Algumas explicações sobre a sobrealimentação e injeção de água ou peróxidos da Daimler Benz nos aviões da 2ª Guerra Mundial.
Palavras-chave: motor, aviões, Luftwaffe, excessos, limites, teto, água de injeção, octano, taxa de compressão, melhorar, Merlin
O 605 motor Daimler-Benz DB
resumo
1) Introdução
2) Um rápido princípios básicos técnicos da DB 605:
- o conceito básico e seu desempenho
- o sistema de sobrealimentação
3) desempenho gráfico e comentários sobre os tipos derivados: DB605A-, sou, como, ASM, ASC, D, D-2, DB e DC.
4) Comparação com o motor Merlin compressor de dois estágios, rival direto DB 605
Introdução.
O motor Daimler-Benz DB 605 foi um aprimoramento do famoso DB 601 e serviu na mesma aeronave deste: o Messerschmitt BF 109 e BF 110. A versão 605 foi usada a partir de 1942, dava mais potência para aviões, permitindo subir a uma altitude maior e com uma maior capacidade de carga. Como o Me 109, o DB 605 provou ser indispensável durante a guerra. Foi gradualmente aprimorado para se manter competitivo e, felizmente para a Luftwaffe, tinha um bom potencial de desenvolvimento, embora sua confiabilidade tenha sofrido um pouco. A guerra sempre exigia mais potência e melhor desempenho em altitude. O DB 605 foi capaz de atender a essas restrições usando um combustível com uma potência de octanagem superior, resultando em melhores taxas de compressão, mais potência ao acelerar, melhor sobrealimentação e injecção de uma mistura não-explosiva de água-metanol ou peróxidos. Assim, a derrota final dos Luftwaffe em 1944 não pode ser atribuída a uma falha do motor.
Infelizmente (do ponto de vista dos alemães), as versões mais eficientes foram colocadas em serviço em 1944 em aeronaves "grandes" demais, quando já faltava gasolina, e especialmente pilotadas por iniciantes inexperientes. Eles foram completamente esmagados pelas forças aliadas.
Os princípios básicos da técnica DB 605
O 12 graus V-60 de cabeça para baixo, resfriamento de pressão - furo: 154 mm, curso: 160 mm, deslocamento total: 35.7 litros - taxa de compressão: 7.5 / 7.3 (87 octanas), 8.5 / 8.3 (índice 96) b - comprimento: 2303mm, altura: 1050mm, largura: 762-845mm - peso seco: 730-745 kg, peso montado: 764-815 kg - 4 válvulas por cilindro, 1 árvore de cames suspensa - injeção direta - compressor mecânico com velocidade variável (estágio único) com uma embreagem hidráulica que se adaptou às pressões barométricas ligadas à altitude (o DB 605L tinha um compressor de 2 estágios) - Velocidade do motor: máx. 2800, subida: 2600, cruzeiro máximo: 2300 - desempenho: 1435-2000 hp (altitude 0) - altitude avaliada em condições de escalada: 5.8 - 8 km (exceto novamente o DB 605L) - várias versões foram equipadas para o sistema utilizar-MW ou 50 1-GM
O sistema de on-alimentar ..
Em comparação com motores com turbo compressor ou de dois andares e dois velocidades das forças aliadas, desenvolvido pela Daimler-Benz DB 605-a-chão é excelente.
Para efeito de comparação, os motores de Merlin de dois estágios subiu a uma altitude de pelo 5.8 7.9 km. Nas batalhas altitude 1944, o desempenho do DB 605 rivalizava com as de Merlins série 60 e 70, Spitfire e Mustang.
Enquanto mecânicas em alimentadores convencionais consistiu de um ou dois compressores controlados por uma transmissão de dois andares, Daimler-Benz utilizada uma embraiagem hidráulica engenhosa adaptado às variações da pressão barométrica que é ajustada a velocidade do compressor e, por conseguinte, o fornecimento de motores as necessidades da altitude atual.
