Alcune spiegazioni sulla sovralimentazione e l'iniezione di acqua o perossidi di Daimler Benz sugli aerei della 2a guerra mondiale.
Parole chiave: motore, aereo, Luftwaffe, l'eccesso di cibo, i limiti, a soffitto, acqua di iniezione, ottano, rapporto di compressione, migliorare, Merlin
Il 605 motore Daimler-Benz DB
sommario
1) Introduzione
2) Un rapido principi tecnici di base di DB 605:
- il concetto di base e le sue prestazioni
- il sistema di sovralimentazione
3) prestazioni grafico e commenti sui tipi derivati: DB605A-, sono, come, ASM, ASC, D, D-2, DB e DC.
4) Confronto con il motore Merlin compressore a due stadi, rivale diretta DB 605
Introduzione.
Il motore Daimler-Benz DB 605 era un miglioramento del famoso DB 601 e serviva sullo stesso aereo di quest'ultimo: il Messerschmitt BF 109 e BF 110. La versione 605 fu usata dal 1942, dava più potenza agli aeroplani, consentendo di salire a quote più elevate e con una maggiore capacità di carico. Come il Me 109, il DB 605 si è rivelato indispensabile durante la guerra. È stato progressivamente migliorato per rimanere competitivo e, fortunatamente per la Luftwaffe, aveva un buon potenziale di sviluppo, anche se la sua affidabilità ha sofferto un po '. La guerra richiedeva sempre più potenza e migliori prestazioni in quota. Il DB 605 è stato in grado di soddisfare questi vincoli utilizzando un carburante con una maggiore potenza di ottano, con conseguenti migliori rapporti di compressione, maggiore potenza durante l'accelerazione, migliore iniettando una miscela non esplosivo acqua-metanolo o perossidi. Così, la sconfitta definitiva della Luftwaffe in 1944 non può essere attribuito a un guasto del motore.
Purtroppo (dal punto di vista dei tedeschi) le versioni più efficienti vennero messe in servizio nel 1944 su velivoli troppo "grandi" quando già mancava la benzina, e soprattutto pilotati da principianti inesperti. Sono stati completamente schiacciati dalle forze alleate.
I principi tecnici di base di DB 605
V-12 a 60 gradi capovolto, raffreddamento a pressione - alesaggio: 154 mm, corsa: 160 mm, cilindrata totale: 35.7 litri - rapporto di compressione: 7.5 / 7.3 (87 ottani), 8.5 / 8.3 (indice 96) b - lunghezza: 2303mm, altezza: 1050mm, larghezza: 762-845mm - peso a secco: 730-745 kg, peso assemblato: 764-815 kg - 4 valvole per cilindro, 1 albero a camme in testa - iniezione diretta - compressore meccanico con velocità variabile (monostadio) con frizione idraulica adatta alle pressioni barometriche legate all'altitudine (il DB 605L aveva un compressore a 2 stadi) - Velocità motore: max 2800, salita: 2600, crociera massima: 2300 - prestazioni: 1435-2000 hp (altitudine 0) - altitudine valutata in condizioni di arrampicata: 5.8 - 8 km (ad eccezione di nuovo DB 605L) diverse versioni sono state dotate di sistema utilizzano MW-50 o 1-GM
Il sistema di alimentazione in ..
Rispetto ai motori con turbocompressore o due piani e due velocità delle forze alleate, sviluppato da Daimler-Benz DB 605-a-piano è eccezionale.
Per confronto, i motori Merlin a due stadi è salito a quota a 5.8 7.9 km. In 1944 battaglie di altitudine, le prestazioni del DB 605 rivaleggiava con quelle di Merlin serie 60 e 70, Spitfire e Mustang.
Mentre convenzionali meccanici on-alimentatori consisteva di uno o due compressori controllati da una trasmissione a due piani, Daimler-Benz utilizzata una frizione idraulica ingegnoso atto a cambiamenti della pressione atmosferica che regolate la velocità del compressore e di conseguenza l'alimentazione del motore le necessità dell'altitudine corrente.
