Поршневой авиационный двигатель М-103.
Разработчик: В.Я.Климов
Страна: СССР
Год постройки: 1937 г.
M-103 — авиационный поршневой, четырёхтактный, 12-цилиндровый, V-образный двигатель жидкостного охлаждения конструкции В.Я.Климова. Является модернизированым вариантом двигателя М-100 — лицензионной версии двигателя «Hispano-Suiza» 12YBbrs.
Основные отличия от базового двигателя М-100А заключались в увеличении характеристик двигателя, при сохранении габаритных характеристик: — увеличение мощности на 100 л.с. (взлетная мощность 850 л.с.) и увеличение высотности до 4000 м.
Изменения достигались за счет:
-перевода двигателя на более высокооктановое топливо — 92 вместо 85;
-увеличения степени сжатия с 6 до 6,6;
-форсирование по оборотам и наддуву со снятием ограничений по времени работы на этом режиме;
-изменения передачи к ПЦН (приводной центробежный нагнетатель) с 10 до 11.
Ход клапанов всасывания был увеличен с 13 до 15 мм, а фаза выхлопа расширена по температуре с 250 до 280°С 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.
Поскольку двигатель имел усиленный блок цилиндров и новые коленчатые вал и поршни, то масса двигателя возросла на 20 килограммов и составила 500 килограммов.
Двигатель был разработан в 1936 году и в октябре того же года был готов для проведения испытаний. Однако оба опытных двигателя не прошли их из-за трещин в блоке цилиндров. Повторно двигатель был представлен на испытания уже в 1937 году. После окончания испытания двигатель был запущен в производство на Рыбинском заводе № 26, где до окончания производства в 1942 году был выпущен 11 681 экземпляр. Воздушные трубопроводы от нагнетателя к карбюраторам были выполнены с карманами, закрытыми сетками, что полностью исключило случаи возгорания бензина, попадавшего из карбюраторов в трубопроводы.
Двигатель устанавливался на скоростных бомбардировщиках СБ, а также многих серийных и опытных самолетах: «Сталь-7», ПС-41, ВИТ-1, ЦКБ-19.
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 году 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 взаимозаменяемость 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 «Rolls-Royce», «Merlin» и 0,54 — у немецких «Jumo» и «Daimler-Benz». 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 через 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 году ОКБ сделало серьезный шаг 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 года 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.
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.
ТТХ:
Условное обозначение двигателя: M-103
Рабочий объем, л: 36,03
Степень сжатия: 6,60
Масса мотора, кг: 495
Взлетный режим
-мощность, л.с.: 850
-частота вращения, об/мин: 2450
Номинальный режим
-мощность у земли, л.с.: 850
-мощность на высоте 4000 м, л.с.: 960
Номинальные удельные параметры
-удельная масса: 0,582
-литровая мощность, л.с./л.: 23,59.
Двигатель М-103.
М-103. Схема.
.
.
Список источников:
В.Р.Котельников. Отечественные авиационные поршневые моторы.
Сайт «Уголок неба». 2004 страница: «Поршневой двигатель M-103».