To je bohužel řehole autora. Já kdykoliv si rozbalím cokoliv jsem napsal, vždy tam něco cítím potřebu upravit. Někdy to dělám někdyne a někdy i třikrát.
Takže se netrap a až nadejde čas tak úpravy prověď. A diskuse je od toho aby nám autorům pomohla případné opravy správně směrovat.
Pístové letecké motory
Moderátor: Pátrač
Mám dotaz na zdejší motoráře.
Již nějakou dobu si lámu semtam hlavu s tím, proč mají motory Rolls-Royce Merlin a Grifon dvojnásobné plnící tlaky oproti soudobým "konkurentům".
Německé motory pro stíhací letouny (ať už DB, BMW, či Jumo) se v závěru války pohybovali nejčastěji v rozmezích kolem 1,6 - 1,8 ATA což je ekvivalent zhruba 8-11 lb. V tomhle rozmezí se pohybovali i jiné britské motory - například Bristol Centaurus, či Napierre Sabre. Americký Allison má také podobné plnění. Japonské motory taktéž (ikdyž ty neznám zdaleka všechny). Švecov se také pohybuje v podobných relacích (jen o něco menších).
Merliny a Griffony od RR mají pak 16-25 lb.
P&W jsou snad jediné motory u kterých jsme narazil na dvojnásobný údaj stejně jako u RR.
Je možné, že je to jen nějakým rozdílným měřením, či nějakým odlišným prvkem při vstřiku? Já si jen nedovedu moc dobře předstait, že RR (a P&W) dokázal spálit dvojnásobek směsi. Sice dokázal při výrazně nižším obsahu podat podobný výkon jako série Daimler-Benz 601/605, ale i tak mi to přijde zvláštní.
Již nějakou dobu si lámu semtam hlavu s tím, proč mají motory Rolls-Royce Merlin a Grifon dvojnásobné plnící tlaky oproti soudobým "konkurentům".
Německé motory pro stíhací letouny (ať už DB, BMW, či Jumo) se v závěru války pohybovali nejčastěji v rozmezích kolem 1,6 - 1,8 ATA což je ekvivalent zhruba 8-11 lb. V tomhle rozmezí se pohybovali i jiné britské motory - například Bristol Centaurus, či Napierre Sabre. Americký Allison má také podobné plnění. Japonské motory taktéž (ikdyž ty neznám zdaleka všechny). Švecov se také pohybuje v podobných relacích (jen o něco menších).
Merliny a Griffony od RR mají pak 16-25 lb.
P&W jsou snad jediné motory u kterých jsme narazil na dvojnásobný údaj stejně jako u RR.
Je možné, že je to jen nějakým rozdílným měřením, či nějakým odlišným prvkem při vstřiku? Já si jen nedovedu moc dobře předstait, že RR (a P&W) dokázal spálit dvojnásobek směsi. Sice dokázal při výrazně nižším obsahu podat podobný výkon jako série Daimler-Benz 601/605, ale i tak mi to přijde zvláštní.
Tak podívej se třeba na Merliny se „starým“, 87oktanovým palivem, plnící tlak pak není žádný zázrak, ty vysoké byly dosahovány prakticky jen díky speciálnímu vysokooktanovému benzínu (ať už 100/130, 115/145 nebo na konci války 100/150 — ten nestihl +30lb jen o chvilku).
Konstrukce kompresorů, které byly schopny požadovaný přetlak dodat, by neměla být tak složitá jak sehnat vysoce jakostní palivo; tady bych asi hledal zakopaného psa.
Jinak třeba motory fy Bristol (Centaurus, Hercules) dosahovaly s palivem 100/130 plnících tlaků třeba až +13 nebo +14,5 lb. Pak už taky záleží na konstrukci motoru; už v roce 1939 Britové speciálně upravili Merlin II k pokusu o světový rychlostní rekord. Po zpevnění a modifikaci motor se speciálním palivem dával plnící tlak +27lb u hladiny moře (maximální u běžného Merlinu II +6,25lb)!
Konstrukce kompresorů, které byly schopny požadovaný přetlak dodat, by neměla být tak složitá jak sehnat vysoce jakostní palivo; tady bych asi hledal zakopaného psa.
Jinak třeba motory fy Bristol (Centaurus, Hercules) dosahovaly s palivem 100/130 plnících tlaků třeba až +13 nebo +14,5 lb. Pak už taky záleží na konstrukci motoru; už v roce 1939 Britové speciálně upravili Merlin II k pokusu o světový rychlostní rekord. Po zpevnění a modifikaci motor se speciálním palivem dával plnící tlak +27lb u hladiny moře (maximální u běžného Merlinu II +6,25lb)!
Děkuji za snahu, ale myslím si, že se mýlíš. Ty tlaky 16 a 18 lb (tedy dvojnásobné oproti ostatním jsou na víceméně shodných palivech. Na vysokooktanových to pak dělá 25 lb.
On americký (používaný brity) 150 oktanový benzín byl velmi podobný německému C3 a "klasický" 100 oktanový byl ekvivalent B4 a s tím právě němci dosahovali kolem 1,6 ATA a merlin oněch 18 lb (tedy dvojnásobek).
On americký (používaný brity) 150 oktanový benzín byl velmi podobný německému C3 a "klasický" 100 oktanový byl ekvivalent B4 a s tím právě němci dosahovali kolem 1,6 ATA a merlin oněch 18 lb (tedy dvojnásobek).
Ty tlaky 16 a 18 lb (tedy dvojnásobné oproti ostatním jsou na víceméně shodných palivech
To si myslím, že se zase mýlíš ty. :) Nebo to tak alespoň podle tabulek v Lumsdenovi vypadá - nejvyššího plnícího tlaku se „starým“, 87oktanovým palivem dosáhl Merlin XII, a to +7 lb.
Palivo 100/130 grade umožňovalo +18 lb (někdy až +20 lb), 100/150 grade bylo běžně pro +21 lb, na některých motorech +25 lb a připravovalo se i povolení +30 lb, ale válka skončila dřív.
Na britské straně bych fakt viděl limit v palivu a pak v jednotlivých karburátorech; u nich se postupně navyšovaly povolené plnící tlaky: třeba Merlin 65 byl (později) s palivem 100/150 grade schopen až +25 lb, Merlin 64 „jen“ +21 lb. Ale proč Němci nedokázali ze svých motorů vymáčknout víc, to netuším. Bohužel, protože sem vlastně mířila tvoje otázka :)
Takže vlastně nic a zase můžu jít.
To si myslím, že se zase mýlíš ty. :) Nebo to tak alespoň podle tabulek v Lumsdenovi vypadá - nejvyššího plnícího tlaku se „starým“, 87oktanovým palivem dosáhl Merlin XII, a to +7 lb.
Palivo 100/130 grade umožňovalo +18 lb (někdy až +20 lb), 100/150 grade bylo běžně pro +21 lb, na některých motorech +25 lb a připravovalo se i povolení +30 lb, ale válka skončila dřív.
Na britské straně bych fakt viděl limit v palivu a pak v jednotlivých karburátorech; u nich se postupně navyšovaly povolené plnící tlaky: třeba Merlin 65 byl (později) s palivem 100/150 grade schopen až +25 lb, Merlin 64 „jen“ +21 lb. Ale proč Němci nedokázali ze svých motorů vymáčknout víc, to netuším. Bohužel, protože sem vlastně mířila tvoje otázka :)
Takže vlastně nic a zase můžu jít.
Ono to přepočítávání na "oktany" u benzínů je právě problematické. Klasický německý benzín B4 má sice jen 87 a C3 94 (jsou to čísla z hlavy a nedaří se mi je teď dohledat, takže tam nejspíš nějaké jednotky lítaj), ale je tam jinak přepočítávána hodnota. Německý B4 má velmi podobné detonační schopnosti jako 100 oktanový spojenecký a C3 s 94 má zase podobné vlastnosti jako 150 oktanový. Tedy to 100 oktanový a 150 oktanový není uplně přesné. Mělo by to být spíš řečeno jako hodnota 100/150ti oktanů. Ale to je chemie, kterou trochu chápu, ale na přesné vysvětlení si netroufám.
„Mám dotaz na zdejší motoráře.
Již nějakou dobu si lámu semtam hlavu s tím, proč mají motory Rolls-Royce Merlin a Grifon dvojnásobné plnící tlaky oproti soudobým "konkurentům".
Německé motory pro stíhací letouny (ať už DB, BMW, či Jumo) se v závěru války pohybovali nejčastěji v rozmezích kolem 1,6 - 1,8 ATA což je ekvivalent zhruba 8-11 lb. V tomhle rozmezí se pohybovali i jiné britské motory - například Bristol Centaurus, či Napierre Sabre. Americký Allison má také podobné plnění. Japonské motory taktéž (ikdyž ty neznám zdaleka všechny). Švecov se také pohybuje v podobných relacích (jen o něco menších).
Merliny a Griffony od RR mají pak 16-25 lb.
P&W jsou snad jediné motory u kterých jsme narazil na dvojnásobný údaj stejně jako u RR.
Je možné, že je to jen nějakým rozdílným měřením, či nějakým odlišným prvkem při vstřiku? Já si jen nedovedu moc dobře předstait, že RR (a P&W) dokázal spálit dvojnásobek směsi. Sice dokázal při výrazně nižším obsahu podat podobný výkon jako série Daimler-Benz 601/605, ale i tak mi to přijde zvláštní.“
Vůbec se s tím netrap, já si nad tím tlakem lámu hlavu, zatím marně, také již asi druhým rokem. Ne že bych kvůli tomu nemohl spát, ale je to prostě nelogické (podle mě), ty rozdíly jsou prostě moc velké. K tomu benzínu, podle mě je ten C3 zhruba 100/130, B4 bude méně asi tak těch britských 87. Podle mě Němci neměli srovnatelný benzín k 100/150.
To by ale mohlo být v podstatě jedno, protože čistě teoreticky (zdůrazňuji teoreticky), byly německé motory lepší snad po všech stranách. Přesto jsou ale ty Rolls-Royce Merlin a Grifon v těch plnících tlacích (a v podstatě i výkonech) tak „ulítlé“. Já zkusím naznačit, jakým způsobem se v tomto směru ubírají moje myšlenky:
Není úplně vhodné přímo porovnávat hodnoty plnících tlaků u Merlinu a německých motorů DB, případně Jumo. Budou zde totiž rozdíly již z konstrukce. Němci nepoužívali (běžně) mezichladiče stlačeného vzduchu, neměli (běžně) také vícestupňové kompresory a rozdíly budou také ve tvaru výtlačného potrubí za kompresorem, což souvisí z výše uvedeným. Pokud vezmeme základní motory, tak Němci v kompresoru stlačovali čistý vzduch, nikoliv směs, jako Merlin nebo Grifon. Podstatný rozdíl je v tom, že Němci běžně používali konstrukce pro pohon s variabilním převodovým poměrem mezi klikovým hřídelem a kompresorem, mohly tedy plynule měnit jeho otáčky. Anglo-americké motory (a v podstatě i všechny ostatní) používali stupňovité řazení kompresorů se změnou v určité výšce. Některé anglické motory koncem války přešly na hydraulická spojku, teď z hlavy mě napadá pouze Napier Sabre, ale možná bude i nějaký jiný. To jsou asi nejhlavnější rozdíly, když tedy pomineme přímé vstřikování vs. vstřikovací karburátory Bendix-Stromberg a příbuzných systémů.
