BMW 003

BMW 003
BMW 003
BMW 003 jet engine.JPG
Luftwaffenmuseum der Bundswehr의 BMW 003 엔진. L에서 R까지의 기류
유형 터보제트
국기원 독일.
제조사 BMW
1차 주행 1940년 8월
주요 애플리케이션 헤이클 헤 162
숫자 빌드 3500

BMW 003(완전 RLM 지정 BMW 109-003)은 제2차 세계대전 당시 BMW AG가 독일에서 생산한 초기 축방향 터보제트 엔진이다. 003와 Junkers Jumo 004는 제2차 세계 대전 동안 생산에 성공한 유일한 독일 터보제트 엔진이었다.

현대적인 주모 004 이전에 BMW 003의 설계에 대한 작업이 시작되었지만, 장기화된 개발 문제는 BMW 003이 훨씬 늦게 생산에 들어갔다는 것을 의미했고, 이를 염두에 두고 설계한 항공기 프로젝트들이 주모 발전소와 재결합되었다. 이것의 가장 유명한 사례는 메서슈미트 Me 262로, 두 개의 V 시리즈 프로토타입과 두 개의 실험용 A-1b 항공기에 003을 사용했다. BMW 003을 사용한 유일한 생산 항공기는 하이켈 헤 162와 아라도 아르 234의 4개 결합형 C시리즈였다.

독일에는 약 3500대의 BMW 003 엔진이 제작되었지만, 항공기에는 거의 설치되지 않았다.[1] 이 엔진은 전쟁 중에는 일본에서도, 전쟁 후에는 소련에서도 터보제트 개발의 기반이 되었다. 더 큰 파생상품은 BMW 018이었지만, 전쟁이 끝날 때까지 3개의 시제품만이 만들어졌을 뿐이다. 이 버전은 전후 프랑스의 스네크마 아타르를 성공시키는 근거로 사용되었다.

설계 및 개발

제트 추진의 실용성은 1937년 초 독일에서 한스 폰 오하인이 하이켈 사와 함께 일하면서 입증되었다. 이 발명의 가능성을 인식한 제국 항공부(독일어: 독일의 에어로 엔진 제조업체들에게 제트 엔진 개발 프로그램을 시작하도록 권장하면서, 약칭 RLM)은 1,520파운드(690 kg)의 정적 추력이 가능한 엔진에 대해 준커스와 BMW 모두에게 계약을 제공했다.[2]

BMW 003은 헤르만 외스트리히의 지휘를 받아 브란덴부르크시 모토렌베르케(Bradenburg Motorenberg Motor Works, "Bramo"로 알려진)의 프로젝트로 개발을 시작하였고, RLM 지정 109-003(RLM의 "109-" 접두사 사용)을 모든 제트 및 로켓 엔진 프로젝트에 공통으로 할당하였다. 브라모는 또 다른 터보제트인 109-002도 개발하고 있었다. 1939년 BMW는 브라모를 인수했고, 인수에서 두 엔진 프로젝트를 모두 인수했다. 109-002는 토크를 제거하기 위해 고안된 매우 정교한 회전식 압축기 설계를 가지고 있었지만, 결국 자체 개발 문제가 충분한 것으로 판명된 보다 단순한 엔진에 유리하게 폐기되었다.

같은 해 말 공사가 시작돼 1940년 8월 엔진이 처음 가동됐지만 추진력은 330lb(150kg)에 그쳐 절반에 불과했다.[3][4] 첫 번째 비행 시험은 1941년 중반에 메서슈미트 Bf 110 시험대 기체 아래에 장착되었다. 그러나 문제가 계속되어 프로그램을 지연시키면서 Me 262 V1 프로토타입 기체(엔진을 사용하려는 첫 번째 항공기)는 비행 시험을 위해 준비되었지만, 사용할 수 있는 발전소가 없었고, 실제로 보조적인 기존의 Junkers Jumo 210 피스톤 엔진을 코에 장착한 채 비행 시험을 시작했다. 1941년 11월에야 Me 262 V1이 BMW 엔진과 함께 비행되었는데, 이 두 가지 모두 시험 중에 실패하였다.[5] 프로토타입 항공기는 피스톤 엔진의 동력으로 비행장으로 돌아가야 했는데, 그 동력은 여전히 장착돼 있었다.[6][7]

