Wright R-1820

Wright R-1820 — это американский девятицилиндровый однорядный звездообразный двигатель воздушного охлаждения, разработанный компанией Curtiss-Wright в конце 1920-х годов. Является одним из наиболее массовых и долгоживущих авиационных поршневых двигателей в истории, выпускавшимся в различных модификациях с 1931 по 1950-е годы. Двигатель известен под торговым названием «Циклон» (Cyclone) и широко применялся на бомбардировщиках, транспортных самолётах, истребителях и гидросамолётах, в том числе на легендарном Douglas DC-3 и его военной версии C-47.

История создания

Предпосылки и разработка

В середине 1920-х годов компания Wright Aeronautical (позже вошедшая в Curtiss-Wright) искала замену устаревшим рядным двигателям жидкостного охлаждения. В 1925 году инженер Чарльз Лоуренс (Charles Lawrance) создал первый успешный звездообразный двигатель воздушного охлаждения — Wright J-5 «Whirlwind», который установил ряд рекордов и был установлен на самолёте Чарльза Линдберга «Spirit of St. Louis». Однако для военных нужд требовался более мощный двигатель.

В 1927 году началась разработка нового двигателя с увеличенным рабочим объёмом. Проект возглавил инженер Артур Нут (Arthur Nutt). Первый прототип, получивший обозначение R-1750, имел рабочий объём 1750 кубических дюймов (28,7 литра) и мощность около 500 л.с. После серии доработок, включая увеличение диаметра цилиндров и хода поршня, в 1931 году был представлен серийный двигатель R-1820 с рабочим объёмом 1820 кубических дюймов (29,9 литра). Первоначальная мощность составляла 575 л.с., но в ходе дальнейших модификаций была доведена до 1200 л.с. и более.

Серийное производство и модернизация

Производство R-1820 было развёрнуто на заводе Curtiss-Wright в Патерсоне, штат Нью-Джерси. Двигатель быстро завоевал популярность благодаря своей надёжности, простоте обслуживания и возможности установки на различные типы самолётов. В 1930-е годы он стал основным двигателем для американских бомбардировщиков (B-17 Flying Fortress, B-25 Mitchell) и транспортных самолётов (Douglas DC-3, Curtiss C-46 Commando).

В годы Второй мировой войны производство было значительно расширено. По лицензии двигатель выпускался в Канаде (компанией Canadian Pratt & Whitney) и в СССР, где он получил обозначение М-25 (производство на заводе № 19 в Перми). Советская версия М-25 и её модификации (М-62, М-63) устанавливались на истребители И-15, И-16, ЛаГГ-3, Як-1 и другие самолёты. Всего в СССР было выпущено более 40 000 двигателей этого семейства.

После войны производство R-1820 продолжалось для гражданской авиации, в том числе для самолётов Douglas DC-4, DC-6 и вертолётов Sikorsky S-55. Последние серийные двигатели были выпущены в 1950-х годах, но они оставались в эксплуатации на некоторых типах самолётов до 1970-х годов.

Конструкция

Основные узлы

Wright R-1820 представляет собой однорядный звездообразный двигатель с девятью цилиндрами, расположенными радиально вокруг коленчатого вала. Конструкция включает следующие основные элементы:

• Картер — литой из алюминиевого сплава, разделённый на две половины, с креплениями для цилиндров и подшипников коленвала.
• Цилиндры — стальные, с чугунными гильзами, имеющие развитое оребрение для улучшения воздушного охлаждения. Головки цилиндров — алюминиевые, с вставными седлами клапанов.
• Поршни — алюминиевые, с тремя компрессионными и одним маслосъёмным кольцом.
• Коленчатый вал — стальной, кованый, с противовесами, опирается на два подшипника качения.
• Газораспределительный механизм — с одним впускным и одним выпускным клапаном на цилиндр, приводимыми в движение толкателями и коромыслами от кулачковой шайбы, расположенной на носке коленвала.
• Система зажигания — два магнето (обычно Scintilla или Bendix), обеспечивающие двойное искрообразование, и свечи зажигания.
• Система смазки — сухой картер, с масляным насосом и радиатором для охлаждения масла.
• Система охлаждения — воздушная, с направляющими дефлекторами для обдува цилиндров.

Особенности

• Наддув — на большинстве модификаций устанавливался одноступенчатый центробежный нагнетатель (компрессор), приводимый во вращение от коленвала через повышающий редуктор. Это позволяло сохранять мощность на высотах до 5000–7000 метров.
• Редуктор — на некоторых версиях (например, R-1820-97) устанавливался планетарный редуктор для снижения оборотов винта, что повышало эффективность пропеллера.
• Вес — сухой вес двигателя составлял от 520 до 560 кг в зависимости от модификации.

