Benz Bz.IV

Benz Bz.IV — это немецкий шестицилиндровый авиационный двигатель жидкостного охлаждения, разработанный компанией Benz & Cie. в 1914—1915 годах и широко применявшийся на самолётах-разведчиках и бомбардировщиках Германской империи в годы Первой мировой войны. Двигатель отличался высокой для своего времени мощностью и надёжностью, став одним из самых массовых немецких авиамоторов того периода.

История создания

К началу Первой мировой войны авиация только начинала играть значительную роль в военных действиях. Существовавшие двигатели, как правило, имели мощность не более 100—120 л. с., что ограничивало полезную нагрузку и скорость самолётов. В 1914 году компания Benz & Cie., уже имевшая опыт производства автомобильных и авиационных моторов (в частности, рядных четырёхцилиндровых двигателей Benz Bz.III), приступила к разработке более мощного шестицилиндрового агрегата.

Проектирование велось под руководством инженера Фердинанда Порше (в то время технического директора компании). Первые испытания опытного образца прошли в 1915 году. Двигатель получил обозначение Benz Bz.IV и быстро показал стабильную работу при номинальной мощности 200 л. с. (147 кВт) на высоте до 2000 метров. После успешных стендовых испытаний мотор был запущен в серийное производство.

Производство двигателя продолжалось до конца войны. По различным оценкам, было выпущено от 6 до 8 тысяч экземпляров Benz Bz.IV, что сделало его одним из самых распространённых немецких авиадвигателей. Помимо базовой версии, существовали модификации с изменённой степенью сжатия и системой впрыска воды для кратковременного форсирования мощности (Benz Bz.IVa).

Конструкция

Основные узлы

Benz Bz.IV представлял собой рядный шестицилиндровый двигатель с жидкостным охлаждением. Цилиндры были отлиты единым блоком из алюминиевого сплава, что снижало массу и улучшало теплоотвод. Головка блока цилиндров — неразъёмная, с встроенными клапанами. Поршни — из алюминиевого сплава, шатуны — стальные, кованые.

Коленчатый вал — стальной, кованый, опирался на семь подшипников скольжения. Распределительный вал располагался в блоке цилиндров и приводился в движение шестернями от коленчатого вала. Клапанный механизм — верхнеклапанный (OHV), с толкателями и коромыслами. Каждый цилиндр имел по два клапана: впускной и выпускной.

Система охлаждения

Жидкостное охлаждение осуществлялось с помощью водяной рубашки вокруг цилиндров и головки блока. Циркуляцию воды обеспечивал центробежный насос, приводимый от коленчатого вала. Радиатор обычно размещался на самолёте отдельно, часто — в носовой части фюзеляжа или под капотом.

Система зажигания

Зажигание — магнето, два магнето Bosch (двойное зажигание) для повышения надёжности. Свечи зажигания — по одной на цилиндр.

Система смазки

Смазка — под давлением, масляный насос шестерёнчатого типа подавал масло к подшипникам коленчатого вала, шатунным шейкам и распределительному валу. Масло собиралось в картере и после фильтрации возвращалось в систему.

Карбюрация

Питание топливом — от двух карбюраторов Benz, расположенных с одной стороны двигателя. Топливо — бензин с октановым числом около 50 (авиационный бензин того времени). Расход топлива составлял примерно 0,28—0,30 кг на л. с. в час.

Габариты и масса

• Длина: около 1,6 м
• Ширина: около 0,6 м
• Высота: около 0,9 м
• Сухая масса: около 310—320 кг (в зависимости от модификации)

Технические характеристики

Модификации

Benz Bz.IVa

Версия с увеличенной степенью сжатия (до 6,0:1) и возможностью кратковременного впрыска воды в цилиндры для форсирования мощности до 250—260 л. с. на взлётном режиме. Использовалась на тяжёлых бомбардировщиках, таких как Zeppelin-Staaken R.VI.

Benz Bz.IVb

Экспериментальная модификация с изменённой системой охлаждения и усиленным коленчатым валом. Серийно не производилась.

Применение

Двигатель Benz Bz.IV устанавливался на многие типы немецких самолётов Первой мировой войны. Основные области применения:

Разведчики и лёгкие бомбардировщики

• Albatros C.III — один из самых массовых двухместных разведчиков, оснащался Bz.IV.
• Rumpler C.I — разведчик-бомбардировщик, использовал Bz.IV в ранних сериях.
• LVG C.II — двухместный разведчик, позднее переоборудованный в бомбардировщик.

Тяжёлые бомбардировщики

• Gotha G.IV — двухмоторный бомбардировщик, на каждом двигателе стоял Bz.IV.
• Zeppelin-Staaken R.VI — четырёхмоторный гигант, на внутренних моторах применялись Bz.IVa.
• Friedrichshafen G.III — двухмоторный бомбардировщик, оснащался Bz.IV.

Истребители (ограниченно)

• Fokker D.IV — экспериментальный истребитель, использовал Bz.IV в прототипах, но серийно не пошёл из-за избыточной массы двигателя.

Эксплуатация и оценка

Benz Bz.IV зарекомендовал себя как надёжный и неприхотливый двигатель. Он обладал хорошей ремонтопригодностью и мог работать на низкокачественном топливе, что было критично в условиях военной экономики. Однако его масса (более 300 кг) была значительной для одномоторных истребителей, поэтому он применялся в основном на двухместных самолётах и многомоторных машинах.

Сравнение с современными ему двигателями:

• Mercedes D.III (160 л. с.) — легче (около 250 кг), но менее мощный.
• Austro-Daimler 6 (185 л. с.) — сопоставим по мощности, но сложнее в производстве.
• Hispano-Suiza 8 (200 л. с.) — V-образный, легче, но менее надёжен в условиях фронта.

После войны часть двигателей Benz Bz.IV была использована в гражданской авиации (почтовые и транспортные самолёты) в Германии и других странах, пока не были заменены более современными моторами.

Интересные факты

• Двигатель Benz Bz.IV стал основой для разработки более мощного Benz Bz.V (245 л. с.), который появился в 1917 году.
• На базе Bz.IV в 1916 году был создан экспериментальный авиационный дизельный двигатель Benz D.IV, но он не пошёл в серию из-за проблем с вибрацией.
• В 1918 году на двигателе Bz.IVa был установлен рекорд высоты для самолёта с поршневым двигателем — 8000 метров (на самолёте Rumpler C.VII).
• После Первой мировой войны по условиям Версальского договора Германии было запрещено производить авиационные двигатели, однако часть документации и оборудования была вывезена в СССР, где на основе Bz.IV создавались опытные образцы.

Источники

• Jane's Fighting Aircraft of World War I. — London: Studio Editions, 1990.
• Г. В. Смирнов. Авиационные двигатели Первой мировой войны. — М.: Воениздат, 1965.
• W. M. Lamberton. Fighter Aircraft of the 1914-1918 War. — Letchworth: Harleyford Publications, 1960.
• Техническая документация Benz & Cie. (архивные материалы, 1915–1918).
• Статья «Benz Bz.IV» на сайте немецкого музея авиации (Deutsches Museum).