 М-105 (ВК-105) — Советский авиационный поршневой двигатель (1940)
Статья под цифровой редакцией подготовлена: Орловым Геннадием Викторовичем (08.11.1965) — Советским выдающимся публицистом СССР — Прозаиком СССР — Историком СССР
Страна: СССР.
Конструктор: Климов В.Я.
Тип: Поршневой.
Разработчик: ?.
Производитель: Завод № 26 (Рыбинск), завод № 26 (Уфа), завод № 16 (Воронеж), завод № 27 (Казань).
Стадия: Серийный.
Создан: 1940.
Цилиндров: 12.
Отрасль: Авиационная промышленность.
Перое испытание на самолёте: .
Всего выпущено: 91 000.
 М-105 (ВК-105) — Авиационный поршневой четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения.
Предыстория
 Является глубокой модернизацией двигателя М-100 — лицензионного двигателя Hispano-Suiza 12Y.
 По сравнению с двигателями М-103А и М-104, М-105 подвергся значительной конструктивной доработке, главной из которых было принципиальное изменение схемы самого мотора: для улучшения наполнения цилиндров на каждом из них были поставлены по два впускных клапана вместо одного, сечение клапанов впуска увеличилось почти в полтора раза, а клапанов выпуска — на 15 %. На коленчатом валу для снижения нагрузок на коренные шейки вала устанавливались противовесы. Полностью переработана конструкция блока цилиндров и система газораспределения. Установлена двухскоростная передача к ПЦН от мотора М-104 со значительными доработками.
 После образования Союза Советских Социалистических Республик
В 1940 году — был создан двигатель под руководством Главного конструктора В.Я. Климова. Глубокая модернизация мотора М-103А и опытного М-104. Мотор имел меньший рабочий объём, увеличенную степень сжатия, двухскоростной центробежный нагнетатель, два впускных клапана на цилиндр. В качестве горючего использовался высокооктановый бензин либо бензосмесь с октановым числом не менее 92.
 В годы Великой Отечественной Войны
Повествование
В 1942 году — была создана модификация двигатель М-105ПА и М-105РА — это улучшенная версия двигателя 1941 года для истребителей и бомбардировщиков соответственно.
В 1943 году — была создана модификация двигатель М-105ПФ (ВК-105ПФ) — это улучшенная версия двигателя М-105ПА.
В 1943 году — была создана модификация двигатель М-105РФ (ВК-105РФ) — для бомбардировщиков на базе двигателя М-105ПФ (ВК-105ПФ).
 Послевоенный период
-
Модификации М-105 (ВК-105)
| М-105П |
Пушечный — с возможностью установки авиапушки в развале цилиндров. Установлен на большинстве советских предвоенных истребителей — Як-1, ЛаГГ-1 и нескольких экспериментальных самолётах. Мощность 1050 л. с. |
| М-105Р |
Редукторный — двигатель для бомбардировщиков, имел уменьшенное передаточное число редуктора (0,59 вместо 0,666). Устанавливался на Пе-2 и другие. |
| М-105ПА и М-105РА |
Улучшенная версия двигателя 1941 года для истребителей и бомбардировщиков соответственно. Отличия: усиленная конструкция картера и шатунов; беспоплавковые карбюраторы, которые обеспечивали перевернутый полет в течение 5 мин и ввод в пикирование с отрицательной перегрузкой; гиперболическую расточку подшипников коленчатого вала, что увеличивало срок службы и способствовало отказу от фильтров «Куно»; более совершенный регулятор числа оборотов Р-7 вместо Р-2; управление форсажем. |
| М-105ПФ (ВК-105ПФ) |
Пушечный форсированный — модификация двигателя М-105ПА 1942 года с увеличенной мощностью по наддуву (взлётная мощность 1210 л. с., номинальная мощность на высоте 700 метров — 1260 л. с., а на высоте 2700 метров — 1180 л. с.), полученной ценой потери мощности на больших высотах. Повышение мощности у земли и на средних высотах было достигнуто за счет изменения регулировки автоматического регулятора наддува Р-7 в сторону увеличения давления наддува с 910 до 1050 мм рт. ст. Для обеспечения надежной работы на форсированном режиме были усилены поршневые пальцы и изменена регулировка карбюраторов. Вопреки возражениям Климова об уменьшившемся ресурсе двигателя (со 125 до 100 часов), они были запущены в производство под давлением Яковлева. Последующая эксплуатация подтвердила правильность такого решения. Модификация ПФ была установлена на множестве истребителей Як — Як-1Б, Як-7Б, Як-9. |