Nyní trochu k rozdílům v předchozím odstavci. Klíčové pro pochopení rozdílů je obrázek níže, na kterém si to celé vysvětlíme.
Na tomto obrázku je názorně vidět, jak „blbě se to dělalo“ (to myslím teď v nadsázce). Na ose y je v horní části grafu efektivní výkon motoru v koních, ve střední (vpravo) výstupní teplota za kompresorem a ve spodní části je (vlevo) spotřeba a vpravo tlak za kompresorem. Na ose x je výška v metrech. Plnou čarou jsou vyneseny křivky odpovídající kompresoru s „měnitelným stupněm stlačení“ a pohonem od klikového hřídele motoru (který ovšem ve své čisté podobě v dané bodě vůbec neexistoval) a čárkovaně jsou křivky odpovídajícímu běžnému motoru s jednorychlostním, jednostupňovým, odstředivým kompresorem s pohonem odvozeným od klikového hřídele motoru se škrcením za kompresorem. Zhruba řečeno, u motoru s jednorychlostím kompresorem je „všechno špatně“. Pokud začneme výkonem a tlakem, tak můžeme uvést následující úvahu:
Letecké motory v době druhé světové války se provozovaly „na daný plnící tlak“. To znamená, že konstruktéři a výrobci se snažili, aby ve všech výškách daný motor, pro daný režim (bojový, nouzový, trvalý atd., názvy byly různé, ale na tom nesejde), měl stálý tlak za kompresorem. Prostě, aby se tento tlak neměnil, měl nějakou hodnotu (pro různé motory různou), ale pro stejný motor a stejný režim pořád stejnou. Tento tlak musel zůstat stejný až do takové výšky, do které „to šlo“. Z motorem je to jako z horolezcem. Když někdo leze na hory tak ví, že v 8000 metrech musí mít masku, jinak nebude mít co dýchat. Prostě není vzduch. To stejné je i pro motor, prostě není co dýchat, není vzduch. Úkolem kompresoru bylo motoru tento vzduch „dodat“, prostě ho „udržovat naživu“. Každý kompresor byl ale schopen dodávat jenom do určité výšky, poté již prostě „nestíhal“, takže motor stejně postupně „umřel“. Tohle přesně je na těch křivkách v předchozím grafu.
Na grafu vystupuje stejný motor, ale dva různé kompresory. První je vyznačen plnou čarou a tento kompresor je „chytrý“. Ví co má dělat, ví jaký tlak motor zrovna potřebuje a ví, že je zbytečné se namáhat nějakým stlačováním, když to není potřeba. Čárkovaně je označen „hloupý“ kompresor. Ten je blbý, neví nic. Prostě stlačuje a nic okolo neřeší.
Oba kompresory mají nějaký tlak vzduchu na vstupu do oběžného kola a nějaký tlak na výstupu za difusorem. Poměr těchto tlaků (ten větší na výstupu dělený tím na vstupu) se nazývá stupeň zvýšení tlaku. Kdyby jste byly na zemi, tak je tento poměr stále stejný. Vzhledem k tomu, že motor stále stoupá a tedy tlak na vstupu je stále menší, musí se stupeň zvýšení tlaku stále zvětšovat. To se bude dít stále více a více až v určité výšce ten kompresor již prostě „nebude moci“ vzduch stlačit na potřebný tlak. Potom řekne „milí motore, prostě už nemůžu, budeš holt bez vzduchu“. No a motor přestane „dýchat“ a postupně umře. Náš motor (na grafu výše) obdrží zprávu o tom, že nebude dýchat, ve výšce 4000 metrů. V této výšce mu kompresor (ale oba, chytrý i hloupý) tuto nepříjemnou zprávu sdělí. Této výšce se říká nominální (říkalo se tomu dříve různě, to ale není podstatné).
Princip je tedy jednoduchý, motor bez kompresoru nemůže být. Kompresor je poháněný motorem, nemůže tedy bez něho být, motor zase „dýchá kompresorem“, také tedy bez něho nemůže být. Není tedy podstatné, co se bude dít nad nominální výškou. Motor s chytrým i hloupým kompresorem „umřou“ oba úplně stejně. Zásadní rozdíl je ale v tom, co se bude dít pod touto výškou.
Rozdíl mezi „hloupým“ a „chytrým“ kompresorem v tom, že „hloupý“ kompresor se „točí pořád stejně“. Když „zůstaneme doma“, tak Avia 12Ydrs měla 2400 ot./min. a pevný převod na kompresor, který díky tomu měl 24082 ot./min. To byl „hloupý“ kompresor. Hloupý byl v tom, že pokud byla naše Avia 534 na zemi, nebo těsně nad zemí, bylo úplně zbytečné, aby se těmito otáčkami točil. On to ale neví, že není potřeba, aby měl těch 24082 ot./min., nikdo mu to neřekne. Proto se stále točí a točí a stlačuje ten vzduch. My ovšem nemůžeme připustit, aby tento tlak „šel do motoru“. Je moc veliký, motor by zničil. Proto musíme ten kompresor „zaškrtit“. Prostě ho „trochu podržíme pod krkem“, přidusíme ho nějakou škrtící klapkou a on nám poté dodá právě tolik vzduchu, kolik motor potřebuje. Kdybychom místo toto škrcení hloupého kompresoru raději šli na vlak, zajeli do Německa a řekli jim „chlapi, potřebujeme chytrý kompresor“, dostali bychom kompresor, který bude o něco chytřejší. Nebude sice takový, jaký je na grafu, ale dostaneme kompresor, který „ví, že se u země nemusí tolik točit“. On sám to neví, ale mi jsme mu to schopni říct (hydraulická spojka).
Nyní se podívejme na to, co se bude dít, když do toho Německa nezajedeme. Když motor „přiškrtíme“ klapkou před kompresorem, účinnost kompresoru se nezmění (žádná a přibližně). Pokud se ovšem nemění hydraulická účinnost kompresoru, nemůže se měnit ani celkové adiabatická kompresní práce (u2 je obvodová rychlost kola kompresoru):
Nezmění se tedy ani práce předaná vzduchu oběžným kolem, ale hlavně se nezmění příkon kompresoru (práce nutná pro jeho pohon). Výkon, který musí motor vynaložit na pohon „hloupého“ kompresu se tedy při poklesu výšky (pod nominální) nemění. Samotný výkon motoru potom klesal (ve směru k zemi), ale to bylo v důsledku jiných vlivů, které zde nebudeme rozebírat (je jich řada).
Když do toho Německa „zajedeme“, dostaneme křivku, která nebude vypadat jako plná křivka na předchozím grafu. Bude „něco mezi“ čárkovanou křivkou „hloupého“ kompresoru a plno křivkou „chytrého“ kompresoru. Zhruba to bude vypadat tak, jak vypadá červená čára v grafu. Pokud použijeme „chytrý“ kompresor, jsme tedy (při zemi) schopni získat motor s výkonem až o 25 % vyšším, než v případě hloupého kompresoru. Němci by se svým „polochytrým“ kompresorem dostali zhruba na polovinu (odhaduji).
To co je uvedeno výše samozřejmě všichni konstruktéři věděly. Nikdo nebyl tak hloupý, aby „vyhazoval koně z okna“. Problém byl v tom, jak tento kompresor s (nejlépe) proměnným převodem udělat. Němci se pomocí hydraulické spojky dostali nejdále, ale v tomto směru měli velké pokroky i Francouzi (např. běžně prakticky neznámý kompresor Szydlowski-Planiol S39.H3 z motoru Hispano-Suiza 12Y-45). Ostatní na to šli „od lesa“ a “začali řadit“. Je ovšem potřeba říct, že nikdo to nedotáhl až tak daleko, jak je vyznačeno plnou čarou na předchozím grafu.
Všem šlo o jednu věc, co možná nejvíce snížit velikost vyšrafované plochy. V podstatě se nabízely dva možné přístupy. První představuje změna otáček oběžného kola v závislosti na změně výšky. Změnou těchto otáček (snížením pro nižší výšky) dojde ke snížení výkonu potřebného pro pohon kompresoru a tedy i snížení ztráty efektivního výkonu motoru v nízkých výškách. Je zde ovšem ještě druhá možnost, kterou se vydali Francouzi. Ti se pokoušeli měnit stupeň stlačení pomocí otáčivých klapek na vstupu do kompresoru. Právě takto fungoval kompresor Szydlowski-Planiol S39.H3, ale obecně se to příliš neosvědčilo a ani nerozšířilo. Všichni ostatní se vydali první cestou s tím, že Němci se rozhodli měnit otáčky oběžného kola plynule a Anglo-američani + rusové (a v podstatě všichni ostatní) se rozhodli, že budou měnit otáčky stupňovitým řazením, podobně jako řadíte rychlosti v automobilu. Když si oba přístupy (plynulý německý a stupňovitý) spojíme, získáme tento obrázek:
Ta „přilepená“ část je DB 601 N. Tady názorně vidíte rozdíl mezi „pokusem o plynulý převod na kompresor“ a klasické stupňovité řazení (dva stupně). Zhruba takto vypadali výškové charakteristiky všech motorů s dvoustupňovými kompresory, tedy včetně ty Rolls-Royce Merlin a Grifon (ty výkony pozdějších verzí byly ale samozřejmě jinde). V principu to ale nic nemění, ta hydraulická spojka podstatně sníží ztráty výkonu mezi první a druhou rychlostí kompresoru. Kdybychom tedy měli dva identické motory, na prvním hydraulickou spojkou a na druhém dvoustupňové řazení kompresoru, motor s hydraulickou spojkou bude při jinak stejných podmínkách dávat ve středních výškách vyšší výkon. Zde je jedno jestli, bude mít ten dvoustupňový kompresor pěkný kola, nebo bude kvalitně zpracován, nebo bude mít zelenou barvu, na to nezáleží. Prostě bude (za jinak stejných podmínek) horší, šrafovaná plocha uvedená výše bude u stupňovitého řazení vždy větší.
Teorie je ovšem jedna věc, praxe druhá. Vzhledem k tomu, že touto cestou se nevydali ani všichni němečtí výrobci, budou zde určitě problémy. Některé jsem již naznačil v článečku, který jsem zde psal o kompresoru motoru DB 601. Často je zmiňována hlavně složitost celého systému.
Je tedy patrné, že motory DB by měli být „lepší“, než Rolls-Royce Merlin a Grifon. Možná byly teoreticky, ale prakticky si to říct až tak (teď myšleno komplexně) netroufám. Anglické motory měly později dvoustupňové dvourychlostní kompresory. Ty dvě rychlosti jsme již probrali. Ty dva stupně jsou poměrně jednoduché. Ty tam byly kvůli požadovanému stupni stlačení a s tím co je uvedeno výše, souvisí pouze okrajově. Stupeň stlačení v odstředivém kompresoru závisí na obvodové rychlosti kola a hydraulické účinnosti. Ta účinnost se dá zvýšit pouze velmi obtížně, nezbývá tedy než zvyšovat rychlost kola. To jde ovšem také pouze do určité míry, musíte brát ohled na materiál apod. Prakticky nebylo reálně (v době druhé světové války), aby obvodové rychlosti těchto kol přesahovali cca 450 m/s. Vyšší rychlosti se již konstrukčně nedali zvládat, proto pro požadované vyšší stupně stlačení nezbylo, než přidat další stupeň kompresoru. Takto postupovali všichni. Dvoustupňové kompresory tedy vždy značí velké výstupní tlaky. Mezichladiče se za ně dávali proto, že při vyšších stlačeních výrazně roste teplota výstupního vzduchu, které má negativní vliv. Proto se musel vzduch (nebo směs) chladit.
