартную авиапушку Hispano S9, отправились в Россию 28 января, а остальные шесть 12Ybrs - месяц спустя, 27 февраля. Повторные испытания на номинальной мощности 750 л.с. показали, что мотор имеет вполне серьезный ресурс и 27 марта 1934 года подписали лицензионное соглашение. Фирма Hispano-Suiza обязывалась в течение полугода довести двигатель до заявленной мощности 860 л.с. и соглашение об оказании помощи при организации производства было подписано 14 июня 1934 года.

Получивший в СССР при производстве обозначение М-100, мотор получил свое дальнейшее развитие в модели – М-103.

Владимир Яковлевич положил в качестве основного направления развития двигателя форсирование его по частоте вращения вала, степени сжатия и наддуву, сохраняя габариты и массу мотора. Так в начале 1936 года родился проект М-100Ф, получившего в законченном виде индексацию М-103.

Серийное производство этого мотора было освоено в 1935 г., а в 1936 — 1937 гг. и его модификаций М-100А и М-103. Эти моторы с успехом применялись на известных скоростных бомбардировщиках СБ в разных его модификациях н на многих других серийных и опытных самолетах ("Сталь-7", "Сталь-11, ПС-41, ВИТ, ЦКБ 19).

Советская "испано-сюиза" - авиационный двигатель М-100

Мотор М-103 представлял собой модификацию исходного М-100. Основными отличиями его от М-100 и М-100А являлись:

увеличение степени сжатия с 6 до 6,6;

увеличение высотности до 4000 м путем изменения передачи к (ПЦН) с 10 до 11;

увеличение номинальной мощности до взлетной 850 л. с. путем форсивания по оборотам и наддуву со снятием ограничений по времени работы на этом режиме.

Ход клапанов всасывания был увеличен с 13 до 15 мм, а фаза выхлопа расширена по температуре с 250 до 280 градусов, и в газораспределении увеличилось время всасывания. Коленвал — с центрифугированной смазкой шатунных, пятой и восьмой коренных шеек. Эластичное металлическое кольцо верхнего уплотнения гильз цилиндров вместо одногофрового стало полуторагофровым, а эластичное резиновое кольцо нижнего уплотнения вместо цилиндрического получило ромбическое сечение. Коренные вкладыши сделали бронзовыми. Усилили шатуны. Со «сто третьего» типа дно поршней стало не вогнутым, как прежде, а плоским (это изменение был о внедрено только на поршневых группах ВК-107А). Воздушные трубопроводы от нагнетателя к карбюраторам были выполнены с карманами, закрытыми сетками, что полностью исключило случаи возгорания бензина, попадавшего из карбюраторов в трубопроводы.

Схема боковой проекции и продольный разрез М-103

Хотя этот мотор, являлся в известной степени копией оригинала, но был много лучше его.

В серийное производство модификация «103» пошла в 1938 году, и до 1941 года был построен 11 681 экземпляр. Двигатель в основном использовался на скоростных бомбардировщиках СБ-2, приняших участие в локальных военных конфликтах перед началом Второй мировой. Самолеты с этими моторами летали в Монголии, Китае, куда мотор экспортировался, а также в Испании, Финляндии, Прибалтике, Бессарабии, Польше.

Пошел в серию и М-103У, по сути, тот же «сто третий», только получивший дополнительную маслопомпу и небольшие изменения приводов. Этот двигатель выпускался серией с конца 1939 года.

Вариант М-103Г — технический след попытки марта 1937 года эксплуатировать моторы сто третьей серии на этиленгликоле, но тогда всплыла проблема перегрева клапанов и течи охлаждающей жидкости. В октябре 1938 года испытали доработанную версию М- 103Г — с усиленным корпусом редуктора и усовершенствованными уплотнениями. При весе 500 кг мотор выдал номинал и максимал на уровне 790/940 л.с.

В 1939 г. был выпущен мотор М-103А, имевший взлетную мощность 1000 л. с. Отметим, что на этом моторе по ряду конструктивных и технических соображений было принято нелегкое решение — изменить диаметр цилиндра со 150 до 148 мм. Нелегким оно было потому, что терялась взаимозаменясмость с моторами М-100 и М-103 по цилиндровой группе и требовалось изменение настройки станков, режущего и измерительного инструмента. Поскольку к этому времени моторы М-100, М-100А и М-103 снимались с производства, то это изменение было сравнительно безболезненно для эксплуатации.