Il metodo convenzionale induce una perdita relativa di efficienza fintanto che l'aereo non ha raggiunto la sua altitudine di crociera perché il compressore utilizza l'energia per la sovralimentazione. Una rappresentazione grafica dell'efficienza di questo tipo di motore in funzione dell'altitudine del velivolo mostrerebbe una linea "a dente di sega": l'efficienza in prima marcia aumenterebbe con l'altitudine fino all'altitudine ideale per quella velocità, poi l'uscita diminuirà finché la seconda marcia non si innesta e l'uscita aumenterà nuovamente fino all'altitudine ideale. Il sistema Daimler-Benz è più flessibile. La rappresentazione grafica mostrerà una curva morbida.
Performance Chart e commenti.
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Fonte: Mercedes-Benz AG, Archivi, Stoccarda, Germania. * = Il DB 605D non è entrato in servizio prima della primavera del 1944 con il Me 109G-10.
Commenti.
Sotto-categorie Me 109 sono stati consegnati con i seguenti motori:
-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
Come mostra la tabella, le diverse categorie hanno dato risultati molto variabili. Pertanto, la prestazione del Me-109G 6 varia enormemente da questo modello è stato equipaggiato con molti motori installati su disponibilità del momento. Il DB-605A 1 era ancora utilizzato alla fine della guerra.
Circa l'MW-50
MW-50 (acqua / metanolo 50/50) è stato iniettato attraverso la presa d'aria e fungeva da anti-detonatore, consentendo una maggiore spinta al di sotto dell'altitudine ideale. L'evaporazione dell'acqua raffreddava anche l'aria di alimentazione, aumentando il peso del mangime.
Limitato dal sistema eccesso di offerta, la 50 MW-indotta come massimo rendimento ha cominciato a declinare in 1.5 - 2 km al di sotto della quota ideale, per diventare inattivo di sopra di tale quota (confrontare ad esempio DB 605A -1 e AM).
Tempo massimo di utilizzo: 5 10 in pochi minuti.
Vincoli: resistenza al volo e durata delle candele ridotte, peso aggiuntivo del serbatoio e dei cavi dell'MW-50. La maggior parte delle sottocategorie Me 109 del 1944/45 erano attrezzate per l'uso con MW-50.
A proposito di GM-1.
Un altro modo per aumentare le prestazioni è stato il GM-1 (Göring Mischung 1).
Consisteva nell'iniettare biossido di azoto (nitro) nella on-alimentatore di sopra della quota motore ideale.
L'ossido di azoto fungeva da "vettore" di ossigeno per aumentare l'efficienza ad altitudini elevate (l'uso di ossigeno puro era troppo volatile).
L'effetto è stato fenomenale, aumentando immediatamente il potere della 25 - 30%.
GM-1 è stato utilizzato dal volo di gruppi specializzati in alta quota da 1941. Volume e l'eccesso di peso sono stati i principali limiti di questo sistema e l'ulteriore sovralimentazione è stato generalmente visto come più efficiente.
Confronto con Merlin 2 piani.
Noi non presentano qui scorecard motori Merlin, perché ci mancano dati precisi (le nostre fonti ( "Allied macchine a pistoni aeromobili" Graham Bianco e "aeromobili combattimento di Jane della seconda guerra mondiale")
Considerando l'età del design del Merlin e i pochi aggiornamenti ricevuti, questo motore a due stadi era una macchina superba. Rispetto ai motori tedeschi, il Merlin era più leggero grazie all'uso relativamente abbondante di leghe leggere.
Quando si confrontano i rendimenti, dobbiamo tenere a mente che gli alleati erano ben forniti con gli indici benzine ad alto numero di ottano (100 / 130 / 150). I tedeschi si è dovuto accontentare con indici 87 92 o 96, i più alti indici di specie sono estremamente rari.
