A második világháború idején a repülőgépek sebessége és bombaterhelése elsősorban a motorok fejlesztésével együtt nőtt. Alább néhány olyan gondolatot láthatnak ezzel kapcsolatban, ami általánosságban összefoglalja a különbözőségeket és a hasonlóságokat és az egyes hadviselő országokra is lebontja azt.

Lökettérfogat

                A második világháború idején több tucat jelentősebb számban gyártott repülőgépmotor volt, de általában jellemző volt, hogy a mérvadóbb motortípusok lökettérfogat 30-40 liter körül volt. Voltak azonban olyan típusok, amiknek ennél kisebb és olyanok is, amiknek ennél nagyobb lökettérfogata volt. Például a brit RR Merlin a 27 literes lökettérfogatával viszonylag kicsinek számított.

Néhány jellemzőbb motortípus lökettérfogata:

RR Merlin:                              27 liter

DB 601:                                 33.9 liter

RR Griffon:                             37 liter

Ash-82:                                  41.2 liter

BMW 801:                              41.8 liter

Duplex-Cyclone:                      54 liter

Fordulatszám

Egy másik jelentős jellemző a lökettérfogat mellett a fordulatszám volt. A mérvadóbb motortípusok esetén ez 2500 és 3000 1/perc érték között volt, bár voltak ennél nagyobb fordulatszámú motorok is.

Itt amennyiben az értékeket összevetjük a lökettérfogattal, úgy a következő figyelhető meg: a nagyobb lökettérfogatú motoroknak általában kisebb volt a fordulatszáma. Ennek technikai korlátok és tervezési elvek voltak az okai. Például a németek szándékosan a magasabb lökettérfogat – alacsonyabb fordulatszám kombinációt alkalmazták, hogy megbízhatóbbak legyenek a motorjaik.

Üzemanyag

Egy további tényező, ami javíthatta a teljesítményt, az az üzemanyag minősége volt. A háború kitörésekor a legtöbb korszerű légierő 87 oktános üzemanyagot használt, de rövid időn belül alkalmazásba került a 100 oktános üzemanyag.

Az, hogy a brit repülőgépmotorok erősek voltak igen jelentős mértékben a jobb minőségű üzemanyagnak voltak köszönhető. A jobb minőségű üzemanyag akár 30 százalékkal is növelhette az azonos lökettérfogatból kihozható teljesítményt.

A britek mellett az amerikaik is 100 oktános üzemanyagot használtak.

A német repülőgépmotorok esetében leginkább a BMW-motorok esetében alkalmaztak jobb minőségű üzemanyagot.

Feltöltés

Egy további technikai jellemző a feltöltés volt: ennek két nagyobb csoportja volt, a mechanikus-feltöltés (a kompresszor) és a turbófeltöltő.

A kompresszort egyszerűbb volt megvalósítani és a legtöbb repülőgépmotor ezt alkalmazta. A turbófeltöltő viszont növelte a hatásfokot, ami révén növelte a repülőgépek hatósugarát és magasabbra lehetett vele repülni.

A turbófeltöltőket leginkább az amerikai légierő alkalmazta, mivel nekik volt ipari hátterük hozzá.

Keverékképzés

A második világháború idején a keverékképzésnek két főbb technikai megoldása volt: a karburátor és a közvetlen befecskendezés. A két fejlesztés közül a karburátor volt az egyszerűbb módszer és a legtöbb légierő azt alkalmazta.

A közvetlen befecskendezés viszont egyszerre növelte a teljesítményt és a hatásfokot és egyéb előnyei is voltak. Ezt a fejlesztést leginkább a német repülőgépmotorokon alkalmazták.

Hűtés

A világháború időszakában alapvetően két főbb hűtési módszer volt: a folyadékhűtés és a léghűtés. Európában a folyadékhűtést erőltették, mivel aerodinamikai szempontból kedvezőbb volt.

Európán kívül viszont jóval szélesebb körben alkalmazták a léghűtéses motorokat. A léghűtéses motorok egyszerűbbek és sérülésállóbbak voltak a folyadék-hűtőrendszer hiánya miatt.

Összefoglalás az egyes országok jellemzőiről

Németország

A német repülőgépmotorok esetében a típusok túlnyomó többségére jellemző volt a magasabb lökettérfogat- alacsonyabb fordulatszám kombináció. Ez elsősorban a műszaki megbízhatóság szempontjából volt előnyös.

Egy másik német jellemző a közvetlen-befecskendezés alkalmazása volt a keverékképzéshez. A közvetlen befecskendezés a karburátorhoz képest egyszerre növelte a teljesítményt és a hatásfokot és egyenletesebbé tette a motor járását. Emellett javította a repülőgépek manőverező-képességét is, mivel a befecskendezéses motorok teljesítmény nem függött a repülőgép által végrehajtott manőverektől.

A németek a legtöbb repülőgépmotorjukhoz 87 oktános üzemanyagot alkalmaztak, de a BMW-repülőgépmotorokon széles körben alkalmazták a 100 oktános üzemanyagot. Emellett A BMW a 801-esen gyűrűs olajhűtőt alkalmazott. A gyűrűs olajhűtő jelentősen csökkentette a légellenállást egy tipikus olajhűtőhöz képest. A 801-es kezdeti verziói 1560 lóerősek voltak, ami 1944-re a fejlesztések révén 2000 lóerőre nőtt

A Daimler-Benz motorfejlesztések során több típust is úgy hoztak létre, hogy növelték a lökettérfogatot. Ehhez nem teljesen új motorokat terveztek, hanem felfúrták a DB 601 blokkját. A legnagyobb számban gyártott Daimler-Benz motor, a DB 605 esetén a furatot 150 mm-ről 154 mm-re növelték, ami lökettérfogatot 33.9 literről 35.7 literre növelte. Ez az egyéb fejlesztésekkel együtt a DB 601 1350 lóerőjéről 1475 lóerőre növelte a teljesítményt.