Модификации

Основные серийные варианты

За время производства было выпущено несколько десятков модификаций R-1820, различавшихся мощностью, степенью сжатия, типом нагнетателя и редуктора. Наиболее известные из них:

Лицензионные версии

• М-25 (СССР) — копия R-1820-F3, выпускалась с 1934 года на заводе № 19 в Перми. Мощность 700–750 л.с. Устанавливалась на И-15, И-16, Р-10.
• М-62 — форсированная версия М-25 с двухскоростным нагнетателем, мощность 1000 л.с. Применялась на ЛаГГ-3, Як-1, МиГ-3.
• М-63 — дальнейшая модернизация, мощность 1100 л.с., использовалась на И-16 тип 24, И-153.
• R-1820-82 — канадская версия, выпускавшаяся компанией Canadian Pratt & Whitney для самолётов C-47 и PBY Catalina.

Применение

Военная авиация

Wright R-1820 стал одним из основных двигателей американской авиации во Второй мировой войне. Он устанавливался на:

• Бомбардировщики: Boeing B-17 Flying Fortress (все модификации), North American B-25 Mitchell (ранние версии), Douglas A-20 Havoc.
• Истребители: Grumman F4F Wildcat (включая FM-2), Curtiss P-36 Hawk.
• Патрульные и разведывательные самолёты: Consolidated PBY Catalina (некоторые модификации), Lockheed PV-1 Ventura.
• Транспортные самолёты: Douglas C-47 Skytrain, Curtiss C-46 Commando, Douglas C-54 Skymaster (ранние версии).

В СССР двигатели М-25/М-62/М-63 устанавливались на истребители И-16, И-153, ЛаГГ-3, Як-1, а также на бомбардировщики Су-2 и Пе-2 (в качестве опытных образцов).

Гражданская авиация

После войны R-1820 широко использовался на гражданских самолётах:

• Douglas DC-3 (основной двигатель, совместно с Pratt & Whitney R-1830).
• Douglas DC-4 (первые серии).
• Convair CV-240, CV-340, CV-440.
• Curtiss C-46 Commando (в гражданской версии).
• Sikorsky S-55 (вертолёт, двигатель устанавливался в носовой части).

Прочие применения

• Гидросамолёты: Grumman JRF Goose, Grumman HU-16 Albatross.
• Экспериментальные самолёты: Bell X-1 (в качестве двигателя для подачи топлива), Northrop XB-35 (летающее крыло).
• Наземные установки: двигатель использовался в качестве силовой установки для насосов, генераторов и компрессоров.

Характеристики (на примере R-1820-97)

• Тип: 9-цилиндровый, однорядный, звездообразный, с воздушным охлаждением.
• Рабочий объём: 1820 куб. дюймов (29,9 л).
• Диаметр цилиндра: 155,6 мм (6,125 дюйма).
• Ход поршня: 174,6 мм (6,875 дюйма).
• Степень сжатия: 6,7:1.
• Мощность:
• Взлётная: 1200 л.с. (895 кВт) при 2500 об/мин.
• Номинальная на высоте 7000 м: 1000 л.с. (746 кВт).
• Удельный расход топлива: 0,45–0,50 кг/л.с.·ч.
• Сухой вес: 560 кг.
• Габариты: диаметр 1,37 м, длина 1,22 м.
• Наддув: одноступенчатый центробежный нагнетатель с приводом от коленвала.
• Редуктор: планетарный, передаточное число 0,5:1 или 0,562:1.

Интересные факты

• Двигатель Wright R-1820 стал первым авиационным двигателем, который прошёл сертификацию по американским нормам лётной годности (CAR) в 1930-х годах.
• На самолёте Douglas DC-3, оснащённом R-1820, был установлен рекорд дальности беспосадочного полёта для коммерческих авиалайнеров в 1936 году — 3200 км.
• Во время Второй мировой войны двигатели R-1820, установленные на B-17, часто работали в условиях сильных повреждений — известны случаи, когда самолёты возвращались на базу с одним или двумя неработающими двигателями.
• В СССР двигатель М-25 был скопирован без лицензии, что привело к судебным искам со стороны Curtiss-Wright после войны, но в рамках ленд-лиза вопрос был урегулирован.
• Последний серийный R-1820 был выпущен в 1953 году, но двигатели продолжали эксплуатироваться на самолётах Douglas DC-3 до 1990-х годов в некоторых странах, включая Россию.

Источники

• Jane's All the World's Aircraft 1938. — London: Jane's Publishing Company, 1938.
• Gunston, Bill. World Encyclopedia of Aero Engines. — Cambridge: Patrick Stephens Limited, 1989.
• White, Graham. Allied Aircraft Piston Engines of World War II. — Warrendale: SAE International, 1995.
• Котлобовский, А. В. Авиационные двигатели Второй мировой войны. — М.: Яуза, 2010.
• Техническое описание двигателя М-25. — М.: Оборонгиз, 1941.