Модификация М-103А получила октановое число топлива 95 вместо ранее применявшегося 92. Работа мотора на обедненной смеси (с уменьшенным расходом топлива) достигалась открытием до определенного положения высотного корректора карбюратора.

М-103А вошел в серию на Рыбинском заводе в 1939 году и вплоть до начала 1941 года был одним из основных видов продукции предприятия.

Мотор М-103А был самым легким среди моторов того времени: его удельная масса по взлетной мощности составляла всего 0,51 кг/л. с., 0,59 у лучших английских Роллс—Ройс, "Мерлин" и 0,54 — у немецких «ЮМО» и «Даймлер—Бенц». Кроме того, мотор допускал установку винта изменяемого шага, что способствовало улучшению летных характеристик самолетов. Был выпущен вариант 103П, допускавший установку в развале блоков пушки, стреляющей полый вал винта.

Мощность мотора М-103А по сравнению с исходным М-100 за четыре года выросла на 16%, однако этого было недостаточно, так как фашистская Германия уже имела моторы большей мощности и высотности. В 1939 г. ОКБ сделало серьезный щаг на пути усовершенствования и развития мотора М-103А: на нем был установлен опытный двухскоростной ПЦН, разработанный в ЦИАМ Г. Е. Блохиным. Опытный мотор с этим ПЦН получил обозначение М-104, прошел заводские стендовые испытания и в конце 1939 г. уже был испытан в полете.

Среди опытных моторов «сто третьего» известен М-103П с пушкой ШВАК калибра 20 мм в развале цилиндров, спроектированный в 1938 году. Испытания мотора предполагалось провести в конце года. Было изготовлено не менее четырех экземпляров «пушечных» «сто третьих». Опытным остался и М-103НВ с непосредственным впрыском, проходивший летные испытания в августе 1940 года на бомбардировщике СБ.

Мотор М-104 по сравнению с М-103А имел несколько меньшую взлетную мощность (900 вместо 1000 л. с.) при той же частоте вращения, но меньший наддув (910 вместо 1100 мм рт. ст.), с улучшенными высотными характеристиками. Мотор был получен установкой на стандартный М-103 новый двухскоростной нагнетатель Э-23. Масса мотора лишь на 5 кг превышала массу М-103А.

Результаты испытаний были не вполне удовлетворительными. Кроме обычных для опытного мотора конструктивных и технологических дефектов оказался неудачным выбор передаточных чисел привода ПЦН и его характеристик применительно к мотору М-103А: имел место "провал" мощности на высотных характеристиках в диапазоне высот от 3 до 5 км. Мотор так и остался опытным. Однако опыт его создания послужил основой для разработки одного из самых удачных отечественных моторов.

В истории моторостроения М-104 так и остался переходной моделью, всего 232 экземпляров.

Авиамотор М-103-ТК, спроектированный в 1938 году, был вариантом М-103А с турбонагнетателем ТК-1, созданным конструкторами ЦИАМ. Испытания на стенде предполагалось начать в первом квартале 1939 года, а летные - в августе того же года. В октябре сорокового испытывали СБ с нагнетателями ТК-2, но забраковали их из-за низкой степени надежности.

В 1939—1940 годах в полете на опытном ближнем бомбардировщике «С» конструкции В. Ф. Болховитинова испытывалась «спарка» из двух М-103П, установленных тандемом с передачей мощности через специальный вал на соосные винты противовращения, при этом наземные испытания «спарки» состоялись еще в мае 1939 года.

Двигатель М-103А использовался для привода агрегата центрального наддува АЦН-2 и строился серией в 1940 году. «Сто третьи» работали на различных серийных самолетах — СБ, Як-2, ТБ-7 — и на ряде опытных самолетов.

В таблице ниже приведены основные данные моторов этого семейства по сравнению с лучшими зарубежными моторами этого периода.

Источники

• Самолетостроение в СССР 1917-1945 /ЦАГИ/
• Климов /Алексей Сухановский/