Jenom tak na okraj, z výše uvedených řádků také vyplývá, že více-rychlostí kompresory se do anglo-amerických + ruských motorů nedávali kvůli tomu, aby byl zvýšen výkon motoru ve vyšších výškách. Skutečně jsem se v předchozí větě nepřepsal, je tomu tak. Logicky přece není problém postavit vícestupňový kompresor s jednou rychlostí, který bude schopen zásobovat motor vzduchem do vysokých výšek. Takovýto motor bude určitě „výškový“. Otázka je, ale co s takovýmto motorem v nízkých výškách? Asi bychom ho museli „úplně uškrtit“. Je to taková trochu akademická debata, ale skutečně více-rychlostí kompresory se do těchto motorů dávali proto, aby vůbec bylo reálně možno tyto výškové motory používat i v nízkých výškách.
Vraťme se ale k původní otázce o plnících tlacích. Jak je možné, že Rolls-Royce Merlin a Grifon a některé další zvládali podstatně vyšší plnící tlaky (ale také podstatně vyšší střední efektivní tlak) bez detonačního spalování? Tohle je klíčová otázka. Plnící tlak Angličani evidentně „hnali silou“ i přes horší kompresory. Prostě přidali stupeň a hotovo. To ale z principu není problém, to klidně mohli udělat i Němci, ale s výjimkou Jumo 213 (další mě teď nenapadá) to prostě neudělali. V odpovědi na otázku proč to neudělali je „zakopaný pes“. Tohle já přesně nevím. Evidentně to směřuje k benzínu a jeho oktanovému číslu, ale tady je to zase v rozporu s tím, co jsem napsal výše. Již z více zdrojů je patrné, že oktanová čísla německých benzínů (hlavně C3) skutečně přibližně odpovídají 100/130. To by mělo Němcům umožnit vyšší tlaky, než používali (alespoň podle mně, ale bez záruky). Přesto je nepoužívali.
Jisté vysvětlení by se možná dalo nalézt „mezi řádky“ následující tabulky.
Je zde srovnání ukořistěného motoru DB 601 N (provedená v Anglii) se soudobým (relativně) motorem Merlin XX a americkým motorem Allison (tento neznám). Samotná tabulka ani není moc zajímavá, ale znázorňuje jeden údaj, který mě „nakopl“ směrem k rozdílům mezi verzemi motoru DB 601. Allisona si nevšímejte a podívejte se na Merlin. Ten má 27 litrů, kompresní poměr 6:1, 2850 ot./min a 1240 koní v 10000 stopách. Prostě klasika. DB 601 N měl 33,9 litrů, kompresní poměr 7,9 : 1, 2600 ot./min a 1270 koní v 16250 stopách (podotýká, že používal C3). Skutečný kompresní poměr tohoto motoru byl ale 8,2 : 1, v tabulce je chyba. Já jsem si nejprve myslel, že se Angličani „upsali“ a že ten kompresní poměr je špatně. Špatně ale není, dokonce je ještě vyšší, než oni uvádí. Proto jsem si vyhledal DB 601 A a podíval, se jak se to pohybuje zde.
DB 601 A:
V poslední tabulce jsou přepočítané hodnoty spotřeby u DB 601 N na l/hod.
Na dalších dvou obrázcích jsou podrobnosti k Merlinu XX. Máte zde plnící tlaky a spotřeby, výkony pro všechny tlaky jsem nenašel, pro 3000 ot./min a 12 liber na čtv. palec je výkon 1320 BHP. Je to z manuálu k Beaufighter II s 2 x Merlin XX:
K Merlinu jsem přesnější údaje nenašel. Kdyby je někdo měl, dejte je do fóra (hlavně spotřebu a výkony u jednotlivých tlaků). Já budu vycházet z těch hodnot, co mám. V poslední tabulce jsem Vám převedl tlaky a spotřeby, kompresní poměr Merlinu je 6:1, objem 27 litrů.
Můžeme tedy psát zhruba tohle. My máme 3 motory. Všichni tři jsou vrstevníci. Jeden motor je Rolls-Royce Merlin XX, který má 27 litrů a maximální výkon 1320 BHP (+- našel jsem i jiné hodnoty), při plnícím tlaku 1,85 ata a 3000 ot./min.. Tento motor má kompresní poměr 6:1 a používá 100 oktanové palivo. Dále zde máme motor DB 601 A, který má 33,9 litrů, maximální výkon 1100 koní při 1,40 ata a 2400 ot./min, používá palivo B4 (87 oktanů) a má kompresní poměr 6,9:1. Jako třetí zde máme motor DB 601 N, který má 33,9 litrů, maximální výkon 1175 koní při 2600 ot./min, plnící tlak 1,35 ata a kompresním poměru 8,2:1.
Tedy, máme motor (Merlin), který má sice vyšší plnící tlak než zbývající dva, ale jinak je snad ve všem horší. Má ještě „klasický“ karburátor (A.V.T.40 karburátor), nemá přímé vstřikování, má dvourychlostní kompresor, nižší kompresní poměr a vyšší otáčky. Ty vyšší otáčky mohou být výhoda i nevýhoda, jak se to vezme (spíše je to lepší). Tento motor mi srovnáváme s motorem DB 601 N, který má všechny špičkové (na tehdejší dobu) vymoženosti. Má přímé vstřikování paliva a všechny s tím související výhody, skoro i kompresor s možností plynulé změny otáček oběžného kola, má o více než 20 % větší zdvihový objem (což samozřejmě není „vymoženost“), používá skoro stejná palivo a přesto všechno má celkem o dost nižší výkon. To je (teď v nadsázce) jako kdyby srovnávali motor z trabanta s motorem z mercedesu a spekulovali, proč má je ten motor z trabanta výkonnější. Ten DB 601 N má prostě všechny trumfy v rukou a stejně prohrává (na výkonu).
Jsou tedy 2 možnosti. První je, že je všechno špatně, že skutečně není to přímé vstřikování a další vymoženosti lepší. Druhá možnost je, že je zde někde zakopaný pes a to pořádně hluboko. Právě tohoto psa se společně pokusíme vykopat.
První věc, které si všimněte je rozdíl (tedy spíše nerozdíl) mezi výkony motoru DB 601 A a DB 601 N. Maximální výkon verze A je 1100 koní při 1,40 ata a 2400 ot./min, maximální výkon verze N je 1175 koní při 2600 ot./min, plnící tlak 1,35 ata. Němci tedy vyvinuli palivo s větším oktanovým číslem, překonstruovali motor, vyvinuli značné úsilí a spokojili se s nárůstem výkonu o nějakých 100 koní. A to všechno v době, kdy válčili se státem, jehož stíhačky měli technicky horší motor, ale s větším výkonem. To by přece museli být blázni, kdyby tohle udělali.
Ti Němci nebyli žádní blázni, oni jen prostě uvažovali jinak, než čtenáři tohoto fóra. Na všech fórech s leteckou tématikou je to stále stejná písnička. Rychlost letadla – výkon motoru – plnící tlak (někdy). Kdo víc boostuje, je king, kdo má 1,6 ata je lepší, než ten kdo má 1,4 ata. Však nemusíme chodit daleko, na zdejším fóru se to také takto probírá. Ti Němci si při vývoji DB 601 N totiž (teď čistě podle mého názoru, toto nemám nijak podloženo) stanovili priority. Tou hlavní prioritou ale nebylo zvýšení výkonu motoru. Jejich hlavní prioritou bylo snížení jeho spotřeby. Proto překonstruovali DB 601 A na DB 601 N, proto použili palivo C3 a proto zvýšili kompresní poměr, aniž by zvýšili plnící tlak. Drobnějšími úpravami (otáčky) výkon o něco narostl, ale to nebylo to podstatné. Podstatné bylo, že spotřeba motoru DB 601 N, v porovnání s DB 601 A, klesla (při maximálních výkonech) zhruba o 33%. Tohle byl (podle mého názoru) důvod jejich snahy. Prostě je asi víc trápilo těch 12 minut nad Londýnem, než nějaký ten „kůň navíc“.
Tohle já považuji za hlavní rozdíl, mezi Anglo-Americkými motory a Německými motory, zhruba v letech 1940 až 1943. Němci prostě uvažovali jinak. Angličany zase evidentně příliš nevzrušovala nějaká spotřeba, razili to stylem, „narvu to tam, ať to klidně sežere celou cisternu, hlavně když to nebude klepat“. Jak jinak si mám vysvětlit, že motor, kterým má objem 27 litrů má při maximálním výkonu o nějakých 74 % větší spotřebu než motor (DB 601 N), který má o 7 litrů větší objem (rovněž při maximálním výkonu). To ale berte jen ilustračně, otázka je, jestli jsou ty spotřeby u Merlinu XX přesné. Když potom čtete ódy na kvalitu anglických motorů a jak byly dobrý, že z 27 litrů měli větší výkony, tak se člověk skutečně musí trochu pousmát. Dobré možná byly, ale je to jako v životě, vždycky něco za něco. To že měly velké maximální plnící tlaky ještě neznamená, že byly skutečně dobré.
Uznávám, že jsem to v předchozím případě (se spotřebou) Merlinu XX, trochu přehnal, ale pro ilustrační účely je to dobré. Když to trochu upřesníme, můžeme to napsat takto:
Pokud chceme u motoru Merlin 61 dosáhnout stejné spotřeby paliva, jako u motoru DB 601 N běžícího na maximální možný výkon, musíme nastavit plnící tlak Merlinu 61 na + 2 lb./sq.in.a 2200 ot./min. Potom bude mít Merlin 61 (podotýkám, že má o 20 % menší zdvihový objem) spotřebu 57 UKgallonů/hodina, což je 259 litrů/hodinu, tedy zhruba stejně, jako DB 601 N na maximální výkon. Jaký bude mít Merlin 61 výkon nevím, při plnícím tlaku přibližně 1,17 ata jsem to nikde nenalezl (Merlin II měl při tlaku +6 lb./sq.in.a 3000 ot./min výkon 1030 BHP, takže by to mělo být ještě méně). Jak je vidět, tak to skutečně funguje. Za jinak stejných podmínek jsou německé motory DB 601 lepší.
Tento příspěvek berte jen jako takovou diskuzi „od boku“. Já si na nějaké skutečně hluboké srovnání německých a anglických motorů, moc netroufám. To by bylo (možná) na několik let práce. Možná se mi jen trošku podaří korigovat některé stále se opakující názory. Zde také končí moje úvaha.
Již nějakou dobu si lámu semtam hlavu s tím, proč mají motory Rolls-Royce Merlin a Grifon dvojnásobné plnící tlaky oproti soudobým "konkurentům".
Německé motory pro stíhací letouny (ať už DB, BMW, či Jumo) se v závěru války pohybovali nejčastěji v rozmezích kolem 1,6 - 1,8 ATA což je ekvivalent zhruba 8-11 lb. V tomhle rozmezí se pohybovali i jiné britské motory - například Bristol Centaurus, či Napierre Sabre. Americký Allison má také podobné plnění. Japonské motory taktéž (ikdyž ty neznám zdaleka všechny). Švecov se také pohybuje v podobných relacích (jen o něco menších).
