Поршневой авиационный двигатель АМ-42.

Поршневой авиационный двигатель АМ-42.

Разработчик: ОКБ А.А.Микулина
Страна: СССР
Год постройки: 1942 г.

АМ-42 — советский поршневой авиационный двигатель, являлся переработанной модификацией двигателя АМ-38Ф. Двигатель создан ОКБ А.А.Микулина, главный конструктор — М.Р.Флисский.

29 сентября 1942 года приказом по НКАП № 732, главный конструктор ОКБ завода № 24 А.А.Микулин и директор завода М.С.Жезлов обязывались: к 1 января 1943 года построить и провести совместные 50-часовые испытания нового мотора АМ-42 с жидкостным охлаждением со следующими данными: взлетная мощность 2000 л.с. при 2350-2400 об/мин, номинальная мощность мотора должна была составить 1650 л.с. Этим же приказом они обязывались передать к 15 января 1943 года главному конструктору С.В.Ильюшину два мотора АМ-42 обеспечив к 1 марта окончание государственных испытаний опытного самолета-штурмовика с мотором АМ-42, а с апреля того же года приступить к серийному выпуску нового мотора.

Получив указание на разработку нового мотора, ОКБ и опытное производство завода № 24 в срочном порядке приступили к изготовлению деталей для 5 моторов. Уже через 30 суток первый АМ-42 выпустили на заводские испытания. По их итогам мотор показал на взлетном режиме мощность 1978 л.с. при 2510 об/мин и давлении на всасывание 1325 мм рт.ст. При этом расход топлива не превысил 306 г/л.с.ч.

Разработка в столь сжатые сроки отразилась на качестве — требовалась тщательная доводка всех агрегатов и узлов. Завод ежемесячно собирал по три — пять экземпляров, на них опробовали различные усовершенствования.

Только в мае 1943 года АМ-42 удовлетворительно прошел 50-часовые испытания, на которых была получена взлетная мощность 1940 л.с. при 2518 об/мин и давлении наддува 1738 мм рт.ст. Однако расход топлива, в сравнении с первым вариантом мотора, возрос до 336 г/л.с. Номинальная мощность 1766 л.с. обеспечивалась при 2350 об/мин, давлении на всасывании 1340 мм рт.ст. и удельном расходе топлива 304 г/л.с.ч.

В отчете об испытаниях указывалось, что: «…конструкция поддона с клапанами позволила значительно улучшить отсос масла из картера и сократить теплоотдачу в масле; введение коленчатого вала с противовесами обеспечило возможность форсировки мотора по оборотам без развития коренных опор.»

За время испытаний были обнаружены следующие основные дефекты мотора:
-сильное замасливание мотора из-за течи масла в соединениях;
-поломка крышки подшипника распределительного вала через 48 часов режимной работы;
-обрыв шпилек крепления крышки компрессора;
-поломка пружин упругой шестерни редуктора;
-поломка большой шестерни редуктора;
-растрескивание и выкрашивание свинцовой бронзы во вкладышах главных шатунов и коренных опор;
-поломка пружинящих колес и раскисание резины нижнего уплотнения цилиндров;
-поломка стопоров поршневых колец;
-отказ свечей на взлетном режиме;
-сильное качание стрелки бензинометра на взлетном режиме;
-обрыв ушка стакана тахометра;
-неравномерное распределение смеси по цилиндрам, особенно на 0,75 номинального режима.

В выводах комиссии отмечалось, что мотор АМ-42 испытания прошел удовлетворительно и является «…современным мотором, ценным для штурмовой авиации». Одновременно Главному конструктору А.А.Микулину и директору завода № 24 М.С.Жезлову вменялось в обязанность: «… в кратчайшие сроки устранить выявленные конструктивные недостатки и дефекты мотора, проверить работу мотора на самолетах Ил-2М, отработать ВМГ самолета и предъявить самолет в НИИ ВВС на специальные летные испытания мотора в течение 50 часов.»

Двигатель начал проходить заводские испытание на опытном самолете Ил-8, в ходе которых, до обеспечения устойчивой работы пришлось заменить пять моторов.

В мае 1943 года Микулина освободили от обязанностей главного конструктора завода № 24, поэтому дальнейшая доводка АМ-42 велась под руководством М.Р.Флисского.

Начиная с июня 1943 года на АМ-42 дважды, проводилось торсиографирование. Первое торсиографирование показало, что от пружин в шестернях редуктора необходимо отказаться в пользу жесткой шестерни редуктора. Повторное торсиографирование мотора, но уже с жестким редуктором, подтвердило правильность сделанной доработки мотора.

По окончании работ по торсиографированию АМ-42 совместным приказом Наркома авиапромышленности А.И.Шахурина и Главного инженера ВВС КА А.К.Репина № 551/0200 от 16 сентября 1943 года была назначена Государственная комиссия для проведения испытаний мотора АМ-42.

Ввиду того, что в АМ-42 были внесены существенные конструктивные изменения по сравнению с мотором, первоначально предъявленным на государственные испытания, Госкомиссия посчитала необходимым вначале провести по специально разработанной программе предварительные длительные испытания тех конструктивных узлов мотора, которые переделывались заново, и длительные внутризаводские испытания самого мотора на надежность с новыми деталями и только после этого допустить мотор к государственным испытаниям уже по нормальной программе.