| М-105РФ |
Версия М-105ПФ для бомбардировщиков. |
| ВК-105ПФ2 |
Дальнейшее увеличение мощности (1300 л. с.), модификация специально доработанная для Як-3 по персональной просьбе Яковлева. Снова увеличен наддув за счёт уменьшения высотности двигателя и возможно уменьшения ресурса, но оказалось что ресурс при этом по сравнению с М-105ПФ не ухудшился. В результате номинальная мощность на 1-й скорости нагнетателя возросла с 1260 до 1310 л. с. на высоте 200 м, а на 2-й скорости нагнетателя с 1180 до 1240 л. с., но 1-я граница высотности была понижена с 2700 до 700 м. Это не обеспечивало оптимального соотношения скоростей и высот полёта, и в серии Климов разрешил повысить наддув только для 1-й скорости. В итоге за счёт снижения 2-й границы высотности с 2400 до 2000 м взлётную мощность повысили с 1210 до 1290 л. с., а боевую — с 1150 до 1290 л. с. |
| ВК-105ПД |
Экспериментальная высотная версия с нагнетателем Э-100 В.А. Доллежаля. Нагнетатель Э-100 оснащался двумя центробежными ступенями, которые последовательно сжимали подаваемый в двигатель воздух. Первая ступень приводилась во вращение тремя гидравлическими турбомуфтами и могла включаться и выключаться автоматически или вручную. Вращение на вторую ступень передавала неотключаемая механическая передача от коленвала. Со взлёта до первой расчётной высоты работала только вторая ступень нагнетателя на первой скорости привода в 9,72 раза большей частоты вращения вала двигателя. При достижении высоты полета в 3400 метров, дополнительно включалась первая ступень нагнетателя, а на высоте 6300 метров переключались турбомуфты первой ступени, что замедляло падение мощности с дальнейшим подъёмом самолёта. Версия оказалась неудачной из-за нестабильной работы на высотах свыше 9000 метров. |
| ВК-105ПВ |
Повышенной высотности) — вариант модификации ВК-105ПД — установка на двигатель ВК-105ПФ2, вместо штатного ПЦН, модифицированного нагнетателя Э-100, с усовершенствованной системой перепуска избыточного воздуха в атмосферу. Развитие не получил. |
Технические характеристики
| |
М-105 (ВК-105) |
М-105ПА (ВК-105ПА) |
М-105ПФ (ВК-105ПФ) |
М-105ПФ2 (ВК-105ПФ2) |
| Высота, мм |
941 |
- |
- |
- |
| Двигатель работает на авиационном керосине марок |
- |
- |
- |
- |
| Двигатель работает на масле |
- |
- |
- |
- |
| Диаметр цилиндров |
148 |
- |
- |
- |
| Длина, |
- |
- |
- |
- |
| Габаритные размеры, мм |
- |
- |
- |
- |
| Год создания |
- |
- |
- |
- |
| Клапаны |
3 |
- |
- |
- |
| Количество цилиндров |
12 |
12 |
12 |
12 |
| Компрессор, |
Одноступенчатый двухскоростной ПЦН |
- |
- |
- |
| Масса удельная, кг |
0,512 |
0,56 |
0,512 |
0,517 |
| Мощность, лс/кВт |
1100/820 |
1100 |
1210 |
1290 |
| Мощность литровая, л.с./л |
- |
29,1 |
34,57 |
34,5 |
| Мощность на высоте, л.с. |
- |
1050 |
1180 |
1240 |
| Октановое число топлива |
92 |
95 |
95 |
95 |
| Передаточное число редуктора |
0,666 |
0,666 |
0,666 |
0,666 |
| Производитель: |
- |
- |
- |
- |
| Рабочий объем, л |
35 |
35 |
35 |
35 |
| Расход воздуха, кг/с |
- |
- |
- |
- |
| Ресурс, |
- |
- |
- |
- |
| Степень сжатия |
7,1 |
7,1 |
7,1 |
7,2 |
| Степень повышения давления воздуха в компрессоре |
- |
- |
- |
- |
| Сухая масса двигателя, кг |
570 |
- |
- |
- |
| Температура турбины, °С |
- |
- |
- |
- |
| Тип двигателя: |
Поршевой |
- |
- |
- |
| Система охлаждения |
Жидкостная |
- |
- |
- |
| Система смазки |
Под давлением |
- |
- |
- |
| Тип топлива, бензин |
4Б-78, смесь № 1, смесь № 2,
импортный 1Б-95; резервное топливо 4Б-74.