Merliny a Griffony od RR mají pak 16-25 lb.
P&W jsou snad jediné motory u kterých jsme narazil na dvojnásobný údaj stejně jako u RR.
Je možné, že je to jen nějakým rozdílným měřením, či nějakým odlišným prvkem při vstřiku? Já si jen nedovedu moc dobře předstait, že RR (a P&W) dokázal spálit dvojnásobek směsi. Sice dokázal při výrazně nižším obsahu podat podobný výkon jako série Daimler-Benz 601/605, ale i tak mi to přijde zvláštní.“
Vůbec se s tím netrap, já si nad tím tlakem lámu hlavu, zatím marně, také již asi druhým rokem. Ne že bych kvůli tomu nemohl spát, ale je to prostě nelogické (podle mě), ty rozdíly jsou prostě moc velké. K tomu benzínu, podle mě je ten C3 zhruba 100/130, B4 bude méně asi tak těch britských 87. Podle mě Němci neměli srovnatelný benzín k 100/150.
To by ale mohlo být v podstatě jedno, protože čistě teoreticky (zdůrazňuji teoreticky), byly německé motory lepší snad po všech stranách. Přesto jsou ale ty Rolls-Royce Merlin a Grifon v těch plnících tlacích (a v podstatě i výkonech) tak „ulítlé“. Já zkusím naznačit, jakým způsobem se v tomto směru ubírají moje myšlenky:
Není úplně vhodné přímo porovnávat hodnoty plnících tlaků u Merlinu a německých motorů DB, případně Jumo. Budou zde totiž rozdíly již z konstrukce. Němci nepoužívali (běžně) mezichladiče stlačeného vzduchu, neměli (běžně) také vícestupňové kompresory a rozdíly budou také ve tvaru výtlačného potrubí za kompresorem, což souvisí z výše uvedeným. Pokud vezmeme základní motory, tak Němci v kompresoru stlačovali čistý vzduch, nikoliv směs, jako Merlin nebo Grifon. Podstatný rozdíl je v tom, že Němci běžně používali konstrukce pro pohon s variabilním převodovým poměrem mezi klikovým hřídelem a kompresorem, mohly tedy plynule měnit jeho otáčky. Anglo-americké motory (a v podstatě i všechny ostatní) používali stupňovité řazení kompresorů se změnou v určité výšce. Některé anglické motory koncem války přešly na hydraulická spojku, teď z hlavy mě napadá pouze Napier Sabre, ale možná bude i nějaký jiný. To jsou asi nejhlavnější rozdíly, když tedy pomineme přímé vstřikování vs. vstřikovací karburátory Bendix-Stromberg a příbuzných systémů.
Nyní trochu k rozdílům v předchozím odstavci. Klíčové pro pochopení rozdílů je obrázek níže, na kterém si to celé vysvětlíme.
Na tomto obrázku je názorně vidět, jak „blbě se to dělalo“ (to myslím teď v nadsázce). Na ose y je v horní části grafu efektivní výkon motoru v koních, ve střední (vpravo) výstupní teplota za kompresorem a ve spodní části je (vlevo) spotřeba a vpravo tlak za kompresorem. Na ose x je výška v metrech. Plnou čarou jsou vyneseny křivky odpovídající kompresoru s „měnitelným stupněm stlačení“ a pohonem od klikového hřídele motoru (který ovšem ve své čisté podobě v dané bodě vůbec neexistoval) a čárkovaně jsou křivky odpovídajícímu běžnému motoru s jednorychlostním, jednostupňovým, odstředivým kompresorem s pohonem odvozeným od klikového hřídele motoru se škrcením za kompresorem. Zhruba řečeno, u motoru s jednorychlostím kompresorem je „všechno špatně“. Pokud začneme výkonem a tlakem, tak můžeme uvést následující úvahu:
Letecké motory v době druhé světové války se provozovaly „na daný plnící tlak“. To znamená, že konstruktéři a výrobci se snažili, aby ve všech výškách daný motor, pro daný režim (bojový, nouzový, trvalý atd., názvy byly různé, ale na tom nesejde), měl stálý tlak za kompresorem. Prostě, aby se tento tlak neměnil, měl nějakou hodnotu (pro různé motory různou), ale pro stejný motor a stejný režim pořád stejnou. Tento tlak musel zůstat stejný až do takové výšky, do které „to šlo“. Z motorem je to jako z horolezcem. Když někdo leze na hory tak ví, že v 8000 metrech musí mít masku, jinak nebude mít co dýchat. Prostě není vzduch. To stejné je i pro motor, prostě není co dýchat, není vzduch. Úkolem kompresoru bylo motoru tento vzduch „dodat“, prostě ho „udržovat naživu“. Každý kompresor byl ale schopen dodávat jenom do určité výšky, poté již prostě „nestíhal“, takže motor stejně postupně „umřel“. Tohle přesně je na těch křivkách v předchozím grafu.
Na grafu vystupuje stejný motor, ale dva různé kompresory. První je vyznačen plnou čarou a tento kompresor je „chytrý“. Ví co má dělat, ví jaký tlak motor zrovna potřebuje a ví, že je zbytečné se namáhat nějakým stlačováním, když to není potřeba. Čárkovaně je označen „hloupý“ kompresor. Ten je blbý, neví nic. Prostě stlačuje a nic okolo neřeší.
Oba kompresory mají nějaký tlak vzduchu na vstupu do oběžného kola a nějaký tlak na výstupu za difusorem. Poměr těchto tlaků (ten větší na výstupu dělený tím na vstupu) se nazývá stupeň zvýšení tlaku. Kdyby jste byly na zemi, tak je tento poměr stále stejný. Vzhledem k tomu, že motor stále stoupá a tedy tlak na vstupu je stále menší, musí se stupeň zvýšení tlaku stále zvětšovat. To se bude dít stále více a více až v určité výšce ten kompresor již prostě „nebude moci“ vzduch stlačit na potřebný tlak. Potom řekne „milí motore, prostě už nemůžu, budeš holt bez vzduchu“. No a motor přestane „dýchat“ a postupně umře. Náš motor (na grafu výše) obdrží zprávu o tom, že nebude dýchat, ve výšce 4000 metrů. V této výšce mu kompresor (ale oba, chytrý i hloupý) tuto nepříjemnou zprávu sdělí. Této výšce se říká nominální (říkalo se tomu dříve různě, to ale není podstatné).
Princip je tedy jednoduchý, motor bez kompresoru nemůže být. Kompresor je poháněný motorem, nemůže tedy bez něho být, motor zase „dýchá kompresorem“, také tedy bez něho nemůže být. Není tedy podstatné, co se bude dít nad nominální výškou. Motor s chytrým i hloupým kompresorem „umřou“ oba úplně stejně. Zásadní rozdíl je ale v tom, co se bude dít pod touto výškou.
Rozdíl mezi „hloupým“ a „chytrým“ kompresorem v tom, že „hloupý“ kompresor se „točí pořád stejně“. Když „zůstaneme doma“, tak Avia 12Ydrs měla 2400 ot./min. a pevný převod na kompresor, který díky tomu měl 24082 ot./min. To byl „hloupý“ kompresor. Hloupý byl v tom, že pokud byla naše Avia 534 na zemi, nebo těsně nad zemí, bylo úplně zbytečné, aby se těmito otáčkami točil. On to ale neví, že není potřeba, aby měl těch 24082 ot./min., nikdo mu to neřekne. Proto se stále točí a točí a stlačuje ten vzduch. My ovšem nemůžeme připustit, aby tento tlak „šel do motoru“. Je moc veliký, motor by zničil. Proto musíme ten kompresor „zaškrtit“. Prostě ho „trochu podržíme pod krkem“, přidusíme ho nějakou škrtící klapkou a on nám poté dodá právě tolik vzduchu, kolik motor potřebuje. Kdybychom místo toto škrcení hloupého kompresoru raději šli na vlak, zajeli do Německa a řekli jim „chlapi, potřebujeme chytrý kompresor“, dostali bychom kompresor, který bude o něco chytřejší. Nebude sice takový, jaký je na grafu, ale dostaneme kompresor, který „ví, že se u země nemusí tolik točit“. On sám to neví, ale mi jsme mu to schopni říct (hydraulická spojka).
Nyní se podívejme na to, co se bude dít, když do toho Německa nezajedeme. Když motor „přiškrtíme“ klapkou před kompresorem, účinnost kompresoru se nezmění (žádná a přibližně). Pokud se ovšem nemění hydraulická účinnost kompresoru, nemůže se měnit ani celkové adiabatická kompresní práce (u2 je obvodová rychlost kola kompresoru):
Nezmění se tedy ani práce předaná vzduchu oběžným kolem, ale hlavně se nezmění příkon kompresoru (práce nutná pro jeho pohon). Výkon, který musí motor vynaložit na pohon „hloupého“ kompresu se tedy při poklesu výšky (pod nominální) nemění. Samotný výkon motoru potom klesal (ve směru k zemi), ale to bylo v důsledku jiných vlivů, které zde nebudeme rozebírat (je jich řada).
Když do toho Německa „zajedeme“, dostaneme křivku, která nebude vypadat jako plná křivka na předchozím grafu. Bude „něco mezi“ čárkovanou křivkou „hloupého“ kompresoru a plno křivkou „chytrého“ kompresoru. Zhruba to bude vypadat tak, jak vypadá červená čára v grafu. Pokud použijeme „chytrý“ kompresor, jsme tedy (při zemi) schopni získat motor s výkonem až o 25 % vyšším, než v případě hloupého kompresoru. Němci by se svým „polochytrým“ kompresorem dostali zhruba na polovinu (odhaduji).
To co je uvedeno výše samozřejmě všichni konstruktéři věděly. Nikdo nebyl tak hloupý, aby „vyhazoval koně z okna“. Problém byl v tom, jak tento kompresor s (nejlépe) proměnným převodem udělat. Němci se pomocí hydraulické spojky dostali nejdále, ale v tomto směru měli velké pokroky i Francouzi (např. běžně prakticky neznámý kompresor Szydlowski-Planiol S39.H3 z motoru Hispano-Suiza 12Y-45). Ostatní na to šli „od lesa“ a “začali řadit“. Je ovšem potřeba říct, že nikdo to nedotáhl až tak daleko, jak je vyznačeno plnou čarou na předchozím grafu.