Me 262 A-1b로 알려진 비행기의 두 가지 실험적인 예를 제외하고, BMW 발전소의 일반적인 용도는 Me 262에 대해 포기되었다. Me 262 A-1b의 몇 가지 Messerschmitt Me 262 A-1b 테스트 예제는 003 제트기의 더 발전된 버전을 사용했으며, 공식 최고 속도는 800km/h이다. Me 262A-1a 생산 버전은 경쟁하는 주모 004를 사용했는데, 무게중심을 올바른 위치로 이동시키기 위해 더 무거운 무게의 날개를 뒤로 쓸어야 했다. 003에 대한 작업은 어쨌든 계속되었고, 1942년 후반에 이르러서는 훨씬 더 강력하고 신뢰할 수 있게 되었다. 개선된 엔진은 1943년 10월 Junkers Ju 88에 의거하여 비행 시험을 받았으며, 마침내 1944년 8월에 대량 생산 준비가 되었다. 완성된 엔진은 신뢰할 수 없다는 평판을 얻었다. 주요 오버홀(기술적으로 TBO가 아님) 사이의 시간은 약 50시간이었다.[8] (경쟁하는 주모 004는 30에서 50시간 사이였고, 10시간 정도 낮았을 수도 있다.)[8] 1944년까지 003의 신뢰성이 향상되어 제거노프로그램의 경전투기 생산 계약을 경쟁하는 공기 프레임 설계에 적합한 발전소가 되었다. 헤인켈 헤 162 스패츠 디자인에서 우승했다.

엔진의 개발, 하지만 몇몇의 136kg/300 lb무게에 들어가서 003D, 7이전의 디자인보다 훨씬 큰 한가지 추가적인 컴프레서의 무대라고 덧붙였다 거의 1100kg(2,400lb)[9]에 그것을 인상하고, 여분의 터빈 s를 가볍003C는 900kg(2000파운드)—에 동일한 추력 시간에 경쟁하는 Jumo 004B으로 추력을 포함했다태그e 003D의 추력 중량 비율이 1,431 lb(649 kg)에 불과하여 추력 중량 비율이 16.58 N/kg으로 950kg(2,090 lb) Heinkel Hes 011A의f 1.288 lb/lb(12.63 N/kg)보다 약 30% 더 크다.[10]

003는 독일 생산 항공기 2대만 이용했다. 첫 번째는 Heinkel He 162A Spatz(폴크스바겐 경전투기 설계 대회가 사용을 의무화한 이후)[11]로, Spatz는 003E 버전을 활용하여 항공기 동체 상단에 탑재할 수 있도록 복측 장착 지점을 갖도록 설계되었다. 다른 하나는 4개의 아라도 아르 234C의 정찰 폭탄 변형이었는데, He 162A에 1차적으로 할당되었음에도 불구하고,[12] "더 가용성이 높은" 엔진을 사용하도록 설계되었다.

BMW 003는 자사의 자체 레이디얼 801 RM1 RM12,000에서 RM40,000보다 재료가 저렴하고, RM35,000에서 Junkers Jumo 213 역전 V12 피스톤 엔진보다 저렴하지만 경쟁사인 Junkers Jumo 004의 RM10000보다 약간 비싸다.[13] 더욱이 004는 801년도의 1,400시간과 비교해서 (제조, 조립, 운송을 포함) 완료하는 데 375시간밖에 걸리지 않았다.[14] 헤인켈-허스 엔진 공사의 위치인 콜버무어에서, 로이 페든 경이 이끄는 Fedden 미션은 제트 엔진 제조가 간단하고 피스톤 엔진 생산보다 낮은 기술 노동력과 덜 정교한 공구를 필요로 한다는 것을 발견했다; 사실, 제트기의 중공 터빈 블레이드와 판금 작업 대부분은 제트에 사용되는 공구에 의해 이루어질 수 있다. 자동차 차체 패널 [15]제작 연소실의 수명은 200시간으로 추정되었다.[8]