O método convencional induz uma perda relativa de eficiência, desde que a aeronave não tenha atingido sua altitude de cruzeiro, pois o compressor usa energia para a sobrealimentação. Uma representação gráfica da eficiência desse tipo de motor de acordo com a altitude da aeronave mostraria uma linha "dente de serra": a eficiência na primeira marcha aumentaria com a altitude até a altitude ideal para aquela velocidade, então a saída cairia até que a segunda marcha engatasse e a saída aumentasse novamente para a altitude ideal. O sistema Daimler-Benz é mais flexível. A representação gráfica mostrará uma curva suave.
desempenho gráfico e comentários.
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Fonte: Mercedes-Benz AG, Arquivos, Stuttgart, Alemanha. * = O DB 605D não entrou em serviço antes da primavera de 1944 com o Me 109G-10.
Comentários.
Subcategorias Me 109 foram entregues com os seguintes motores:
-Me 109g-up G1 4: 605-DB 1A
-Me 109G-5 / 6 G-DB-605A 1, AM, AS, ASM (ASB, ASC?)
-Me 109G-8: 605-DB 1A AM
-Me 109G-14: 605-DB 1A, AM, AS, ASM (ASB, ASC?)
-Me 109G-10: (D-605) DB 2D, DB, DC
-Me 109K-4: DB 605dc, ASC
Como mostra a tabela, as diferentes subcategorias deu resultados muito variáveis. Assim, o desempenho do Me-109G 6 oscilações consideráveis uma vez que este modelo foi equipado com diversos motores instalados sobre disponibilidade do momento. O DB-605A 1 ainda foi usado no final da guerra.
Sobre o MW-50
O MW-50 (água / metanol 50/50) foi injetado pela entrada de ar e serviu como antidetonador, permitindo maior empuxo abaixo da altitude ideal. A evaporação da água também resfriou o ar de alimentação, aumentando o peso da alimentação.
Limitado por sistemas de excesso de oferta, o 50 induzida por MW como rendimento máximo começou a declinar no 1.5 - km 2 abaixo da altitude ideal, tornando inativo acima desta altitude (compare por exemplo DB 605A -1 e AM).
tempo máximo de utilização: 5 10 em minutos.
Restrições: redução da resistência ao voo e vida útil da vela de ignição, peso adicional do tanque MW-50 e linhas. A maioria das subcategorias Me 109 de 1944/45 foram equipadas para uso MW-50.
Sobre GM-1.
Outra forma de aumentar o desempenho foi o GM-1 (Göring Mischung 1).
Ela consistia em injetar dióxido de azoto (nitro) no alimentador na acima da altitude de motor ideal.
O óxido de nitrogênio serviu como um "transportador" de oxigênio para aumentar a eficiência em grandes altitudes (o uso de oxigênio puro sendo muito volátil).
O efeito foi fenomenal, aumentando instantaneamente o poder de 25 - 30%.
GM-1 foi utilizado pelo vôo dos grupos especializados em altas altitudes de 1941. Volume e excesso de peso foram as principais limitações deste sistema ea sobre-alimentação adicional foi geralmente visto como mais eficiente.
A comparação com Merlin 2 andares.
Nós não apresentamos aqui scorecards motores Merlin porque nos faltam dados precisos (nossas fontes ( "máquinas aliadas pistões de aeronaves" Graham Branco e de "aeronaves de combate de Jane da Segunda Guerra Mundial")
Considerando a idade do design do Merlin e o pequeno número de atualizações que recebeu, este motor de dois estágios era uma máquina excelente. Comparado aos motores alemães, o Merlin era mais leve graças ao uso relativamente abundante de ligas leves.
Ao comparar os retornos, devemos ter em mente que os Aliados foram bem fornecido com gasolinas de alta octanagem índices (100 / 130 / 150). Os alemães tiveram de se contentar com os índices 87 92 ou 96, as espécies maiores índices são extremamente raros.