Сточасовые внутризаводские испытания АМ-42 успешно закончились 23 декабря 1943 года. Но государственные испытания двигатель прошел лишь в апреле-мае 1944 года, по результатам которых и был рекомендован к запуску в серийное производство.

В отчете о государственных испытаниях указывалось, что мотор АМ-42 имеет степень сжатия 5,5, редуктор с параллельными осями при передаточном числе 0,6. Нагнетатель приводной, центробежный, невыключающийся с передаточным числом 11,5.

На взлетном режиме мотор развивал мощность в 2000 л.с., при 2500 об/мин, давлении за нагнетателем 1720 мм рт.ст. и давлении смеси на всасывании 1565 мм рт.ст. При этом средний удельный расход топлива составлял 330-345 г/л.с.ч. Время непрерывной работы мотора на взлетном режиме ограничивалось 5 минутами, а общая наработка мотора на этом режиме — не более 5 % от общего срока службы мотора.

На номинальном режиме на расчетной высоте мотор развивал мощность 1770 л.с., а на земле — 1750 л.с. При этом давление воздуха за нагнетателем равнялось 1450 мм рт.ст., а давление смеси на всасывании — 1335 мм рт.ст. Удельный расход топлива на этом режиме не превышал 305-315 гр/л.с.ч.

Испытания показали, что максимально допустимое число оборотов мотора на режиме пикирования составляло 2550 об/мин, а минимальное число оборотов, при котором мотор все еще работал устойчиво равнялось 500 об/мин. Приемистость мотора была не хуже 2-3 с. Вес пустого мотора 1030 кг при габаритах 2295 х 1185 х 875 мм. Срок до первой переборки был определен в 100 часов.

С целью уменьшения барботажа масла в картере, улучшения откачки масла из картера, устранения выброса масла через суфлер и уменьшения теплоотдачи в АМ-42 был введен поддон с клапанами и козырьками. Поддон вместе с поперечными стенками образовывали шесть изолированных друг от друга кривошипно-шатунных камер. Это устраняло возможность появления продольных воздушных вихрей. Повышение давления в отдельных кривошипно-шатунных камерах при нижнем положении поршней вызывало открытие клапанов поддона и удаление из-под козырька собранного масла в нижнюю полость поддона, общую для всего мотора. Затем масло собиралось в переднем и заднем отстойниках, из которых оно откачивалось отдельными секциями масляного насоса. Для улучшения очистки масла в нагнетающей масляной магистрали устанавливались два фильтра НФМ-25.

Редуктор мотора выполнялся жестким без амортизирующих промежуточных элементов в соединении большой шестерни редуктора с валом. Это увеличило собственную частоту колебаний системы коленвал-редуктор и устранило возможность резонанса на рабочих режимах двигателя.

Сам коленвал мотора выполнялся более жестким и прочным. На продолжении 1, 3, 6, 7, 10 и 12-й щек устанавливались противовесы, которые частично разгрузили коленчатый вал от действия инерциальных сил, уменьшили нагрузку на коренные опоры и позволили повысить обороты мотора без увеличения размеров опор.

Механизм газораспределения с непосредственным действием кулачков на тарелки клапанов был заменен механизмом с одним кулачковым валиком на блок и передачей движения на клапаны через рычажный механизм. Это уменьшило износ направляющих и повысило надежность клапанов. Каждый кулачок кулачкового валика воздействовал на один выпускной и один всасывающий клапан. Сам же кулачковый валик получал вращение от коленчатого вала через две конические передачи и наклонный валик.

По итогам испытаний двигатель АМ-42 был запущен в серийное производство на заводе № 24 в июне 1944 года (серийное производство фактически развертывали уже с начала года), не без ряда недостатков, которые устранить на тот момент так и не удалось. Мощность серийного двигателя на взлетном режиме составляла 2000 л.с. На расчетной высоте 1600 м он развивал 1770 л.с. Моторы 1-й и 2-й серий имели 100-часовой ресурс, у моторов 3-й серии его довели до 150 ч, а в дальнейшем — до 200 ч.

АМ-42 в больших количествах выпускался в Куйбышеве до 1948 года, затем был вытеснен реактивными двигателями. Однако в начале 1951 года производство поршневых моторов восстановили и сохраняли его до 1954 года. Усовершенствованные АМ-42 выпуска 1950-х годов имели ресурс 400 ч.

Двигатель АМ-42 использовался на самолётах: Ил-1, Ил-8, Ил-10, Су-6, Ту-10.

ТТХ:

Тип: V-образный (60°) авиационный двигатель
Степень сжатия: 5,5
Масса мотора, кг: 996
Мощность (взлетн. режим), л.с.: 2000
Частота вращения (взлетн. режим), об/мин: 2500
Мощность у земли, л.с.: 1750
Мощность на высоте, л.с.: 1770
Удельная масса, кг: 0,57
Литровая мощность, л.с./л.: 37,5