Merlin serie 60 sono stati commissionati alla fine della 1942 estate, in forse intorno allo stesso tempo che il DB-605A 1. Le prestazioni di Merlin 60 alta quota sono stati superiori a quelli del DB-605A 1. Questa superiorità è durato fino 1944 quando sottocategorie AS e D entrato in servizio. Questi equalizzato e ha superato le prestazioni di alta quota Merlin (Rolls-Royce e Packard), con l'eccezione forse di Marco 70. Ma quando il GM-1 entrò in azione, il vantaggio è stato sicuramente DB 605.
Il 605 DB aveva buone prestazioni a bassa quota, in particolare a livello del mare (si veda il paragrafo sui sistemi di eccesso di offerta). Da questo punto di vista, il DB-605A 1 era superiore a Mark 61, 63, 66 e 68 Merlins. La superiorità degli ultimi DB 605 a quote basse e medie è stato molto chiaro quando hanno usato il MW50: metanolo / acqua 50 (versioni AM, ASM o ad alto numero di ottano e GM1 (versioni DB, ASB) o ad alto numero di ottano e GM1 e 50 MW (versioni DC, ASC).
Apprezzamento di una partnership: 605 DB montato 109G Me and K
L'arrivo di Me 109 G coinciso a quasi con la posizione di trasformare ai tedeschi: l'offensiva alleata in Africa e Stalingrado. La Luftwaffe stava affrontando una grande superiorità numerica, aerei e piloti nemici stavano diventando più potente e ben presto è arrivata la Götterdämmerung nella difesa del territorio del Reich, che ha privato la Luftwaffe del suo uomini, attrezzature e carburante.
Se c'è un simbolismo in questo, non ci si sposta in avanti. Ma molto è stato scritto su l'odio portato a G (Gustav) - un po 'di bolle ovunque distruggendo l'aerodinamica e l'aspetto di questo velivolo, era pesante e difficile da manovrare, un passo indietro rispetto al sub- classe F. Tuttavia, molti dei più grandi "Experten" ha ucciso la maggior parte dei nemici Gustav.
Il Me 109G era, come i modelli precedenti, un ottimo intercettore durante il combattimento. Era dotato di caratteristiche per il volo a bassa velocità, soffitto alto e attrezzatura leggera per garantire una risalita molto buona, anche fenomenale, una rapida accelerazione nel volo livellato e la capacità di effettuare manovre sostenute. . Il normale armamento, sebbene relativamente leggero, era estremamente preciso grazie alla posizione centrale di tutti i cannoni.
In breve, è stato un buon combattente e classico.
L'aumento di peso, naturalmente, con l'introduzione di più potenti, motori più pesanti, che ha richiesto il rafforzamento della struttura e il vecchio maneggevolezza soffre un po '.
Sebbene paragonabile ai nuovi aerei alleati in termini di velocità, salita e quota massima, fu durante le battaglie del 1943-1945 (contro i bombardieri diurni e le loro scorte) che le imperfezioni nel progettazione di questi intercettori risalente alla metà degli anni '30.
Equipaggiato come un bombardiere con due cannoni da 2 mm sotto le ali, il Me-Gustav è diventato difficile da usare. Questo oltre al fatto che le prestazioni in alta quota erano molto migliori di quelle della FW 20, il Gustav inizialmente prese il sopravvento sulle scorte alleate. Queste battaglie aeree avvenivano ad alta quota e ad alta velocità, ea queste velocità il controllo del Gustav era molto difficile (a causa del force feedback sui comandi: la sensibilità e l'efficacia dei comandi erano pressoché nulle così come la stabilità direzionale. )
Con la perdita del suo Maneouverability Gustav è diventato un intercettore mediocre e di essere un caccia leggero, la Gustav non poteva concurencer nuovi cacciatori americani.
Versione originale:
La Daimler-Benz DB 605
Elenco dei felice.
1) Introduzione
2) Una breve nota sugli aspetti tecnici di base del DB 605
il layout -Basic e prestazioni
-Il sistema di sovralimentazione.
3) Concentrandosi sulle applicazioni monomotore di questo motore, grafici delle prestazioni e-ries commentato il sottotipo A seguito sono presentati:
-DB 605A-1, AM, AS, ASM, ASB, ASC, D, D-2, DB e DC.