Merlin série 60 foram encomendados no final do 1942 verão, talvez em torno do mesmo tempo que a DB-605A 1. O desempenho de Merlin 60 altitude elevada foram mais elevados do que aqueles da DB-605A 1. Essa superioridade durou até 1944 quando subcategorias AS e D entrou em serviço. Estes empatou e superou o desempenho de alta altitude Merlin (Rolls-Royce e Packard), com exceção, talvez, de Mark 70. Mas quando a GM-1 entrou em ação, a vantagem foi definitivamente DB 605.
O 605 DB teve bom desempenho em baixa altitude, especialmente ao nível do mar (ver parágrafo sobre os sistemas de sobre-alimentação). Deste ponto de vista, a DB-605A 1 foi superior ao Mark 61, 63, 66 e 68 Merlins. A superioridade da última DB 605 em altitudes baixas e médias foi muito claro quando eles usaram o MW50: Metanol / 50 Água (versões SOU, ASM ou alta octanagem e GM1 (versões DB, ASB) ou de alta octanagem e GM1 e 50-MW (versões DC, ASC).
Apreciação de uma parceria: 605 DB montado 109G Me and K
A chegada de mim 109 G coincidiu com quase com a posição de se voltar para os alemães: a ofensiva dos Aliados na África e Stalingrado. A Luftwaffe estava enfrentando uma grande superioridade numérica, aeronaves e pilotos inimigos estavam se tornando mais poderosos e logo veio o Götterdämmerung em defesa do território do Reich, que privou a Luftwaffe de seus homens, equipamentos e combustível.
Se há um simbolismo nisso, não vamos avançar. Mas muito tem sido escrito sobre o ódio levado ao G (Gustav) - um pouco de bolhas em todos os lugares destruindo aerodinâmica e aparência desta aeronave, que era pesado e difícil de manobrar, um passo para trás em comparação com o sub- classe F. no entanto, muitos dos maiores "Experten" matou a maioria dos inimigos Gustav.
O Me 109G era, como os modelos anteriores, um interceptador muito bom durante o combate. Foi equipado com características para vôo em baixa velocidade, teto alto e equipamentos leves para garantir uma ascensão muito boa e até fenomenal, aceleração rápida em vôo nivelado e capacidade de realizar manobras sustentadas. . O armamento normal, embora relativamente leve, era extremamente preciso devido à posição central de todos os canhões.
Em suma, foi um bom lutador e clássico.
O aumento de peso, claro, com a introdução de mais poderosos motores, mais pesados, que exigia o reforço da estrutura e da antiga fácil manuseio sofre um pouco.
Embora comparáveis aos novos aviões aliados em termos de velocidade, subida e teto de altitude, foi durante as batalhas de 1943-1945 (contra os bombardeiros diurnos e suas escoltas) que as imperfeições no projeto desses interceptores datado de meados da década de 30.
Equipado como um bombardeiro com dois canhões de 2 mm sob as asas, o Me-Gustav tornou-se difícil de usar. Isso, além do fato de que o desempenho em alta altitude era muito melhor do que o do FW 20, o Gustav inicialmente ganhou a vantagem sobre as escoltas aliadas. Essas batalhas aéreas ocorriam em grande altitude e alta velocidade, e nessas velocidades o controle do Gustav era muito difícil (devido ao feedback de força nos controles: a sensibilidade e eficácia dos controles eram quase zero, assim como a estabilidade direcional. )
Com a perda de seu Maneouverability o Gustav se tornou um interceptor medíocre e ser um lutador peso leve, o Gustav não poderia concurencer novos caçadores americanos.
Versão original:
A Daimler-Benz DB 605
Lista de feliz.
1) Introdução
2) A breve nota sobre os aspectos técnicos básicos da DB 605
disposição -Basic e desempenho
-O sistema de alimentação do motor.
3) Concentrar-se nas aplicações monomotores deste motor, gráficos de desempenho e comentou-Ries sobre o sub-tipo A seguir são apresentados:
-DB 605A-1, AM, AS, ASM, ASB, ASC, D, D-2, DB e DC.