Všem šlo o jednu věc, co možná nejvíce snížit velikost vyšrafované plochy. V podstatě se nabízely dva možné přístupy. První představuje změna otáček oběžného kola v závislosti na změně výšky. Změnou těchto otáček (snížením pro nižší výšky) dojde ke snížení výkonu potřebného pro pohon kompresoru a tedy i snížení ztráty efektivního výkonu motoru v nízkých výškách. Je zde ovšem ještě druhá možnost, kterou se vydali Francouzi. Ti se pokoušeli měnit stupeň stlačení pomocí otáčivých klapek na vstupu do kompresoru. Právě takto fungoval kompresor Szydlowski-Planiol S39.H3, ale obecně se to příliš neosvědčilo a ani nerozšířilo. Všichni ostatní se vydali první cestou s tím, že Němci se rozhodli měnit otáčky oběžného kola plynule a Anglo-američani + rusové (a v podstatě všichni ostatní) se rozhodli, že budou měnit otáčky stupňovitým řazením, podobně jako řadíte rychlosti v automobilu. Když si oba přístupy (plynulý německý a stupňovitý) spojíme, získáme tento obrázek:
Ta „přilepená“ část je DB 601 N. Tady názorně vidíte rozdíl mezi „pokusem o plynulý převod na kompresor“ a klasické stupňovité řazení (dva stupně). Zhruba takto vypadali výškové charakteristiky všech motorů s dvoustupňovými kompresory, tedy včetně ty Rolls-Royce Merlin a Grifon (ty výkony pozdějších verzí byly ale samozřejmě jinde). V principu to ale nic nemění, ta hydraulická spojka podstatně sníží ztráty výkonu mezi první a druhou rychlostí kompresoru. Kdybychom tedy měli dva identické motory, na prvním hydraulickou spojkou a na druhém dvoustupňové řazení kompresoru, motor s hydraulickou spojkou bude při jinak stejných podmínkách dávat ve středních výškách vyšší výkon. Zde je jedno jestli, bude mít ten dvoustupňový kompresor pěkný kola, nebo bude kvalitně zpracován, nebo bude mít zelenou barvu, na to nezáleží. Prostě bude (za jinak stejných podmínek) horší, šrafovaná plocha uvedená výše bude u stupňovitého řazení vždy větší.
Teorie je ovšem jedna věc, praxe druhá. Vzhledem k tomu, že touto cestou se nevydali ani všichni němečtí výrobci, budou zde určitě problémy. Některé jsem již naznačil v článečku, který jsem zde psal o kompresoru motoru DB 601. Často je zmiňována hlavně složitost celého systému.
Je tedy patrné, že motory DB by měli být „lepší“, než Rolls-Royce Merlin a Grifon. Možná byly teoreticky, ale prakticky si to říct až tak (teď myšleno komplexně) netroufám. Anglické motory měly později dvoustupňové dvourychlostní kompresory. Ty dvě rychlosti jsme již probrali. Ty dva stupně jsou poměrně jednoduché. Ty tam byly kvůli požadovanému stupni stlačení a s tím co je uvedeno výše, souvisí pouze okrajově. Stupeň stlačení v odstředivém kompresoru závisí na obvodové rychlosti kola a hydraulické účinnosti. Ta účinnost se dá zvýšit pouze velmi obtížně, nezbývá tedy než zvyšovat rychlost kola. To jde ovšem také pouze do určité míry, musíte brát ohled na materiál apod. Prakticky nebylo reálně (v době druhé světové války), aby obvodové rychlosti těchto kol přesahovali cca 450 m/s. Vyšší rychlosti se již konstrukčně nedali zvládat, proto pro požadované vyšší stupně stlačení nezbylo, než přidat další stupeň kompresoru. Takto postupovali všichni. Dvoustupňové kompresory tedy vždy značí velké výstupní tlaky. Mezichladiče se za ně dávali proto, že při vyšších stlačeních výrazně roste teplota výstupního vzduchu, které má negativní vliv. Proto se musel vzduch (nebo směs) chladit.
Jenom tak na okraj, z výše uvedených řádků také vyplývá, že více-rychlostí kompresory se do anglo-amerických + ruských motorů nedávali kvůli tomu, aby byl zvýšen výkon motoru ve vyšších výškách. Skutečně jsem se v předchozí větě nepřepsal, je tomu tak. Logicky přece není problém postavit vícestupňový kompresor s jednou rychlostí, který bude schopen zásobovat motor vzduchem do vysokých výšek. Takovýto motor bude určitě „výškový“. Otázka je, ale co s takovýmto motorem v nízkých výškách? Asi bychom ho museli „úplně uškrtit“. Je to taková trochu akademická debata, ale skutečně více-rychlostí kompresory se do těchto motorů dávali proto, aby vůbec bylo reálně možno tyto výškové motory používat i v nízkých výškách.
Vraťme se ale k původní otázce o plnících tlacích. Jak je možné, že Rolls-Royce Merlin a Grifon a některé další zvládali podstatně vyšší plnící tlaky (ale také podstatně vyšší střední efektivní tlak) bez detonačního spalování? Tohle je klíčová otázka. Plnící tlak Angličani evidentně „hnali silou“ i přes horší kompresory. Prostě přidali stupeň a hotovo. To ale z principu není problém, to klidně mohli udělat i Němci, ale s výjimkou Jumo 213 (další mě teď nenapadá) to prostě neudělali. V odpovědi na otázku proč to neudělali je „zakopaný pes“. Tohle já přesně nevím. Evidentně to směřuje k benzínu a jeho oktanovému číslu, ale tady je to zase v rozporu s tím, co jsem napsal výše. Již z více zdrojů je patrné, že oktanová čísla německých benzínů (hlavně C3) skutečně přibližně odpovídají 100/130. To by mělo Němcům umožnit vyšší tlaky, než používali (alespoň podle mně, ale bez záruky). Přesto je nepoužívali.
Jisté vysvětlení by se možná dalo nalézt „mezi řádky“ následující tabulky.
Je zde srovnání ukořistěného motoru DB 601 N (provedená v Anglii) se soudobým (relativně) motorem Merlin XX a americkým motorem Allison (tento neznám). Samotná tabulka ani není moc zajímavá, ale znázorňuje jeden údaj, který mě „nakopl“ směrem k rozdílům mezi verzemi motoru DB 601. Allisona si nevšímejte a podívejte se na Merlin. Ten má 27 litrů, kompresní poměr 6:1, 2850 ot./min a 1240 koní v 10000 stopách. Prostě klasika. DB 601 N měl 33,9 litrů, kompresní poměr 7,9 : 1, 2600 ot./min a 1270 koní v 16250 stopách (podotýká, že používal C3). Skutečný kompresní poměr tohoto motoru byl ale 8,2 : 1, v tabulce je chyba. Já jsem si nejprve myslel, že se Angličani „upsali“ a že ten kompresní poměr je špatně. Špatně ale není, dokonce je ještě vyšší, než oni uvádí. Proto jsem si vyhledal DB 601 A a podíval, se jak se to pohybuje zde.
DB 601 A:
V poslední tabulce jsou přepočítané hodnoty spotřeby u DB 601 N na l/hod.
Na dalších dvou obrázcích jsou podrobnosti k Merlinu XX. Máte zde plnící tlaky a spotřeby, výkony pro všechny tlaky jsem nenašel, pro 3000 ot./min a 12 liber na čtv. palec je výkon 1320 BHP. Je to z manuálu k Beaufighter II s 2 x Merlin XX:
K Merlinu jsem přesnější údaje nenašel. Kdyby je někdo měl, dejte je do fóra (hlavně spotřebu a výkony u jednotlivých tlaků). Já budu vycházet z těch hodnot, co mám. V poslední tabulce jsem Vám převedl tlaky a spotřeby, kompresní poměr Merlinu je 6:1, objem 27 litrů.
Můžeme tedy psát zhruba tohle. My máme 3 motory. Všichni tři jsou vrstevníci. Jeden motor je Rolls-Royce Merlin XX, který má 27 litrů a maximální výkon 1320 BHP (+- našel jsem i jiné hodnoty), při plnícím tlaku 1,85 ata a 3000 ot./min.. Tento motor má kompresní poměr 6:1 a používá 100 oktanové palivo. Dále zde máme motor DB 601 A, který má 33,9 litrů, maximální výkon 1100 koní při 1,40 ata a 2400 ot./min, používá palivo B4 (87 oktanů) a má kompresní poměr 6,9:1. Jako třetí zde máme motor DB 601 N, který má 33,9 litrů, maximální výkon 1175 koní při 2600 ot./min, plnící tlak 1,35 ata a kompresním poměru 8,2:1.
Tedy, máme motor (Merlin), který má sice vyšší plnící tlak než zbývající dva, ale jinak je snad ve všem horší. Má ještě „klasický“ karburátor (A.V.T.40 karburátor), nemá přímé vstřikování, má dvourychlostní kompresor, nižší kompresní poměr a vyšší otáčky. Ty vyšší otáčky mohou být výhoda i nevýhoda, jak se to vezme (spíše je to lepší). Tento motor mi srovnáváme s motorem DB 601 N, který má všechny špičkové (na tehdejší dobu) vymoženosti. Má přímé vstřikování paliva a všechny s tím související výhody, skoro i kompresor s možností plynulé změny otáček oběžného kola, má o více než 20 % větší zdvihový objem (což samozřejmě není „vymoženost“), používá skoro stejná palivo a přesto všechno má celkem o dost nižší výkon. To je (teď v nadsázce) jako kdyby srovnávali motor z trabanta s motorem z mercedesu a spekulovali, proč má je ten motor z trabanta výkonnější. Ten DB 601 N má prostě všechny trumfy v rukou a stejně prohrává (na výkonu).
Jsou tedy 2 možnosti. První je, že je všechno špatně, že skutečně není to přímé vstřikování a další vymoženosti lepší. Druhá možnost je, že je zde někde zakopaný pes a to pořádně hluboko. Právě tohoto psa se společně pokusíme vykopat.
První věc, které si všimněte je rozdíl (tedy spíše nerozdíl) mezi výkony motoru DB 601 A a DB 601 N. Maximální výkon verze A je 1100 koní při 1,40 ata a 2400 ot./min, maximální výkon verze N je 1175 koní při 2600 ot./min, plnící tlak 1,35 ata. Němci tedy vyvinuli palivo s větším oktanovým číslem, překonstruovali motor, vyvinuli značné úsilí a spokojili se s nárůstem výkonu o nějakých 100 koní. A to všechno v době, kdy válčili se státem, jehož stíhačky měli technicky horší motor, ale s větším výkonem. To by přece museli být blázni, kdyby tohle udělali.
Ti Němci nebyli žádní blázni, oni jen prostě uvažovali jinak, než čtenáři tohoto fóra. Na všech fórech s leteckou tématikou je to stále stejná písnička. Rychlost letadla – výkon motoru – plnící tlak (někdy). Kdo víc boostuje, je king, kdo má 1,6 ata je lepší, než ten kdo má 1,4 ata. Však nemusíme chodit daleko, na zdejším fóru se to také takto probírá. Ti Němci si při vývoji DB 601 N totiž (teď čistě podle mého názoru, toto nemám nijak podloženo) stanovili priority. Tou hlavní prioritou ale nebylo zvýšení výkonu motoru. Jejich hlavní prioritou bylo snížení jeho spotřeby. Proto překonstruovali DB 601 A na DB 601 N, proto použili palivo C3 a proto zvýšili kompresní poměr, aniž by zvýšili plnící tlak. Drobnějšími úpravami (otáčky) výkon o něco narostl, ale to nebylo to podstatné. Podstatné bylo, že spotřeba motoru DB 601 N, v porovnání s DB 601 A, klesla (při maximálních výkonech) zhruba o 33%. Tohle byl (podle mého názoru) důvod jejich snahy. Prostě je asi víc trápilo těch 12 minut nad Londýnem, než nějaký ten „kůň navíc“.