4) Confronto con i motori Merlin a due stadi - il diretto rivale del DB 605. 5) Valutazione di una partnership: il DB 605 motorizzato Me 109G e K.
Introduzione.
Il motore Daimler-Benz DB 605 era uno sviluppo in esecuzione più veloce del famoso DB 601 e serviva gli stessi tipi di aeromobili principali del suo predecessore: il Messerschmitt bf 109 e bf 110. Introdotto nel 1942, presentava i caccia con più potenza di base , migliori prestazioni in altitudine e peso maggiore. Poiché il Me 109 è rimasto un pilastro per tutta la guerra, così ha fatto il DB 605. È stato progressivamente sviluppato per rimanere competitivo e, fortunatamente per la Luftwaffe, aveva un buon potenziale di sviluppo, sebbene l'affidabilità ne risentisse leggermente. La guerra richiedeva sempre più potenza e, a ovest, prestazioni in altitudine ancora migliori, e quella sfida fu vinta dal DB 605 attraverso l'uso di carburante di qualità superiore, rapporti di compressione più elevati, pressioni di sovralimentazione più elevate, migliore sovralimentazione e iniezione di anti- acqua-metanolo detonante e ossido nitroso trasportatore di ossigeno. Come si è scoperto, la fine definitiva della forza da combattimento della Luftwaffe nel 1944 difficilmente può essere attribuita a questo motore da combattimento principale della Luftwaffe. Purtroppo da un punto di vista della Luftwaffe, quando le raffinate versioni ad alta potenza e alta quota entrarono in servizio nel 1944, furono utilizzate in una cellula troppo tesa pilotata da principianti inesperti, che affamati di carburante furono completamente sopraffatti dalle forze alleate superiori.
gli aspetti tecnici di base del DB 605.
(Questa descrizione e le seguenti tabelle delle prestazioni useranno misurazioni metriche.) - V-60 invertito di 12 gradi, raffreddato a pressione - alesaggio: 154 mm, corsa: 160 mm, volume totale: 35,7 litri - rapporto di compressione: 7.5 / 7.3 (87 ottani), 8.5 / 8.3 (96 ottani) - lunghezza: 2303 mm, altezza: 1050 mm, larghezza: 762-845 mm - peso a secco: 730-745 kg, peso integrato: 764-815 kg - 4 valvole per cilindro, 1 albero a camme sospeso - iniezione diretta di carburante - compressore meccanico monostadio a velocità variabile azionato tramite frizione idraulica a controllo barometrico (il DB 605L aveva un compressore a due stadi) - giri / min: max. 2800, salita: 2600, max. crociera: 2300 - prestazioni: 1435 - 2000 hp a livello del mare - altitudine nominale in condizioni di arrampicata: 5.8 - 8 km (sempre escluso DB 605L). - diverse versioni equipaggiate per utilizzare MW-50 o GM-1
Una nota sul sistema di sovralimentazione.
Rispetto ai motori a due stadi a due velocità e turbo delle potenze occidentali, è impressionante quello che Daimler-Benz poteva ottenere con il DB 605 monostadio. In confronto i motori Merlin a due stadi avevano un'altitudine nominale che variava da ca. Da 5.8 km a 7.9 km. Alle al-titudes di combattimento del 1944 le prestazioni del DB 605 rivaleggiavano con quelle delle serie Merlins 60 e 70 d'alta quota dello Spitfire e del Mustang. Mentre i compressori meccanici convenzionali consistevano in uno o due compressori azionati tramite un cambio a due velocità, Daimler-Benz utilizzava un'ingegnosa frizione idraulica a controllo barometrico che regolava la velocità del compressore e quindi la carica del motore in base alle esigenze a una data altitudine. Il metodo convenzionale si traduce in una perdita relativa di efficienza al di sotto dell'altitudine nominale, poiché il compressore utilizza l'energia per produrre una carica in eccesso. Una presentazione grafica della potenza del motore relativa all'altitudine mostrerebbe una linea "sega a vuoto": l'uscita con la marcia bassa aumenta con l'altitudine fino a raggiungere l'altitudine nominale, quindi la potenza diminuisce fino a quando la marcia alta non entra in azione, quando l'uscita sale di nuovo la viene raggiunta l'altitudine. In confronto il sistema Daimler-Benz è più flessibile. Una presentazione grafica mostrerebbe una curva liscia e poco profonda. Una fonte di perdita di efficienza con questo sistema è il riscaldamento progressivo dell'olio quando la pressione nella frizione aumenta con l'altitudine.
