中岛ha-45发动机简要解析

这边也补一个


----------排除谣言和情怀,它本不该这么神秘

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-24 10:06:00 +0800 CST  
Ha-45-21型简单解析

发动机编号123041,来源于陆航的T2-301号疾风(战后缴获的飞机)

双排18汽缸
排量 35.8升
压缩比8:1
减速比0.5:1
平均重量1800磅
增压器传动比为5.81:1和7.95:1,叶轮直径12.6英寸。
进气阀开:上止点前40°
排气阀关:上止点后50°
点火顺序:4r,5f,6r,7f,8r,9f,1r,2f,3r,4f,5r,6f,7r,8f,9r,1f,2r,3f
r是后排汽缸,f是前排汽缸

标配燃料92#外加MW50喷液,在美国测试时用AN-F-26航空汽油和ADI替换,前者是91/96#。
燃料性能不算很差,这个组合相当于100/130#汽油。当然我们知道美国海航的飞机用100/130#加ADI,还是要高一档。

燃料系统理想工作压力3.5磅/平方英寸±0.5磅/平方英寸,没什么特别的。有一个启动油箱,这个油箱仅用于启动前向发动机注油。化油器是双腔型,压力喷射。
滑油系统也都很常规,没有在寒冷环境下导入汽油稀释的功能,要由地勤动手。


水/醇喷射系统中有一个压力阀,受到一定压力时自动打开,然后开始喷射MW50或者ADI。对于发动机来讲,运转到37英寸汞柱进气压(940毫米汞柱,或者+180毫米)就会打开压力阀。喷射量随着进气压上升而增加。收油门让进气压下降到35寸汞柱(890毫米汞柱,或者+130毫米)时压力阀关闭,同时喷射系统停止。

飞机没有安装MW50液量表,但是有一个喷射压力表,喷射压力为4.5磅/平方英寸。压力下降时就表明喷液不足,飞行员得自己看着。

喷射系统有一个关闭阀门,只能在机外由地勤操作,它起到字面意义上的作用,可以关闭喷射系统。
压力阀也可以由地勤调节,改变介入的发动机进气压,当然一般来讲这除了校准没什么其他用处,可以想见绝大多数地勤没自己修改的水平。

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-24 10:07:00 +0800 CST  
散热片控制有3档:开、关、中间。由液压系统驱动,襟翼也是液压的。
滑油散热器开关倒分档更多,有5档,让飞行员能维持较理想的滑油温度。
发动机温度表检测前后排的两个4号汽缸头温度,这个汽缸是主连杆位置。另外还要检测16号汽缸排气温度。

油门控制是很常规的联动自动进气压限制系统。
混合比控制有两个,一个自动一个手动。自动杆有3档:自动、巡航、贫油。手动杆一端是停机/切断,另一端是全富油。

启动系统是惯性式,很日常的由地勤手摇启动,启动后飞行员无法控制。
4叶螺旋桨是电动变距,转速控制有4个选择式开关:自动、增加转速、减少转速、关闭。
发动机用双磁电机,点火提前角固定在22°,前后排相同。

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-24 10:07:00 +0800 CST  
动力指标(中岛制定,美国翻译):
起飞:
1970马力/3000转,49.6英寸进气压(1260毫米,+500毫米),海平面
WEP:
1970马力/3000转,49.6英寸进气压(1260毫米,+500毫米),海平面
2050马力/3000转,49.6英寸进气压(1260毫米,+500毫米),2500英尺
1850马力/3000转,49.6英寸进气压(1260毫米,+500毫米),17600英尺


MIL动力:
1765马力/3000转,43.7英寸进气压(1110毫米,+350毫米),海平面
1865马力/3000转,43.7英寸进气压(1110毫米,+350毫米),5900英尺
1695马力/3000转,43.7英寸进气压(1110毫米,+350毫米),21000英尺


注意这里的功率定档看起来MIL与WEP差距很小,不要忘记发动机控制系统会让进气压到达+180毫米时自动开始MW50喷射。在其他国家,比如美国和德国,使用水/醇喷射的发动机没有哪一个将喷液时的动力列为MIL档。


另外依据一些资料+500mm出于寿命和可靠性限制只能用1分钟。在+350mm能作为正常WEP使用。

曾经有说法“日本飞机测试时以军用动力飞行。”一半是对的,至少不是中岛的错,中岛把+350mm叫做“公称出力”,到了美国人手里就顺带就变成了“军用动力”。一半是错的,因为这个“军用动力”与其他军用动力没有可比性,本质上是一种较低的WEP。