A legnagyobb számban gyártott Daimler-Benz repülőgépmotoron, a DB 605-ön változó-fordulatszámú feltöltő-rendszert alkalmaztak. Ez jelentősen hatékonyabb volt, mint a korban tipikusnak számító kétsebességes kompresszorok esetében, mivel kevésbé szívta le a motort és nagy repülési magasságig biztosítani tudta a szükséges töltőnyomást.

Nagy-Britannia

A britek a németekkel ellentétben a magasabb fordulatszám – alacsonyabb lökettérfogat kombinációt alkalmazták. Ez elsősorban azért volt előnyös, mivel ez által csökkentek a repülőgépmotorok dimenziói.

A RR Merlin alapvetően azért volt a lökettérfogatához képest erős, mivel jobb minőségű üzemanyagot használt: a 100 oktános üzemanyag bevezetésével a Merlin teljesítménye 1020 lóerőről 1300 lóerőre nőtt (ami a későbbi fejlesztésekkel tovább nőtt).

A britek 1942-re elérték a Merlin tovább fejleszthetőségének határát. Ezért szükségük volt egy nagyobb lökettérfogatú motorra, ami a Griffon lett. A Griffon abból a szempontból volt jó fejlesztés, hogy 10 literrel nagyobb lökettérfogata volt, mint a 27 literes Merlinnek és ennek ellenére befért a Merlin helyére. Ehhez úgy tervezték át a Griffont az alkalmazása előtt, hogy csökkentsék a motor hosszát.

A Griffont elsősorban alacsony repülési magasságra tervezték, ami miatt egyszerűbb feltöltő-rendszere (kompresszora) volt, mint a Merlinnek. A Griffon kezdeti verziói 1850 lóerősek voltak, ami később a fejlesztésekkel tovább nőtt.

USA

Az amerikai repülőgépmotorok leginkább abban voltak egyediek és hatékonyak, hogy azok alkalmazták legszélesebb körben a turbófeltöltést. A turbónak több előnye is volt, például növelte a hatásfokot és csökkentette az üzemanyag-fogyasztást, ami növelte a hatósugarat.

Viszont a turbófeltöltők a nagy helyigényük miatt igen nagymértékben növeltek a repülőgépek méretét: az amerikai P-47 típusú vadászgépek felszállósúlya kétszerese volt a kompresszoros Messer felszállósúlyának.

A turbófeltöltők mellett a britekhez hasonlóan az amerikaiak is alkalmaztak jobb minőségű üzemanyagot, sőt azt ők szállították a briteknek. Emellett a háború végén az amerikaiak még tovább fokozták az üzemanyag-minőségét, mivel akkor már nem 30, hanem 50 százalékkal több teljesítményt tudtak kihozni ugyanakkora lökettérfogatból (az amerikaiak ezt nevezték 150 oktánosnak). Ez által az Amerikában licencben gyártott Packard Merlin teljesítménye 1870 lóerőre nőtt.

Egy további amerikai jellegzetesség volt, hogy számos repülőgépmotor-típuson alkalmaztak léghűtést. Akkoriban Európában inkább vízhűtéses motorokat alkalmaztak, aerodinamikai okokból. Az amerikaik viszont inkább nagyobb lökettérfogatú és teljesítményű léghűtéses motorokat alkalmaztak.

Ami talán jellegzetesen amerikai fejlesztésnek tekinthető, az a B-29-es bombázógépeket hajtó Duplex-Cyclone repülőgépmotor volt. Ez 18 hengeres, 54 literes lökettérfogatú, léghűtéses motor volt. 4 darab ilyen motor hajtott egy B-29-es bombázógépet.

Szovjetunió

A szovjet repülőgépmotoroknak viszonylag nagy volt a lökettérfogata. A motorjaik jellemzői hasonlóak voltak a német motorok jellemzőihez, vagyis nagyobb lökettérfogat – alacsonyabb fordulatszám kombináció jellemző volt rájuk. Emellett a repülőgépmotorjaik egy részén közvetlen – befecskendezést alkalmaztak.

A szovjet repülőgépmotorokat tipikusan alacsony repülési magasságra méretezték, mivel a keleti fronton a szárazföldi csapatok közelében zajlottak a légiharcok. Ezért a feltöltésüket általában egyszerű módon, egy- vagy kétsebességes kompresszorokkal biztosították.

Az egyik legsikeresebb szovjet repülőgépmotor a Klímov-féle M-105 volt. Ezen a motoron a háború alatt az élettartam kárára növelték a teljesítményt és a Jakovlev-féle vadászgépeken alkalmazták.

Egy másik sikeres szovjet repülőgépmotort a léghűtéses ASh-82 volt. Ez a motor jellemzőit tekintve hasonló volt a német BMW 801-hez: a lökettérfogat, a fordulatszám és a teljesítmény is néhány százalékkal tért el a két típus között.

Röviden:

Németország:  nagyobb lökettérfogat, közvetlen-befecskendezés

                      BMW: jobb üzemanyag

                      Daimler-Benz: felfúrás, változó-fordulatszámú kompresszor

Nagy-Britannia: kisebb lökettérfogat, jobb minőségű üzemanyag

USA: jobb üzemanyag, turbófeltöltés, léghűtés

Szovjetunió: nagyobb lökettérfogat, egyes motorokon közvetlen-befecskendezés, alacsony repülési magasságra méretezés

Források:

http://powerplants.warbirdsresourcegroup.org/

https://www.defensemedianetwork.com/stories/aircraft-engines-world-war-ii/

https://www.sae.org/publications/technical-papers/content/410131/