grafici delle prestazioni con commenti
Fonte: Mercedes-Benz AG, Archivi, Stoccarda, Germania. * = Il DB 605D entrò in servizio solo nella primavera del 1944 con l'avvento del Me 109G-10.
Commenti.
Il sottotipo Me 109 sono stati consegnati con i treni di potenza a seguire:
Me 109G-1 4 attraverso G-DB-605 1A
Me 109G-5 / 6 G-DB-605A 1, AM, AS, ASM (ASB, ASC?)
Me 109G-8: 605-DB 1A, AM, (altri?)
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 (altri?).
Come mostra la tabella, il diverso sottotipo ha prestazioni molto diverse, le prestazioni della COSÌ Me 109G-6 variata molto come questo modello è stato alimentato da un insieme di fila dei motori SECONDA availoability. Il DB-605 1A era ancora installato fino alla fine della guerra.
Una nota su MW-50.
MW-50 (acqua-metanolo 50 / 50) è stata iniettata la presa d'aria e servito come un anti-detonant PERMETTENDO spinta maggiore per essere utilizzato al di sotto normale quota nominale. L'evaporazione dell'acqua di raffreddamento aussi caricare l'aria aumentando così il peso del carico. Limitato dalle prestazioni del compressore MW-indotta 50 max. uscita calo Began 1.5-2 km. sotto il normale quota nominale fino ad esso est devenu impotente e al di sopra della normale quota nominale (confrontare, ad esempio DB 605A-1 e AM). Max. uso continuo: 5-10 minuti. Penalità: accorcia drasticly resistenza volo e la vita candela, ha aggiunto il peso del serbatoio di MW-50 e tubazioni. La maggior parte sottotipo Me 109 da 1944 / 45 Were dotato di usare MW-50.
Una nota su GM-1.
Un altro moyen de Migliorare la performance è stata GM-1 (Göring Mischung 1). In breve, il sistema ha funzionato iniettando protossido di azoto nel compressore di sopra del normale quota nominale del motore. Il protossido di azoto che serve come un vettore di ossigeno per migliorare l'output in alta quota (ossigeno puro prooving troppo volatile). L'effetto è stato fenomenale, alzando uscita 25-30% istantaneamente. GM-1 è stato utilizzato da una formazione ad alta quota dedicata dal 1941 in poi. ingombro e il peso eccessivo sono stati grandi penalità anche se, e sovralimentazione supplementare è stato generalmente visto per essere più efficiente.
Confronto con due stadi Merlin.
Non presenterò qui i grafici delle prestazioni dei motori Merlin, in parte per limitare le dimensioni di questa pagina e in parte perché non ho dati dettagliati (le mie fonti sono: "Allied aircraft piston engine" di Graham White e "Jane's fighting aircraft of world war II ").
Prendendo in considerazione l'età del Merlin design e la sua piccola spostamento relativo questo a due stadi inter- e motore aftercooler Era una superba maschine. In confronto con i motori tedeschi Merlin tutto l'accendino causa della relativa abbondanza di metalli per fare leghe leggere. Quando si confrontano le uscite uno dovrei tenere a mente aussi que la alleati e sono stati forniti con i combustibili di grado elevato (100 / 130 / 150 ottani). I tedeschi avevano accontentarsi di 87, 92 o 96 ottani, i carburanti di grado superiore essere particolarmente scarsa. ADI è stato utilizzato da entrambe le parti in stges successive della guerra.