4) Comparação com os motores Merlin de dois estágios - o rival direto do DB 605. 5) Avaliação de uma parceria: o DB 605 com motor Me 109G e K.
Introdução.
O motor Daimler-Benz DB 605 foi um desenvolvimento otimizado e de execução mais rápida do famoso DB 601 e serviu aos mesmos tipos de aeronaves principais de seu predecessor: o Messerschmitt bf 109 e bf 110. Introduzido em 1942, apresentou aos caças uma potência mais básica , melhor desempenho em altitude - e maior peso. Como o Me 109 permaneceu um esteio durante a guerra - o DB 605 também. Ele foi progressivamente desenvolvido para se manter competitivo e, felizmente para a Luftwaffe, tinha um bom potencial de desenvolvimento, embora a confiabilidade tenha sofrido um pouco. A guerra exigia cada vez mais potência e - no oeste - ainda melhor desempenho em altitude, e esse desafio foi vencido pelo DB 605 por meio do uso de combustível de maior grau, maiores taxas de compressão, maiores pressões de impulso, melhor superalimentação e injeção de anti- água-metanol detonante e óxido nitroso portador de oxigênio. Como se viu, o fim final da força de caça da Luftwaffe em 1944 dificilmente pode ser atribuído a este o principal motor de caça da Luftwaffe. Infelizmente, do ponto de vista da Luftwaffe, quando as excelentes versões de alta potência e alta altitude entraram em serviço em 1944, foram colocadas em uso em uma fuselagem excessivamente esticada pilotada por novatos inexperientes, que estavam famintos de combustível e foram completamente subjugados por forças aliadas superiores.
aspectos técnicos básicos da DB 605.
(Esta descrição e as seguintes tabelas de desempenho usarão medições métricas.) - V-60 invertido de 12 graus, resfriado por pressão - furo: 154 mm, curso: 160 mm, volume total: 35,7 litros - taxa de compressão: 7.5 / 7.3 (87 octanas), 8.5 / 8.3 (96 octanas) - comprimento: 2303 mm, altura: 1050 mm, largura: 762-845 mm - peso seco: 730 - 745 kg, peso integrado: 764 - 815 kg - 4 válvulas por cilindro, 1 eixo de comando suspenso - injeção direta de combustível - compressor mecânico de velocidade variável de estágio único acionado por uma embreagem hidráulica controlada barometricamente (o DB 605L tinha um compressor de dois estágios) - rpm: máx. 2800, subida: 2600, máx. cruzeiro: 2300 - desempenho: 1435 - 2000 hp ao nível do mar - altitude nominal na condição de escalada: 5.8 - 8 km (novamente excluindo DB 605L). - várias versões equipadas para usar MW-50 ou GM-1
Uma nota sobre o sistema de sobrealimentação.
Em comparação com os motores de dois estágios de duas velocidades e turboalimentados das potências ocidentais, é impressionante o que a Daimler-Benz poderia alcançar com o DB 605 de um estágio. Em comparação, os motores Merlin de dois estágios tinham uma variação de altitude nominal de aprox. 5.8 km a 7.9 km. Nas al-titudes de combate de 1944, o desempenho do DB 605 rivalizou com os Merlins 60 e 70 de alta altitude do Spitfire e do Mustang. Enquanto os compressores mecânicos convencionais consistiam em um ou dois compressores acionados por uma engrenagem de duas velocidades, a Daimler-Benz utilizou uma engenhosa embreagem hidráulica controlada barometricamente que ajustava a velocidade do compressor e, portanto, o carregamento do motor de acordo com as necessidades em uma determinada altitude. O método convencional resulta em uma perda relativa de eficiência abaixo da altitude nominal, porque o compressor usa energia para produzir carga excedente. Uma apresentação gráfica da potência do motor em relação à altitude mostraria uma linha "serrada": a potência em marcha baixa aumentando com a altitude até atingir a altitude nominal, então a potência cai até a marcha alta entrar em ação, quando a potência sobe novamente o valor nominal altitude é alcançada. Em comparação, o sistema Daimler-Benz é mais flexível. Uma apresentação gráfica mostraria uma curva suave e rasa. Uma fonte de perda de eficiência com este sistema é o aquecimento progressivo do óleo conforme a pressão na embreagem aumenta com a altitude.