Tohle já považuji za hlavní rozdíl, mezi Anglo-Americkými motory a Německými motory, zhruba v letech 1940 až 1943. Němci prostě uvažovali jinak. Angličany zase evidentně příliš nevzrušovala nějaká spotřeba, razili to stylem, „narvu to tam, ať to klidně sežere celou cisternu, hlavně když to nebude klepat“. Jak jinak si mám vysvětlit, že motor, kterým má objem 27 litrů má při maximálním výkonu o nějakých 74 % větší spotřebu než motor (DB 601 N), který má o 7 litrů větší objem (rovněž při maximálním výkonu). To ale berte jen ilustračně, otázka je, jestli jsou ty spotřeby u Merlinu XX přesné. Když potom čtete ódy na kvalitu anglických motorů a jak byly dobrý, že z 27 litrů měli větší výkony, tak se člověk skutečně musí trochu pousmát. Dobré možná byly, ale je to jako v životě, vždycky něco za něco. To že měly velké maximální plnící tlaky ještě neznamená, že byly skutečně dobré.
Uznávám, že jsem to v předchozím případě (se spotřebou) Merlinu XX, trochu přehnal, ale pro ilustrační účely je to dobré. Když to trochu upřesníme, můžeme to napsat takto:
Pokud chceme u motoru Merlin 61 dosáhnout stejné spotřeby paliva, jako u motoru DB 601 N běžícího na maximální možný výkon, musíme nastavit plnící tlak Merlinu 61 na + 2 lb./sq.in.a 2200 ot./min. Potom bude mít Merlin 61 (podotýkám, že má o 20 % menší zdvihový objem) spotřebu 57 UKgallonů/hodina, což je 259 litrů/hodinu, tedy zhruba stejně, jako DB 601 N na maximální výkon. Jaký bude mít Merlin 61 výkon nevím, při plnícím tlaku přibližně 1,17 ata jsem to nikde nenalezl (Merlin II měl při tlaku +6 lb./sq.in.a 3000 ot./min výkon 1030 BHP, takže by to mělo být ještě méně). Jak je vidět, tak to skutečně funguje. Za jinak stejných podmínek jsou německé motory DB 601 lepší.
Tento příspěvek berte jen jako takovou diskuzi „od boku“. Já si na nějaké skutečně hluboké srovnání německých a anglických motorů, moc netroufám. To by bylo (možná) na několik let práce. Možná se mi jen trošku podaří korigovat některé stále se opakující názory. Zde také končí moje úvaha.
-
jersey.se
- Kapitán
- Příspěvky: 2466
- Registrován: 20/1/2010, 21:16
- Bydliště: I'm living on an endless road
- Kontaktovat uživatele:
Klobouk dolů před Ikalou, dozvěděl jsem se hromadu věcí, o kterých jsem doteď netušil, a to si jeho komentář budu muset pročíst ještě důkladněji.
Ale také se pokusím přispět svou troškou do mlýna. Trochu bych se zastavil právě u toho geometrického kompresního poměru. Každý asi zná tu (mírně řečeno nepřesnou) otřepanou povídačku, že přeplňovaný motor se od atmosférického musí lišit menším geometrickým kompresním poměrem, aby "bylo kam dát vzduch". Ona to je pravda ovšem spíš jen u těch "hloupých" kompresorů, jak je nazval Ikala.
Sice nemám přímo zkušenosti s leteckými motory, ale k přeplňování jsem si "čuchl" vzhledem k letité symbioze s přeplňovanými motory SAAB a nemohl jsem si nevšimnout, že tyto motory mají při dosahování relativně značných kroutících momentů nižší plnící tlak než některé konkurenční konstrukce, avšak vyšší geometrický kompresní poměr, prakticky stejný, jaký mají atmosferické dmotory (třeba u vůbec nejsilnější specifikace motoru 2.3HOT je to 10,5)
Je třeba si totiž uvědomit, že kroutící moment nezávisí přímo na plnícím tlaku, ale na středním efektivním tlaku působícím na píst během činného zdvihu. Ano, ten sice zpětně závisí na plnícím tlaku, ale ovlivňuje ho právě ještě geometrický kompresní poměr. A jezřejmé že zvýšení efektivního tlaku spíše pomocí kompresního poměru než plnícím tlakem je z hlediska účinnosti motoru efektivnější, ovšem je náročnější na řízení plnícího tlaku.
Na závěr jsem si provedl malý výpočet který výše napsané potvrzuje a ze kterého je zřejmé, že DB 601N je ve skutečnosti silnější než Merlin XX. Vše závisí na úhlu pohledu:
DB 601N:
-výkon: 947 kW (1270hp)
--při 2600 rpm
-kroutící moment: vypočten 3478 Nm
-komp. poměr 8.2
Merlin XX:
-výkon: 925 kW (1240 hp)
--při 2850 rpm
-kroutící moment (vypočten): 3099 Nm
-komp. poměr: 6:1
Rozdíl 400 Nm není zrovna málo a může být důvodem citelně lepší akcelerace německých letadel. Větší kompresní poměr zvyšuje objemovou účinnost motoru a snižuje spotřebu.
Ale také se pokusím přispět svou troškou do mlýna. Trochu bych se zastavil právě u toho geometrického kompresního poměru. Každý asi zná tu (mírně řečeno nepřesnou) otřepanou povídačku, že přeplňovaný motor se od atmosférického musí lišit menším geometrickým kompresním poměrem, aby "bylo kam dát vzduch". Ona to je pravda ovšem spíš jen u těch "hloupých" kompresorů, jak je nazval Ikala.
Sice nemám přímo zkušenosti s leteckými motory, ale k přeplňování jsem si "čuchl" vzhledem k letité symbioze s přeplňovanými motory SAAB a nemohl jsem si nevšimnout, že tyto motory mají při dosahování relativně značných kroutících momentů nižší plnící tlak než některé konkurenční konstrukce, avšak vyšší geometrický kompresní poměr, prakticky stejný, jaký mají atmosferické dmotory (třeba u vůbec nejsilnější specifikace motoru 2.3HOT je to 10,5)
Je třeba si totiž uvědomit, že kroutící moment nezávisí přímo na plnícím tlaku, ale na středním efektivním tlaku působícím na píst během činného zdvihu. Ano, ten sice zpětně závisí na plnícím tlaku, ale ovlivňuje ho právě ještě geometrický kompresní poměr. A jezřejmé že zvýšení efektivního tlaku spíše pomocí kompresního poměru než plnícím tlakem je z hlediska účinnosti motoru efektivnější, ovšem je náročnější na řízení plnícího tlaku.
Na závěr jsem si provedl malý výpočet který výše napsané potvrzuje a ze kterého je zřejmé, že DB 601N je ve skutečnosti silnější než Merlin XX. Vše závisí na úhlu pohledu:
DB 601N:
-výkon: 947 kW (1270hp)
--při 2600 rpm
-kroutící moment: vypočten 3478 Nm
-komp. poměr 8.2
Merlin XX:
-výkon: 925 kW (1240 hp)
--při 2850 rpm
-kroutící moment (vypočten): 3099 Nm
-komp. poměr: 6:1
Rozdíl 400 Nm není zrovna málo a může být důvodem citelně lepší akcelerace německých letadel. Větší kompresní poměr zvyšuje objemovou účinnost motoru a snižuje spotřebu.
Naposledy upravil(a) jersey.se dne 6/3/2011, 12:09, celkem upraveno 1 x.
Smoke me a kipper, I'll be back for breakfast
Děkuji Ikalo za pro mě dokonalou odpověď podanou řádně polopaticky i pro běžného smrtelníka. V podstatě šlo tedy o kompromis mezi výkonem a spotřebou. Maximální spotřeby obou motorů na výkon tedy hraje ve prospěch DB.
Když se ale podívám na dolety letounů Bf 109 G-6 a spitfire mk.IX (vybral jsem zhruba souputníky), tak dolet hraje ve prospěch spitfiru v poměru 560 km/690km a to přesto, že je spitfire těžším strojem. Bf nese 400 litrů benzínu a Spitfire cca 390 litrů. Vím že se nám do spotřeby/doletu promítá velmi mnoho prvků, které se samotným motorem nemají nic společného a to co jsem udal přímo s tématem nesouhlasí, ale je například možné, že merlin sice "žral" více paliva při maximálním výkonu, ale v nebojovém výkonu byl o mnoho úspornější?
Ona pak ta myšlenka "v boji ať to žere klidně víc" pak může mít smysl. Lepší mít v případě potřeby vyšší výkon i za cenu vyšší spotřeby, když se nám to podaří jiným způsobem ušetřit jinde. Četl jsem i názor, že přímé vstřikování je v podstatě lepším pro jeho vlastnosti (ať už negativní přetížení, či tu probírané lepší zacházení při výkyvech přípusti), ale karburátor dokáže směs připravit přesněji pro ekonomické lety a díky tomu motor méně žere. V podstatě pro Mustanga co by letoun s potřebou velkých doletů se sáhlo po merlinu, kde by se zbytená spotřeba ne až tak hodila.
Když se ale podívám na dolety letounů Bf 109 G-6 a spitfire mk.IX (vybral jsem zhruba souputníky), tak dolet hraje ve prospěch spitfiru v poměru 560 km/690km a to přesto, že je spitfire těžším strojem. Bf nese 400 litrů benzínu a Spitfire cca 390 litrů. Vím že se nám do spotřeby/doletu promítá velmi mnoho prvků, které se samotným motorem nemají nic společného a to co jsem udal přímo s tématem nesouhlasí, ale je například možné, že merlin sice "žral" více paliva při maximálním výkonu, ale v nebojovém výkonu byl o mnoho úspornější?
Ona pak ta myšlenka "v boji ať to žere klidně víc" pak může mít smysl. Lepší mít v případě potřeby vyšší výkon i za cenu vyšší spotřeby, když se nám to podaří jiným způsobem ušetřit jinde. Četl jsem i názor, že přímé vstřikování je v podstatě lepším pro jeho vlastnosti (ať už negativní přetížení, či tu probírané lepší zacházení při výkyvech přípusti), ale karburátor dokáže směs připravit přesněji pro ekonomické lety a díky tomu motor méně žere. V podstatě pro Mustanga co by letoun s potřebou velkých doletů se sáhlo po merlinu, kde by se zbytená spotřeba ne až tak hodila.
Podle mojí teorie je hlavní důvod vyšších plnících tlaků u Merlinů (6:1), jejich nižší kompresní poměr než třeba u DB605 (8,3:1 při použití C3).
Moje úvaha:
Co se bude dít při spalování chudé směsi - při použití stejného paliva (se stejným oktanovým číslem) musí být u obou motorů maximální plnící tlak stejný (jinak motor začne klepat).
Při použití bohaté směsi - u motoru s menším kompresním poměrem zůstane ve válci více nespáleného benzínu a tím se spalovací prostor lépe chladí => můžu použít vyšší plnící tlak a budu mít větší výkon, ovšem za cenu podstatně vyšší spotřeby. Pro motor s vyšším kompresním poměrem musím pro použití vyššího plnícího tlaku ochladit spalovací prostor jinak, třeba vstřikováním vody.
Samozřejmě má na vyšší plnící tlak u Merlinů vliv téměř standardní používání 100/130 a na konci války 120/150 oktanového paliva.
Edit: možná se tady bavíme o blbostech, protože tlak 1,7 ata (třeba u DB 605AM) je cca 25 psi (lb/sq in). Takže maximální plnící tlaky u Merlinů a německých motorů jsou cca stejné. Jenom Němci musí používat MW50.
Moje úvaha:
Co se bude dít při spalování chudé směsi - při použití stejného paliva (se stejným oktanovým číslem) musí být u obou motorů maximální plnící tlak stejný (jinak motor začne klepat).