La serie Merlin 60 sono stati messi in servizio nella tarda estate del 1942, intorno al tempo même que le-DB 605A 1 entrato in servizio. Le elevate prestazioni altitudine della serie Merlin 60 era superiore al DB-605A 1. Questa superiorità durò fino 1944 Quando il nuovo AS e D sottotipo entrato in servizio. Questi standard di sub in ritardo eguagliato o battuto le elevate prestazioni altitudine della Merlin (Rolls-Royce e Packard) forse con l'eccezione del Marchio 70. Quando è stato utilizzato GM-1 il quadro è cambiato a fondo a favore del DB 605.
Il DB 605 ha dato fondamentalmente buone prestazioni a bassa quota, soprattutto a livello del mare (leggi la discussione sui sistemi di sovralimentazione). A questo proposito il DB 605A-1 era superiore al Mark 61, 63, 66 e 68 Merlins. La superiorità del marchio tardivo DB 605 a bassa e media altitudine era molto pronunciata quando si utilizzava MW-50 (AM, ASM), alto numero di ottani e alto boost (DB, ASB), alto numero di ottani e MW-50 (DC, ASC ).
Valutazione di un partenariato: la 605G alimentato DB 109 Me e K.
L'avvento della Me 109G coinciso, grosso modo, con lo spostamento irreversibile le sorti della guerra per i tedeschi: l'offensiva alleata in Africa e Stalingrado. La Luftwaffe Di fronte ha una vasta superiorità numerica e aumentando alleato, aerei nemici e piloti erano di sempre migliore qualità, e ben presto la sede Götterdämmerung cam in difesa del Reich, la Luftwaffe qui bleeded di uomini, materiali e carburante.
Se ci sia qualche simbolismo in questo, lo lascerò inespresso. Ma molto è stato scritto su come il Gustav fosse detestato: le vesciche distruggevano ovunque l'aerodinamica e l'aspetto dell'aereo, era pesante e non rispondeva, un passo indietro rispetto al sottotipo F. Eppure molti dei più grandi Experten hanno contato la maggior parte delle loro uccisioni nel Gustav.
Il Me 109G ERA, si erano i modelli precedenti, un combattente molto intercettore in grado di vs. combattente combattimento. E 'stato dotato di belle caratteristiche di volo a bassa velocità, un soffitto alto, ed era leggermente caricato garantendo così un ottimo, anche oro salita fenomenale, una rapida accelerazione in volo livellato, e la capacità di eseguire maneouvering sostenuta. L'armamento normale anche se relativamente luce era mortale preciso grazie al posizionamento centrale di tutte le armi. Insomma E 'stato un DogFighter classico.
Peso naturalmente intensificato con la rata di motori più forti e più pesanti, qui ancora una volta ha reso necessario rinforzo strutturale, e la facilità di movimentazione vecchio per subito qualche grado.
Pur tenendo il passo con i nuovi combattenti alleati in termini di velocità, salita e soffitto, fu nei combattimenti del 1943-45 contro i bombardieri giornalieri statunitensi e le loro scorte, che si manifestarono i difetti dell'intercettore vintage della metà degli anni '30. Equipaggiato come un cacciatorpediniere bombardiere con due cannoni sotto ala da 20 mm il Gustav divenne molto ingombrante. Come risultato di ciò e del fatto che le prestazioni in alta quota erano molto migliori di quelle del Fw 190, il Gustav affrontò principalmente i combattenti di scorta americani e britannici. Queste battaglie aeree si sono svolte ad alta quota e ad altissima velocità, ea queste velocità le forze di controllo del Gustav sono diventate molto pesanti, la reattività e l'efficacia delle superfici di controllo sono diventate molto scarse, così come la stabilità direzionale. La manovrabilità è stata persa e il Gustav è diventato una piattaforma di armi scadente. Essendo un intercettore leggero il Gustav non poteva competere in tuffi con i nuovi caccia americani.
Queste carenze dovrei non essere sottoposte ad eccessive sollecitazioni però. Il vero orrore delle battaglie aeree più di Germania è stato il vero e proprio impossibile per situazione tattica Qualora il overstretched Luftwaffe ha dovuto affrontare il numero enorme di ben addestrati, forza alleata ben attrezzata e aggressiva