gráficos de desempenho com comentários
Fonte: Mercedes-Benz AG, Arquivos, Stuttgart, Alemanha. * = O DB 605D não entrou em serviço até a primavera de 1944 com o advento do Me 109G-10.
Comentários.
O sub-tipo Me 109 foram entregues com as seguintes trens de poder:
Me 109G-1 4 a G-DB-605 1A
Me 109G-5 / 6 G-DB-605A 1, AM, AS, ASM (ASB, ASC?)
Me 109G-8: 605-DB 1A, AM, (outros?)
Me 109G-14: 605-DB 1A, AM, AS, ASM (ASB, ASC?)
Me 109G-10: DB 605D, (D-2?), DB, DC
Me 109K-4: DB 605DC, ASC (outros?).
Como mostra a tabela, o sub-tipo diferente deu um desempenho muito diferente, o desempenho do ASSIM Me 109G-6 variou muito, como este modelo foi alimentado por um todo fileiras dos motores EM FUNÇÃO availoability. O DB-605 1A ainda estava instalada até o fim da guerra.
Uma nota sobre MW-50.
MW-50 (água-metanol 50 / 50) foi injectada na entrada de ar e serviu como um anti-détonant PERMITINDO impulso superior para ser usado abaixo da altitude classificado normal. O arrefecimento aussi água evaporando carregar o ar, aumentando assim o peso da carga. Limitada pelo desempenho do supercharger do induzida por MW 50 max. Declínio da produção Começou 1.5-2 km. abaixo da altitude classificado normal até a ele est devenu impotente e acima da altitude classificado normal (compare, por exemplo, DB 605A-1 e AM). Max. uso contínuo: minutos 5-10. Penalidades: drasticly encurta autonomia de vôo e vida de vela de ignição, acrescentou peso do tanque MW-50 e tubulações. A maioria sub-tipo Me 109 de 1944 / 45 Foram equipados para usar MW-50.
Uma nota sobre GM-1.
Outra moyen de Melhorar o desempenho foi GM-1 (Göring Mischung 1). Em suma, o sistema funcionava através da injeção de óxido nitroso para o supercharger Acima de altitude classificado normal do motor. O óxido nitroso servir como um portador de oxigênio para melhorar a produção em alta altitude (oxigênio puro prooving muito volátil). O efeito foi fenomenal, o aumento da produção 25-30% instantaneamente. GM-1 foi usado por treinamento de alta altitude dedicada desde 1941 em diante. volume excessivo e peso foram grandes penalidades, porém, e sobrealimentação adicional era geralmente visto para ser mais eficiente.
Comparação com dois estágios Merlins.
Não apresentarei gráficos de desempenho para os motores Merlin aqui, em parte para limitar o tamanho desta página e em parte porque não tenho dados detalhados (minhas fontes são: "motores de pistão de aeronaves aliadas", de Graham White e "aeronaves de combate de Jane na guerra mundial II ”).
Levando-se em conta a idade do Projeto Merlin e seu deslocamento relativamente pequeno esta inter- de dois estágios e motor aftercooled Foi um maschine excelente. Em comparação com os motores alemão Merlin era a mais leve devido à abundância relativa de metais para fazer ligas leves. Ao comparar as saídas de um deverias ter em mente aussi que la aliados também foram abastecidos com combustíveis de alto grau (100 / 130 / 150 octanagem). Os alemães tiveram que se contentar com 87, 92 ou 96 octanagem, os combustíveis de grau mais elevados sendo especialmente escassos. ADI foi usado por ambos os lados na stges posteriores da guerra.