Redel 플랫-트윈 기계식 APU 장착으로 보존된 BMW 003

BMW 003은 약간 더 강력한 주모 004 경쟁자와 거의 동일한 출발 방법을 사용했는데, 노르베르트 리델의 10 PS 플랫-트윈 2행정 엔진 중 하나로, 기계식 APU로 엔진 흡기 전환기에 장착되어 003의 중앙 샤프트가 작동을 위해 회전하도록 했다. 미군이 작성한 BMW 003 전후 리뷰에 따르면, 전시 또는 복원된 BMW 003의 기존 사진 중 "D자형" 당김 손잡이가 박물관에 보존되어 있는 많은 주모 004의 흡기구들의 코에 그렇게 두드러지게 나타나 있는 것을 보여주지 않고, 리델 APU를 "뒤집기" 위해 전기 시동기를 사용했다고 한다.[16]

"혼합 전원" 업그레이드

엔진의 후기 버전 중 하나는 소형 로켓 모터(BMW 109-718)를 후면과 보통 엔진의 배기량 바로 위에 추가했고, 이 모터는 이륙과 짧은 대시를 위해 각각 3~5분 동안 1,250kg(2,760lb)의 추력을 추가했다.[17] 이 구성에서 BMW 003R로 알려졌으며, Me 262(Me 262C-2b Heimatschützer II[Home Defender II])[18] 및 He 162(He 162E)의 고급 모델에 대한 단일 프로토타입에서 일부 심각한 신뢰성 문제가 있지만 테스트를 받았다. 두 프로토타입 모두 1945년 3월 동안 하이브리드 제트/로켓 전력으로 비행했지만,[18] 기록은 162E를 사용한 시험 결과를 나타내지 않는다.

BMW 003의 예시만 500여 개에 불과했지만,[13][verification needed] 전후로 Fedden Mission은 1946년 중반까지 독일의 제트 엔진 총 생산량이 연간 10만대 이상에 달할 수 있었을 것으로 추정했다.[8]

003는 일본에 수출하기 위한 것이었지만, 엔진의 작업 예는 결코 공급되지 않았다. 대신, 일본 기술자들은 토착 터보제트인 이시카와지마 ne-20을 설계하기 위해 엔진의 도면과 사진을 사용했다.[citation needed]

터보샤프트 개발

003은 독일군의 예상 수요에 대한 가스 터빈 개발 프로젝트의 근거로 선정되었으며, 현재 다기능을 위한 터빈축 발전소라고 불리고 있다. 이 프로젝트는 1944년 11월 중순에 003 축류 터보제트를 출발점으로 하여 GT 101로 불렸다. 그것의 원래 목적은 팬더 탱크에 990파운드(450kg)의 엔진 중량에서 AFV의 드라이브트레인까지 최대 1,150PS의 사용 가능한 샤프트 마력 정격이 가능한 터보샤프트 기반의 동력 시스템으로 팬더 탱크를 재엔지니어링하는 것으로, 팬더의 원래 가솔린-후보다 2배 높은 27 hp/ton의 중량 비율을 제공하는 것이었다.eled Maybach V12 피스톤 엔진이 제공됨.[19]

전후 사용

전쟁 후, 두 대의 생포된 003기가 최초의 소련 제트기 미코얀-구레비치 MiG-9의 원형에 동력을 공급했다.베엠베 엔진의 설계도는 베를린 근처의 바스도르프-쥐흐스도르프 공장과 노르다우젠 근처의 악명 높은 미텔베르크 노예 노동 시설에서 소련군에 의해 압수되었다. Production of the 003 was set up at the "Red October" GAZ 466 (Gorkovsky Avtomobilny Zavod, or Gorky Automobile Plant) in Leningrad and in Kuznetsov along KMPO, where the engine was mass-produced from 1947 under the designation RD-20 (reactivnyi dvigatel, or "jet drive").[20]