Při použití bohaté směsi - u motoru s menším kompresním poměrem zůstane ve válci více nespáleného benzínu a tím se spalovací prostor lépe chladí => můžu použít vyšší plnící tlak a budu mít větší výkon, ovšem za cenu podstatně vyšší spotřeby. Pro motor s vyšším kompresním poměrem musím pro použití vyššího plnícího tlaku ochladit spalovací prostor jinak, třeba vstřikováním vody.
Samozřejmě má na vyšší plnící tlak u Merlinů vliv téměř standardní používání 100/130 a na konci války 120/150 oktanového paliva.
Edit: možná se tady bavíme o blbostech, protože tlak 1,7 ata (třeba u DB 605AM) je cca 25 psi (lb/sq in). Takže maximální plnící tlaky u Merlinů a německých motorů jsou cca stejné. Jenom Němci musí používat MW50.
-
jersey.se
- Kapitán
- Příspěvky: 2466
- Registrován: 20/1/2010, 21:16
- Bydliště: I'm living on an endless road
- Kontaktovat uživatele:
MaP: Tvá úvaha je bohužel chybná. Jednak je klepání závislé stejně jako kroutící moment (mimo jiné spíš) na středním efektivním tlaku ve válci a ne přímo na plnícím tlaku. Pokud se bavíme o skutečném kompresním poměru, o kterém jsme se tu ještě nebavili, tak ten bere v potaz poměr objemu spalovacího prostoru k objemu vzduchu nebo směsi skutečně natlačené do spalovacího prostoru takovému, jaký by tato směs měla při atmosferickém tlaku. Tento poměr může být u přeplňovaných motorů značný a přímo na něm závisí jak střední efektivní tlak při spalování, tak vznik detonací, proto se motor od motoru (v rámci své kategorie) skutečně tolik lišit nebude a bude záviset na konstrukčních finesách daného motoru.
A pak, bohatá směs neoddaluje výskyt detonaci tím, že by ve válci zůstávala nespálená směs, ale protože bohatší směs obsahuje více paliva, které svým výparným teplem sníží teplotu spalovacího prostoru. A zde je i jasná výhoda vstřikování. Lépe ochladí spalovací prostor, protože vypařování se realizuje až ve válci.
Tempík: S tou spotřebou je to asi tak. Nižší spotřebu na vyprodukovanou kW budou mít německé motory pokud budeme uvažovat směs blízkou stechiometrické. O britských je známo, že u nich šlo nastavit až extrémně chudou směs. To bylo umožněno zřejmě právě menším geometrickým kompresním poměrem a jednak tím, že směs byla připravována daleko před motorem. Pak měl motor opravdu nízkou spotřebu. Ovšem význam takovéhoto režimu lze ocenit výhradně v mírových podmínkách a při provádění aeroturistických výletů a kochání se ve stylu doktora Skružného z Vesničky střediskové. Jinak se jednalo, zejména v případě pilotů Spitfirů s motory Merlin o jistou formu sebevraždy.
A pak, bohatá směs neoddaluje výskyt detonaci tím, že by ve válci zůstávala nespálená směs, ale protože bohatší směs obsahuje více paliva, které svým výparným teplem sníží teplotu spalovacího prostoru. A zde je i jasná výhoda vstřikování. Lépe ochladí spalovací prostor, protože vypařování se realizuje až ve válci.
Tempík: S tou spotřebou je to asi tak. Nižší spotřebu na vyprodukovanou kW budou mít německé motory pokud budeme uvažovat směs blízkou stechiometrické. O britských je známo, že u nich šlo nastavit až extrémně chudou směs. To bylo umožněno zřejmě právě menším geometrickým kompresním poměrem a jednak tím, že směs byla připravována daleko před motorem. Pak měl motor opravdu nízkou spotřebu. Ovšem význam takovéhoto režimu lze ocenit výhradně v mírových podmínkách a při provádění aeroturistických výletů a kochání se ve stylu doktora Skružného z Vesničky střediskové. Jinak se jednalo, zejména v případě pilotů Spitfirů s motory Merlin o jistou formu sebevraždy.
Smoke me a kipper, I'll be back for breakfast
lkala: ach jo. Jiná slova pro to teď nemám.
Když si odpustíme pohádky o vlacích do Německa a lepší německé technice (máš rád německou konstrukční školu, ok, já zase britskou - pak už to je většinou záležitost sympatií), tak i demagogie se dá napsat dobře; tobě se to nepovedlo.
Ale popořadě.
V poslední tabulce jsou přepočítané hodnoty spotřeby u DB 601 N na l/hod.
To není pravda, přepočítané hodnoty jsou na kg/h, na litry se dostaneš vydělením hustotou C3, která je cca 0,77-0,78 kg/l. Tedy Dauerleistung ve výšce bude žrát ne 199, ale cca 258 litrů za hodinu.
Na dalších dvou obrázcích jsou podrobnosti k Merlinu XX. (...) Je to z manuálu k Beaufighter II s 2 x Merlin XX:
Schválně jsem vytučnil to, co je pro pochopení klíčové (a kdyby šlo ještě vytučnit ve vytučněném, udělal bych to u 2x Merlin XX); ta spotřeba (Total Consumption) je totiž za oba dva motory! Např. z manuálu k Lancasteru Mk.I (4x Merlin XX) je zřejmé, že celková hodinová spotřeba při cestovním režimu je cca 200 UK galonů, tj. na jeden motor cca 163,3 kg (227,3 litru). Tedy o cca 12 % méně než DB 601N.
A to už jsou hned jiná čísla...
Podstatné bylo, že spotřeba motoru DB 601 N, v porovnání s DB 601 A, klesla (při maximálních výkonech) zhruba o 33%.
To je právě ten nesmysl, cos provedl. Když převedeš tabulku u DB 601N na litry, zjistíš, že při maximálním výkonu žere 601N víc než 601A. Jediné úspory, které se povedly (pokud se vůbec povedly), byly v řádu maximálně deseti litrů (erhöhte Dauerleistung ve výšce). A ono stejně: místo 33 % by mělo být nějakých 20 %.
Tohle byl (podle mého názoru) důvod jejich snahy. Prostě je asi víc trápilo těch 12 minut nad Londýnem, než nějaký ten „kůň navíc“.
To je přece ale blbost, kdyby mě trápilo 12 minut nad Londýnem, nebudu snižovat spotřebu u maximálního výkonu, ale u cestovního. Nebo k čemu mi je, že by motor při jedno- nebo pětiminutovém výkonu žral o tu hypotetickou (a vyvrácenou) třetinu méně, když by tím (za tu krátkou dobu) ušetřil pouze pár litrů benzínu, při Dauerleistungu minuta letu?
Angličany zase evidentně příliš nevzrušovala nějaká spotřeba, razili to stylem, „narvu to tam, ať to klidně sežere celou cisternu, hlavně když to nebude klepat“.
A proto měl Spit s menšími nádržemi větší dolet než Bf 109 s většími. Gratuluji. (Ano, jsem si vědom, že na dolet má vliv více věcí.)
Tempik přemýšlí velice správně, takhle nějak to vidím taky. Cestovní režim Merlinu je úspornější - a že to víc žere při bojových výkonech? Takovou cenu rád zaplatím.
Mimochodem, k Z motorem je to jako z horolezcem. Když někdo leze na hory tak ví, že v 8000 metrech musí mít masku, jinak nebude mít co dýchat. Prostě není vzduch.: čirou náhodou horolezcem jsem, byl jsem i docela vysoko a není mi známo, že bych musel mít masku. Člověk má na rozdíl od motoru tu výhodu, že se dokáže i výškám nad osm tisíc (krátkodobě) přizpůsobit, říká se tomu aklimatizace. Dokonce se dá ve výškách nad osm tisíc i spát (dá-li se tomu říkat spánek a hlavně zhruba nad sedm tisíc už vyčerpává i spánek) - jeden z nejvyšších, ne-li vůbec nejvyšší bivak zažil Joska Rakoncaj v roce 1983 na K2 - s Taliánem přespávali přímo na vrcholu. Ostatně jeho knížky (i knížky Messnera, Scotta, Diembergera, Herzoga atp.) můžu jen doporučit.
Když si odpustíme pohádky o vlacích do Německa a lepší německé technice (máš rád německou konstrukční školu, ok, já zase britskou - pak už to je většinou záležitost sympatií), tak i demagogie se dá napsat dobře; tobě se to nepovedlo.
Ale popořadě.
V poslední tabulce jsou přepočítané hodnoty spotřeby u DB 601 N na l/hod.
To není pravda, přepočítané hodnoty jsou na kg/h, na litry se dostaneš vydělením hustotou C3, která je cca 0,77-0,78 kg/l. Tedy Dauerleistung ve výšce bude žrát ne 199, ale cca 258 litrů za hodinu.
Na dalších dvou obrázcích jsou podrobnosti k Merlinu XX. (...) Je to z manuálu k Beaufighter II s 2 x Merlin XX:
Schválně jsem vytučnil to, co je pro pochopení klíčové (a kdyby šlo ještě vytučnit ve vytučněném, udělal bych to u 2x Merlin XX); ta spotřeba (Total Consumption) je totiž za oba dva motory! Např. z manuálu k Lancasteru Mk.I (4x Merlin XX) je zřejmé, že celková hodinová spotřeba při cestovním režimu je cca 200 UK galonů, tj. na jeden motor cca 163,3 kg (227,3 litru). Tedy o cca 12 % méně než DB 601N.
A to už jsou hned jiná čísla...
Podstatné bylo, že spotřeba motoru DB 601 N, v porovnání s DB 601 A, klesla (při maximálních výkonech) zhruba o 33%.
To je právě ten nesmysl, cos provedl. Když převedeš tabulku u DB 601N na litry, zjistíš, že při maximálním výkonu žere 601N víc než 601A. Jediné úspory, které se povedly (pokud se vůbec povedly), byly v řádu maximálně deseti litrů (erhöhte Dauerleistung ve výšce). A ono stejně: místo 33 % by mělo být nějakých 20 %.
Tohle byl (podle mého názoru) důvod jejich snahy. Prostě je asi víc trápilo těch 12 minut nad Londýnem, než nějaký ten „kůň navíc“.
To je přece ale blbost, kdyby mě trápilo 12 minut nad Londýnem, nebudu snižovat spotřebu u maximálního výkonu, ale u cestovního. Nebo k čemu mi je, že by motor při jedno- nebo pětiminutovém výkonu žral o tu hypotetickou (a vyvrácenou) třetinu méně, když by tím (za tu krátkou dobu) ušetřil pouze pár litrů benzínu, při Dauerleistungu minuta letu?
Angličany zase evidentně příliš nevzrušovala nějaká spotřeba, razili to stylem, „narvu to tam, ať to klidně sežere celou cisternu, hlavně když to nebude klepat“.
A proto měl Spit s menšími nádržemi větší dolet než Bf 109 s většími. Gratuluji. (Ano, jsem si vědom, že na dolet má vliv více věcí.)
Tempik přemýšlí velice správně, takhle nějak to vidím taky. Cestovní režim Merlinu je úspornější - a že to víc žere při bojových výkonech? Takovou cenu rád zaplatím.