A série Merlin 60 foram colocados em serviço no final do verão de 1942, na época em que le même-DB 605A 1 entrou em serviço. O desempenho de alta altitude da série Merlin 60 foi superior ao DB-605A 1. Essa superioridade durou até 1944 Quando a nova AS e D sub-tipo entrou em serviço. Estes sub-padrão tarde igualado ou superado o desempenho de alta altitude do Merlins (Rolls-Royce e Packard) Talvez com a excepção do Mark 70. Quando GM-1 foi utilizado o quadro mudou completamente a favor da DB 605.
O DB 605 basicamente apresentou bom desempenho em baixa altitude, especialmente ao nível do mar (leia a discussão sobre os sistemas de superalimentação). Nesse aspecto, o DB 605A-1 foi superior ao Mark 61, 63, 66 e 68 Merlins. A superioridade da marca tardia DB 605 em baixa e média altitude foi muito pronunciada ao usar MW-50 (AM, ASM), alta octanagem e alto boost (DB, ASB), alta octanagem alta boost e MW-50 (DC, ASC )
Comentário de uma parceria: a DB 605 109G alimentado Me and K.
O advento da Me 109G coincidiu, a grosso modo, com a mudança irreversível nas fortunas da guerra para os alemães: a ofensiva aliada na África e Stalingrado. A Luftwaffe Confrontado tem vasta superioridade numérica e aumentando aliado, inimigo aviões e pilotos estavam de cada vez de melhor qualidade, e logo a casa Götterdämmerung cam em defesa do Reich, a Luftwaffe qui sangrou de homens, materiais e combustível.
Se há algum simbolismo nisso, devo deixar sem falar. Mas muito foi escrito sobre como o Gustav era odiado - bolhas em todo lugar destruíram a aerodinâmica e a aparência do avião, ele era pesado e não respondia, um retrocesso em comparação com o subtipo F. Mesmo assim, muitos dos maiores Experten registraram a maioria de suas mortes no Gustav.
O Me 109G ERA, você foram os modelos anteriores, um interceptor lutador muito capaz no vs. combate lutador. Foi dotado de características de vôo de baixa velocidade finas, um teto alto, e foi levemente carregado garantindo assim um bom-até mesmo ouro subida fenomenal, aceleração rápida em vôo nivelado, e a capacidade de executar maneouvering sustentado. O armamento normal, embora relativamente luz era mortal precisa devido ao posicionamento central de todas as armas. Em suma Foi um dogfighter clássico.
Peso é claro escalado com a parcela de motores mais fortes e mais pesados, qui novamente exigiu reforço estrutural, ea facilidade de manuseio de idade para sofreram algum grau.
Apesar de acompanhar os novos caças aliados em termos de velocidade, subida e teto, foi na luta de 1943-45 contra os bombardeiros diurnos americanos e suas escoltas que as deficiências do interceptor vintage de meados dos anos 30 se mostraram. Equipado como um bombardeiro com dois canhões de 20 mm, o Gustav tornou-se muito pesado. Como resultado disso e do fato de o desempenho em altitude ser muito melhor do que o do Fw 190, o Gustav enfrentou principalmente os caças de escolta americanos e britânicos. Essas batalhas aéreas ocorreram em alta altitude e velocidade muito alta, e nessas velocidades as forças de controle do Gustav ficaram muito pesadas, a capacidade de resposta e a eficácia das superfícies de controle tornaram-se muito fracas, assim como a estabilidade direcional. A capacidade de manobra foi perdida e o Gustav tornou-se uma plataforma de armas pobre. Por ser um interceptador leve, o Gustav não poderia competir em mergulhos com os novos caças americanos.
Estas deficiências deveres não ser overstressed embora. O verdadeiro horror das batalhas aéreas sobre a Alemanha foi o absolutamente impossível para a situação tática Sempre que a Luftwaffe sobrecarregado teve que enfrentar números esmagadores de bem treinada força aliada, bem equipados e agressivo