Начало истории газотурбинных двигателей в Германии
В Германии история газотурбинных двигателей началась в 1935 году, когда студент Геттингенского университета фон Охайн запатентовал простую конструкцию газотурбинного двигателя, которая состояла из центростремительной турбины, осевого вентилятора и центробежного компрессора. В общих чертах, данная схема соответствовала схеме Уиттла, запатентованной в 1930 году, но неизвестно, знал ли о ней немецкий конструктор. Позже Охайн и Хан создали «гаражную версию» турбореактивного двигателя. Ротор этого двигателя представлял собой центробежный компрессор и центростремительную турбину, которые были сделаны из листового металла. Такая модель работала нестабильно. Из-за несовершенства камеры сгорания догорание топлива происходило в турбине и за ней, а электрический мотор, развивавший скорость в 8000 оборотов в минуту, перегревался.
На доводку двигателя были необходимы дополнительные средства, которых не имелось у Охайна,из-за чего появилась необходимость в спонсоре, которым стал профессор Хейнкель, считавший работу молодого конструктора перспективной. Хан продолжил работу с Охайном, а на его имя было зарегистрировано большое количество патентов в области газотурбинных двигателей. Была начата работа по строительству двигателя Hes 1, который был более совершенной версией «гаражного» двигателя. Этот двигатель был закончен в 1937 году. Hes 1 работал на водороде, потому что проблемы связанные с полнотой сгорания топлива еще не были решены. К концу 1937 года двигатель уже работал на бензине. Тяга двигателя составляла около 136 килограмм. Демонстрация двигателя побудила Хейнкеля увеличить интенсивность работ в области газотурбинных двигателей.
История газотурбинных двигателей в Германии с 1938 по 1945 год
В 1939 году, 27 августа состоялся первый полет самолета Не-178 только на реактивной тяге, с двигателем Hes3B, тягой около 450 килограммов. Но несмотря на этот успех, Охайн не смог создать массовый серийный турбореактивный двигатель.
Большего успеха по созданию серийного реактивного двигателя, добился другой немецкий инженер - Франц, который получил образование в Техническом университете в городе Грац. В 1936 году он поступил на работу в двигательную фирму Юнкерс. В 1939 году он был назначен руководителем проекта турбореактивного двигателя Юмо-004. В отличие от проектов Уиттла и Охайна, которые были основаны на использовании центробежных компрессоров, в двигателе Юмо-004 применялась осевая схема компрессора с более высокими лобовой производительностью и коэффициентом полезного действия. Аэродинамика компрессора была основана на работах Института Аэродинамики. Сам компрессор спроектировал доктор Энке, а его наибольший коэффициент полезного действия составлял около 82 %. Для ускорения доводки Франц выбрал камеру сгорания с жаровыми трубами.
Первый запуск двигателя Юмо-004А состоялся в 1940 году, а в начале 1941 года он был выведен на скорость в 9000 оборотов в минуту, тяга составляла 430 килограммов. Только в конце 1941 года была получена тяга в 1000 килограммов. Летные испытания двигателя начались весной 1942 года. В июле этого же года состоялся полет только на реактивной тяге на самолете Ме-282, оборудованном двумя двигателями Юмо-004А. При доводке Юмо-004 были решены следующие основные проблемы:
- В первой половине 1941 года - повышенные вибрации и поломки лопаток соплового аппарата компрессора.
- Во второй половине 1943 года - повышенные вибрации и поломки рабочих лопаток турбины.
Причиной первой проблемы была консольная конструкция лопаток соплового аппарата компрессора, изготовленных из листового металла, а причиной второй - резонансное возбуждение рабочих лопаток турбины жаровыми трубами и толстыми стойками за турбиной. Каждая проблема была решена в течении полугода, благодаря доктору Бентеле. Серийное производство Юмо-004В началось в весной 1944 года. Всего было изготовлено более 2400 штук. Данные двигатели устанавливались на истребителя Ме-262 и бомбардировщиках Ю-287 и Арадо 234 В. После окончания войны двигатель получил дальнейшее развития, в котором принимали участие советские специалисты в Восточной Германии.
Одновременно на фирмах БМВ создавался другой турбореактивный двигатель - БМВ-003, который по конструкции был близок к Юмо-004, но имел меньшую тягу и кольцевую камеру сгорания. Работами руководил Ойстрих, двигатели БМВ-003 устанавливались на самолетах Ар-234 и Не-162.