Mimochodem, k Z motorem je to jako z horolezcem. Když někdo leze na hory tak ví, že v 8000 metrech musí mít masku, jinak nebude mít co dýchat. Prostě není vzduch.: čirou náhodou horolezcem jsem, byl jsem i docela vysoko a není mi známo, že bych musel mít masku. Člověk má na rozdíl od motoru tu výhodu, že se dokáže i výškám nad osm tisíc (krátkodobě) přizpůsobit, říká se tomu aklimatizace. Dokonce se dá ve výškách nad osm tisíc i spát (dá-li se tomu říkat spánek a hlavně zhruba nad sedm tisíc už vyčerpává i spánek) - jeden z nejvyšších, ne-li vůbec nejvyšší bivak zažil Joska Rakoncaj v roce 1983 na K2 - s Taliánem přespávali přímo na vrcholu. Ostatně jeho knížky (i knížky Messnera, Scotta, Diembergera, Herzoga atp.) můžu jen doporučit.
-
jersey.se
- Kapitán
- Příspěvky: 2466
- Registrován: 20/1/2010, 21:16
- Bydliště: I'm living on an endless road
- Kontaktovat uživatele:
Tak jsem našel něco těch spotřebách. Ovšem bez záruky, pokud někdo má přesnější informace, sem s nimi:
Jedná se o výcuc srovnání letadel z roku 1942 (zdroj?), Spit IX s Merlinem 61 vs. 109 G1 s motorem DB 605A.
1. Zásoba paliva
Spit 386 l, Messer 400 l
2. Spotřeba při maximálním trvalém výkonu motoru
Spit: 364 l / hod, Messer: 331 l / hod.
Celkem to řekl bych potvrzuje Ikalovu úvahu, přestože rozdíl není řekněme vyloženě ohromný, pořád je to 10%. Podotýkám že nevěřím, že si Spitfiry mohly většinu času letu dovolit letět na velmi chudou směs, aby dosáhly proklamovaného papírového doletu.
Jedná se o výcuc srovnání letadel z roku 1942 (zdroj?), Spit IX s Merlinem 61 vs. 109 G1 s motorem DB 605A.
1. Zásoba paliva
Spit 386 l, Messer 400 l
2. Spotřeba při maximálním trvalém výkonu motoru
Spit: 364 l / hod, Messer: 331 l / hod.
Celkem to řekl bych potvrzuje Ikalovu úvahu, přestože rozdíl není řekněme vyloženě ohromný, pořád je to 10%. Podotýkám že nevěřím, že si Spitfiry mohly většinu času letu dovolit letět na velmi chudou směs, aby dosáhly proklamovaného papírového doletu.
Smoke me a kipper, I'll be back for breakfast
-
Alchymista
- 5. Plukovník
- Příspěvky: 4883
- Registrován: 25/2/2007, 04:00
Jedna otázočka na znalých:
Ako to bolo s krútiacimi momentami motorov? Letecký motor pre vrtuľové lietadlá pracuje viacmenej pri konštantných otáčkach daných optimálnymi otáčkami vrtule pre dané nastavenie jej listov.
Pritom spojenci a nemci používali rozdielny prístup aj k riešeniu vrtulí - od toho sa mohol do istej miery odvíjať aj rozdielny prístup k riešeniu motorov. Mám totiž dojem, že pokiaľ v systéme motor-vrtuľa je riešený len samotný motor, uniká nám pomerne značná časť problematiky riešenia celého systému pohonu.
Sám k tomu nemám veľa čo dodať, som zbrojár, nie motorár - ale Lkalov rozbor ma celkom zaujal (hoci námietky karaya1 majú niečo do seba a nedajú sa len tak "odmávnuť")
Ako to bolo s krútiacimi momentami motorov? Letecký motor pre vrtuľové lietadlá pracuje viacmenej pri konštantných otáčkach daných optimálnymi otáčkami vrtule pre dané nastavenie jej listov.
Pritom spojenci a nemci používali rozdielny prístup aj k riešeniu vrtulí - od toho sa mohol do istej miery odvíjať aj rozdielny prístup k riešeniu motorov. Mám totiž dojem, že pokiaľ v systéme motor-vrtuľa je riešený len samotný motor, uniká nám pomerne značná časť problematiky riešenia celého systému pohonu.
Sám k tomu nemám veľa čo dodať, som zbrojár, nie motorár - ale Lkalov rozbor ma celkom zaujal (hoci námietky karaya1 majú niečo do seba a nedajú sa len tak "odmávnuť")
Оптимисты изучают английский язык, пессимисты - китайский. А реалисты - автомат Калашникова
-
jersey.se
- Kapitán
- Příspěvky: 2466
- Registrován: 20/1/2010, 21:16
- Bydliště: I'm living on an endless road
- Kontaktovat uživatele:
Jak už jsem nakousl výše, Němci měli obvykle kroutící moment vyšší. V praxi to obvykle znamená schopnost dosahovat vyššího výkonu v nižších otáčkách - to je dobré zejména při akceleraci neboť motor udržuje menší rozmezí otáček a při přechodu na bojový režim jej není nutno "vytáčet" jak tomu bylo u Merlinů. Spitfire pokud vím zrychloval z cestovní rychlosti na maximální celé minuty, že.
Tento rozdílný přístup si pochopitelně vyžádal i jinou konstrukci vrtulí. Britové používali vrtule o větším průměru a vícelisté s úzkými listy, zatímco Němci se klonili spíše k širokolistým třílistým vrtulím s větším počtem otáček za minutu. Obvodové rychlosti konců vrtulí byly podobné - neměly zasahovat do transsonické rychlosti. Německé motory s dostatečným výkonem v nižších otáčkách tak nemusely být tolik zpřevodovávány reduktorem, tudíž lze očekávat i nižší ztráty převodem. Britské motory měly dostatečný výkon až ve vyšších otáčkách a měly větší otáčkový rozsah, což si při konstatntním převodu reduktoru vyžádalo vrtule schopné pracovat i při poměrně nízkých otáčkách, proto ty štíhlé listy. Větší průměr vrtule je také důsledek potřeby většího znásobení kroutícího momentu větším převodem reduktoru (o kroutící moment nám jde, neboť on se pak ve skutečnosti skrze vrtuli převádí na tažnou sílu).
Tento rozdílný přístup si pochopitelně vyžádal i jinou konstrukci vrtulí. Britové používali vrtule o větším průměru a vícelisté s úzkými listy, zatímco Němci se klonili spíše k širokolistým třílistým vrtulím s větším počtem otáček za minutu. Obvodové rychlosti konců vrtulí byly podobné - neměly zasahovat do transsonické rychlosti. Německé motory s dostatečným výkonem v nižších otáčkách tak nemusely být tolik zpřevodovávány reduktorem, tudíž lze očekávat i nižší ztráty převodem. Britské motory měly dostatečný výkon až ve vyšších otáčkách a měly větší otáčkový rozsah, což si při konstatntním převodu reduktoru vyžádalo vrtule schopné pracovat i při poměrně nízkých otáčkách, proto ty štíhlé listy. Větší průměr vrtule je také důsledek potřeby většího znásobení kroutícího momentu větším převodem reduktoru (o kroutící moment nám jde, neboť on se pak ve skutečnosti skrze vrtuli převádí na tažnou sílu).
Smoke me a kipper, I'll be back for breakfast
Karaya nám udělal darebák zase ze světla tmu, ale děkuju mu o to více! Jeho příspěvek má docela dost co říci a tuto debatu vcelku zase otevírá.
Jersey, v těch špatných kroutících momentech britských motorů oproti německým bereš plošně všechny britské motory podle šablony prvních Merlinů, nebo máš údaje i u dalších britských motorů?
Ohledně sebevraždy jsou to docela odvážná slova. Spitfire i Bf 109 měli velmi podobné cestovní rychlosti. Ty řeči o rychlejší akceleraci díky většímu kroutícímu momentu jsou taky jen polovičaté. Ona ta lepší akcelerace Bf mohla být také způsobená tím, že Bf bylo menším a lehčím letadlem s +- stejně výkonným motorem, během pozdějších let s motorem výkonnějším. Kroutící moment měl zcela určitě také vliv, ale ne takový jako váha a velikost obou strojů. Další věcí je, že ona lepší akcelereca se uvádí spíše ve střemhlavém letu díky problémům s karburátory. Mimochodem všem letonům druhé světové války trval přechod na maximální rychlost celé minuty. To nebyla výsada jen Spitfirů. Dokonce byl spitfire díky své stále relativně malé váze a tenkému křídlu jedním z těch lépe akcelerujících letounů v horizontálním letu.
Jersey, v těch špatných kroutících momentech britských motorů oproti německým bereš plošně všechny britské motory podle šablony prvních Merlinů, nebo máš údaje i u dalších britských motorů?
Proč si myslíš, že význam úsporného letu oceníš jen v mírových podmínkách? Když to vemu z německé strany, tak z hodinového letu nad anglii došlo k boji na 5-10 minut. Zbytek letu probíhal mírově jako aeroturistický výlet.jersey.se píše: Tempík: S tou spotřebou je to asi tak. Nižší spotřebu na vyprodukovanou kW budou mít německé motory pokud budeme uvažovat směs blízkou stechiometrické. O britských je známo, že u nich šlo nastavit až extrémně chudou směs. To bylo umožněno zřejmě právě menším geometrickým kompresním poměrem a jednak tím, že směs byla připravována daleko před motorem. Pak měl motor opravdu nízkou spotřebu. Ovšem význam takovéhoto režimu lze ocenit výhradně v mírových podmínkách a při provádění aeroturistických výletů. Jinak se jednalo, zejména v případě pilotů Spitfirů s motory Merlin o jistou formu sebevraždy.
Ohledně sebevraždy jsou to docela odvážná slova. Spitfire i Bf 109 měli velmi podobné cestovní rychlosti. Ty řeči o rychlejší akceleraci díky většímu kroutícímu momentu jsou taky jen polovičaté. Ona ta lepší akcelerace Bf mohla být také způsobená tím, že Bf bylo menším a lehčím letadlem s +- stejně výkonným motorem, během pozdějších let s motorem výkonnějším. Kroutící moment měl zcela určitě také vliv, ale ne takový jako váha a velikost obou strojů. Další věcí je, že ona lepší akcelereca se uvádí spíše ve střemhlavém letu díky problémům s karburátory. Mimochodem všem letonům druhé světové války trval přechod na maximální rychlost celé minuty. To nebyla výsada jen Spitfirů. Dokonce byl spitfire díky své stále relativně malé váze a tenkému křídlu jedním z těch lépe akcelerujících letounů v horizontálním letu.
Teoreticky máš pravdu. Ale nechal jsem si poradit od jednoho chytrého kamaráda, protože moje převodní tabulka ukazuje co tvrdím já, ale ty máš pravdu dle vzorců.MaP píše:Možná se tady bavíme o blbostech, protože tlak 1,7 ata (třeba u DB 605AM) je cca 25 psi (lb/sq in). Takže maximální plnící tlaky u Merlinů a německých motorů jsou cca stejné. Jenom Němci musí používat MW50.
A zakopaný pes je v tom, že:
"němcum ukazuje budík na zemi cca. 1ata. Britum 0. Takže když tobě vyjde ze vzorečku 25lbs je 1,75ata, tak to je 1,75 měřených od britské nuly, tedy od zemské atmosféry. Němci měří od vakua, takže k tomu vypočtenému 1,75 přičteš ještě 1 ata, z toho plyne že 25lbs je asi 2,75 ata a to souhlasí s tvou tabulkou.
Jednoduše řečeno, němci měří absolutní tlak, briti přetlak."