연합군의 독일 점령 후 마르셀 다소는 헤르만 외스트리히가 점령한 독일을 프랑스령으로 옮기는 것을 도왔다. 2년 안에 그는 프랑스 국영 항공기 엔진 회사인 SNECMA의 사단법인 보이신에서 일하고 있었다. 003의 기본설계를 이용해 다쏘의 오레간, 다쏘 미라지 III, 미스테르 전투기에 동력을 공급한 더 큰 아타르 제트엔진을 생산했다.[21]

변형

데이터 위치:1946년[22] 세계 항공 엔진 및 설계 분석: 미국 항공우주국[23](USAF) Turbojet 및 가스터빈 개발 프로젝트 책임자 Maj Rudolph C Schulte에 의한 BMW 003 Turbojet 설계 분석

BMW 003A-1(TL 109-003)
프로토타입, 5.87 kN (1,320 lbf) / 8,000 rpm / 해수면, 중량 609 kg (1,342 lb)
BMW 003A-2(TL 109-003)
초기 생산 변형 모델, 7.83kN(1,760lbf) / 9,500rpm/해발 수준
BMW 003C(TL 109-003)
개선된 설계, 감소된 중량 A-2, 8.81 kN (1,980 lbf), 주모 004B)/9,500 rpm/해발 수준
BMW 003D(TL 109-003)
개선된 설계 C, 10.76kN(2,420lbf)/10,000rpm/해발 수준, 649kg(1,430lb), [Hes 011보다 가벼운 301kg/664lb], 높은 추력을 위해 각 추가 압축기와 터빈 단계가 추가되고 엔진만 길어졌다. A-2에 비해 전체적으로 303mm(11+15⁄16 인치)
BMW 003E
기체 꼭대기에 사용하기 위한 복측 장착 지점과 함께 Hainkel He 162 및 Henschel Hs 132에 있다.
BMW 003R(TLR 109-003)
BMW 109-718(RLM 발전소 번호 109-718) 액체 연료 로켓이 제트 배기 노즐 위에 영구 고정되고 R-stoff(a.a)의 쌍곡 조합으로 구동되는 A-2 서브 타입 터보 제트. 연료용 Tonka 또는 TONKA-250, Triethylamine 50%, Xylidine 50%) 및 SV-Stoff(일명 RFNA 추진제: 94% HNO3, 6% NO24) 산화제, 코드명 Salbay(sage)이다. R은 3분 동안 20.06 kN(4,510 lbf)의 총 추력을 전달하였다.

적용들

  • Arado Ar 234V6, V8 프로토타입 및 Ar 234C(엔진 4개 사용)
  • 헤이클 헤 162(단일 제트엔진)
  • Junkers Ju 287(Ju 287 V2에 사용되는 엔진 2개, V3 및 Ju 287A-1에 사용되는 엔진 6개)
  • 메서슈미트 Me 262(A-1b 테스트 버전, Heimatschützer II 실험용 트윈-B)MW 003R 동력 요격 장치만 해당 - 모두 쌍방향 결합)

사양(BMW 003A-2)

1946년[22] 세계 항공기 엔진 데이터

일반적 특성

구성 요소들

퍼포먼스

  • 최대 추력: 이륙을 위한 해수면 9,500rpm에서 7.8kN(1,760lbf)
  • 전체 압력비: 3.1:1
  • 공기 질량 흐름: 9,500rpm에서 19.3kg(42.5lb)/s
  • 터빈 흡기 온도: 770°C(1,418°F)
  • 특정 연료 소비량: 40g/(kN³)(1.4lb/(lbf⋅h))
  • 추력 대 중량 비율: 1.13
  • 정상, 정적: 6.89kN(1,550lbf) / 9,000rpm / 해수면
  • 군용 비행: 6.23 kN (1,400 lbf) / 9.500 rpm / 2,500 m (8,202 ft) / 900 km/h (559 mph; 486 kn)
  • 정상, 비행: 2.85kN(640lbf) / 11,500rpm / 11,000m(36,089ft) / 900km/h(559mph, 486kn)