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-24 10:07:00 +0800 CST  
动机在每分钟2900转,进气压48.5英寸汞柱时燃料消耗率为每小时1280磅,汽缸头温度385华氏度。每分钟2500转,进气压36英寸汞柱时消耗率每小时590磅,汽缸头温度375华氏度。后一种动力是不让MW50介入的上限,由于压力阀设置问题,发动机转速在2500至2600时就会达到足够进气压。
MW50在介入进气压下消耗率最低,每小时95磅,起飞动力下最高,每小时230磅。

作为对比,R-2800 B系发动机没有让ADI自动介入的设置,需要飞行员手动打开。在不使用ADI时发动机能在最大转速每分钟2700转下运作。


这种设置有另一个问题,以下这一节是推断:这么早就开始喷MW50可能是由于高压缩比和高转速使得Ha-45在高动力区间容易爆震。它非常依赖MW50,在喷液用光之后必须相当程度的降低发动机功率。上面的2500转/36英寸汞柱估计只有大约1300马力,目前无法确定在没有MW50的情况下能跑到多少动力。


美国人用的R-2800和V-1650-9在ADI用光之后,前者可以用满转速的军用动力,看型号不同有2000-2300马力,后者可以跑满转速的“干应急功率”,1600马力左右。这些发动机在设计之初没有考虑水/醇喷射,所以没有喷液时能用他们的基础设置运作。Ha-45一开始说是按照100#汽油设计,供应不上直接换成标准92#汽油加MW50。于是这种考虑让发动机很难在没有MW50时只用汽油跑高功率。

一开始就先准备只用汽油跑高功率的话Ha-45就不会是这样的设计指标,它会更接近于Ash-82。


这不是说这种思路有多糟糕,实际上只要带够喷液就可以照常使用。而且不适应低标燃料的问题在BMW-801和R-2800-32W上也表现明显,虽然原理不同。

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-24 10:08:00 +0800 CST  
另外一些细节,例如汽缸本身,设计水平与美国发动机相当,散热片尺寸和密度都和美国同类差不多。-21型在这方面重新设计过,测试人员看来比之前拆解的-11型好。

发动机本身大量使用铝合金,没什么问题,这时期也没什么全钢发动机了。
自动化水平一般,只提供了基本的自动进气压限制和自动混合比,不过还好它的主要对手在战时也就这水平。

123041号发动机未进行满转速全功率测试, 2900转/48.5英寸汞柱下大致应该有1900马力,当然没有实际检测轴功率是否真的有这么多。

测试使用的发动机运转状况不错,第一次启动时无回火,没冒烟,也没任何异常。发动机启动容易,怠速平顺。在1800转、2150转和2400转时有些微震颤。总体性能良好且能通过陆航要求。


最后以上评价不应通用于日本自用的发动机。测试发动机先从飞机上拆下,再分解并大修过后才进行测试,最后装回飞机。拆解时发现发动机基本没使用过,为了重装它并保证测试顺利,在测试场重新制作了一些零件,还从备用发动机拆了一些。

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-24 10:08:00 +0800 CST  
上面疾风的MW50容量为35加仑

P-47N的R-2800 C系列也使用ADI系统,容量30加仑。
发动机WEP功率为2800马力,2800转、72寸汞柱进气压
军用动力为2100马力,2800转,54寸汞柱进气压,限时是15分钟,这一档也是“起飞动力”,注意根中岛的定义不一样,中岛是把最大功率定义为“起飞”了。

ADI系统有两种控制方式,自动和手动
在自动情况下,当进气压达到54.5寸汞柱时喷射开始,消耗量在此时最低,1.9加仑/分钟。
功率达到最大72寸汞柱时,ADI消耗量为2.5加仑/分钟。
这是标准的使用方式,可以看出根ha-45的明显区别


在手动情况下进气压高于30寸汞柱就可以选择打开。非紧急情况下都不建议开ADI起飞。
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中岛的MW50使用方式,即在高动力区间全程覆盖,有效解决了高压缩比、高转速、低排量发动机在使用低性能汽油时的功率输出问题。
坏处是这喷法多少有点作死的意味

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-24 10:09:00 +0800 CST  
赞美教主

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-24 10:09:00 +0800 CST  


左侧为誉,右侧为R2800,注意实际比例跟图片不一样
誉的上半截散热片有一些损坏,不知道是造出来就有毛病还是用坏的


有压缩,可点击放大

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-24 15:15:00 +0800 CST  


补充解释,点击可看大图

楼主 ACUMV  发布于 2017-03-30 17:03:00 +0800 CST  




素质三连 mmp mmp mmp

楼主 ACUMV  发布于 2017-06-02 10:54:00 +0800 CST  

楼主:ACUMV

字数:1853

发表时间:2017-03-24 18:06:00 +0800 CST

更新时间:2021-03-19 12:03:22 +0800 CST

评论数:114条评论

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