|
- |
- |
- |
| Турбина, |
- |
- |
- |
- |
| Тяга двигателя, кН (кгс) |
- |
- |
- |
- |
| Тяга двигателя, на форсаже, максимальная, об/мин кН (кгс) |
- |
- |
- |
- |
| Тяга двигателя, на форсаже, минимальная, об/мин кН (кгс) |
- |
- |
- |
- |
| Удельный расход топлива на максимальном режиме,, кг/кгс·ч |
- |
- |
- |
- |
| Удельный расход топлива на максимальном режиме бесфорсажный, кг/кгс·ч |
- |
- |
- |
- |
| Удельный расход топлива на форсаж, кг/кгс·ч |
≤- |
- |
- |
- |
| Ход поршня, мм |
170 |
- |
- |
- |
| Частота вращения (взлётный режим), об/мин |
2600 |
2600 |
2600 |
2650 |
| Ширина, мм |
798 |
- |
- |
- |
Основные технические данные двигателя на примере М-105 (ВК-105)
В качестве моторного топлива применялись этилированные бензины и бензосмеси:
- 3Б-78 — авиационный бензин Б-78 с добавлением 0,3 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 93).
- 1Б-95 — импортный авиационный бензин с октановым числом 95 и с добавлением 0,1 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20.
- смесь № 1 — 60 % Б-70, 20 % изооктана и 20 % неогексана (октановое число 95).
- смесь № 2 — 60 % Б-70, 20 % алкилбензола и 20 % неогексана (октановое число 95).
- резервное топливо: 4Б-74 — авиационный бензин с октановым числом 74 и с добавлением 0,4 % антидетонационной присадки Р-9 или В-20 (октановое число 92).
Форсированные модификации мотора М-105 не допускались к эксплуатации на топливе с октановым числом менее 95 (использовались: смесь № 1, смесь № 2, 1Б-95, 4Б-78).
Мощность мотора на взлётном режиме 1100 л.с. при оборотах коленвала 2600 об/ми, максимальная продолжительность работы на этом режиме не более 5 мин.
Максимальная мощность мотора на расчётной высоте 2000 метров при работе на 1-й ступени нагнетателя составляла 1100 л.с. На второй скорости нагнетателя на расчётной высоте 4000 метров мотор выдавал 1050 л.с.
Зажигание искровое, от магнето БСМ-12, тип свечей — ВГ-2.
Масло в маслосистему мотора: летом — МС, зимой — МЗС.
Назначенный ресурс мотора составляет 150 моточасов.
Параметры двигателя в стендовых условиях:
?
Конструкция двигателя М-105 (ВК-105)
Авиационный поршневой четырёхтактный 12-цилиндровый V-образный двигатель жидкостного охлаждения.
Устанавливался на самолёты
- Як-1 — истребитель;
- Як-3 — истребитель;
- Як-7 — истребитель;
- Як-9 — истребитель;
- Як-4 — двухмоторный бомбардировщик;
- Пе-2 — двухмоторный пикирующий бомбардировщик;
- Ар-2 — двухмоторный пикирующий бомбардировщик;
- Ер-2 — двухмоторный дальний бомбардировщик.
Мифы, события, факты
1.
Материалы
Орлов Г.В. «М-105 (ВК-105) — Советский авиационный поршневой двигатель (1940)» (повествование 01.09.2026).
https://ussr-cccp.moy.su/index/dvigateli_sssr/0-13
https://ussr-cccp.moy.su/publ/dvigateli_sssr/k_samoljotam_reaktivnye/aviadvigateli_sssr_reaktivnye/211-1-0-565
https://ru.wikipedia.org/wiki/Р11-300?ysclid=msx4tcopmw106510982
Источник: https://ussr-cccp.moy.su/publ/dvigateli_sssr/k_samoljotam_porshnevye/aviadvigateli_porshnevye/146-1-0-121 |
1