참고 항목

관련 개발

비교 가능한 엔진

관련 목록

참조

메모들
  1. ^ "BMW 003 Turbojet Engine". airandspace.si.edu. Retrieved 10 November 2021.
  2. ^ 크리스토퍼, 존 히틀러의 X-플레인 경기(밀, 글로스터셔: History Press, 2013), 페이지 60.
  3. ^ 건스턴 1989, 페이지 27.
  4. ^ 크리스토퍼, 페이지 60.
  5. ^ 크리스토퍼, 페이지 61.
  6. ^ Pavelec, Sterling Michael (2007). The Jet Race and the Second World War. Greenwood Publishing Group. ISBN 978-0-275-99355-9.
  7. ^ Radinger, Will; Schick, Walter (1996). Me262 (in German). Berlin: Avantic Verlag GmbH. p. 23. ISBN 978-3-925505-21-8.
  8. ^ a b c d 크리스토퍼, 76쪽
  9. ^ Schulte, Rudolph C. (1946). "Design Analysis of BMW 003 Turbojet - "Gas Turbine Units Developed by BMW - Model Designation: BMW 003D"". legendsintheirowntime.com. United States Army Air Force - Turbojet and Gus Turbine Developments, HQ, AAF. Retrieved September 3, 2016. Static SL thrust 2,420 lb @ 10,000 rpm
  10. ^ 크리스토퍼, 73쪽
  11. ^ 크리스토퍼, 존 히틀러의 X-플레인 경기(밀, 글로스터셔: History Press, 2013), 페이지 145.
  12. ^ 크리스토퍼, 73-74쪽
  13. ^ a b 크리스토퍼, 74쪽
  14. ^ 크리스토퍼, 75쪽
  15. ^ 크리스토퍼, 74-75페이지.
  16. ^ Schulte, Rudolph C. (1946). "Design Analysis of BMW 003 Turbojet - "Starting the Engine"". legendsintheirowntime.com. United States Army Air Force - Turbojet and Gus Turbine Developments, HQ, AAF. Retrieved September 3, 2016. Starting procedure is as follows: Starting engine is primed by closing electric primer switch, then ignition of turbojet and ignition and electric starting motor of Riedel engine are turned on (this engine can also be started manually by pulling a cable). After the Riedel unit has reached a speed of about 300 rpm, it automatically engages the compressor shaft of the turbojet. At about 800 rpm of the starting engine, starting fuel pump is turned on, and at 1,200 rpm the main (J-2) fuel is turned on. The starter engine is kept engaged until the turbojet attains 2,000 rpm, at which the starter engine and starting fuel are turned off, the turbojet rapidly accelerating to rated speed of 9,500 rpm on the J-2 fuel
  17. ^ 크리스토퍼, 페이지 124.
  18. ^ a b 크리스토퍼, 페이지 125.
  19. ^ Kay, Antony (2002). German Jet Engine and Gas Turbine Development 1930-1945. Shrewsbury, UK: Airlife Publishing. ISBN 9781840372946.
  20. ^ Albrecht, Ulrich (1994). The Soviet Armaments Industry. Routledge. ISBN 978-3-7186-5313-3.
  21. ^ von Wogau, Karl (2004). The Path to European Defence. Maklu. ISBN 978-90-6215-923-9.
  22. ^ a b Wilkinson, Paul H. (1946). Aircraft Engines of the world 1946. London: Sir Isaac Pitman & Sons. pp. 300–301.
  23. ^ Schulte, Rudolph C. (1946). "Design Analysis of BMW 003 Turbojet". legendsintheirowntime.com. United States Army Air Force - Turbojet and Gus Turbine Developments, HQ, AAF. Retrieved September 3, 2016.
참고 문헌 목록
  • Wilkinson, Paul H. (1946). Aircraft Engines of the world 1946. London: Sir Isaac Pitman & Sons. pp. 300–301.
  • 건스턴, 빌 세계 에어로 엔진 백과사전. 영국 케임브리지. 패트릭 스티븐스 리미티드, 1989년 ISBN 1-85260-163-9
  • 제인의 제2차 세계대전의 전투기. 런던 Studio Editions Ltd, 1989. ISBN 0-517-67964-7
  • 케이, 안토니우스, 독일 제트 엔진 및 가스 터빈 개발 1930–1945, 에어라이프 출판사, 2002, ISBN 9781840372946

외부 링크