Silnik PZL WS Foka - Ambicja i obawa elit II RP (cz. II)

 

 

Analiza niektórych cech silnika Foka
Generalnie ujmując, ówczesny wzrost wyczynów silnika zawdzięczano ewolucji w konstrukcji silników, w doborze coraz lepszych materiałów, w udoskonaleniu dokładności obróbki i montażu. Konstruktorzy nie wahali się projektować pewnych części silnika ciężej, zwiększając przez to sztywność i trwałość tych części oraz pewność ruchu silnika... (wydłużając) okres pracy silnika między remontami. Także na skutek stosowania paliw wysokooktanowych stał się możliwy wzrost osiągów. Napełnia(nie) cylindr( a) mieszanką o znacznie wyższym ciśnieniu i temperaturze niż to było dawniej, pozwalał(o) więcej sprężyć mieszankę (...) bez obawy detonacji i groźby zniszczenia silnika. Ponieważ jednak dodawany do paliw czteroetylek ołowiu działał bardzo silnie korozyjnie w wysokich temperaturach koniecznym stało się stosowanie szeregu metod ochronnych (...) ogromnie kłopotliw(ych) i niewygodn(ych) w praktycznym zastosowaniu. Gdy szło o stopień sprężania, to im było ono większe (w granicach oczywiście możliwości technicznych epoki), tym bardziej spadało zużycie paliwa, rosła też moc silnika. Jednakże przekroczenie granicznego stosunku sprężania powodowało nadmierny wzrost ciśnienia wybuchu, co prowadziło do spadku mechanicznej sprawności silnika m.in. wskutek zwiększonych oporów tarcia. W ogóle podnoszenie ciśnienia wybuchu pociągało za sobą konieczność wzmacniania konstrukcji, rosły też wewnętrzne opory działania, ciężar itd. Bardzo ważnym elementem silnika nowej generacji, uznawanego już wtedy za centralę energetyczną współpracującą z innymi mechanizmami, była sprężarka. Był z nią ogromny problem i ona też przechodziła dużą ewolucję. Jak pisał inż. Kazimierz Księski, były członek zespołu budującego Fokę, autor cytowanego tu referatu: Początkowo używano sprężarek tylko dla zapobiegania spadkowi ciśnienia dolotowego mieszanki w miarę wznoszenia się samolotu, aby przeciwdziałać spadkowi mocy silnika. Później w miarę polepszenia się paliw podnoszono stopniowo ciśnienie dolotowe, doładowując silnik już przy starcie. Zwiększanie mocy startowej umożliwiało, jak pisał inż. Wsiewołod Jakimiuk, zmniejszenie powierzchni nośnej, a to jak wiadomo pociągało za sobą zmniejszenie oporów aerodynamicznych i wzrost prędkości samolotu. Zaczęto, więc z czasem stosować ciśnienie startowe wyższe od dopuszczalnego w warunkach ciągłej pracy silnika. Prowadziło to do jego przegrzewania się, więc możliwe było w ciągu 1 do 3 minut, dopóki temperatury cylindrów nie przekroczą wartości dopuszczalnych. Każde przeciążenie silnika wymagało wszakże dostosowania do nowych warunków pracy szeregu jego elementów. Szło zawsze o to, ażeby nie przekroczyć współczynnika bezpieczeństwa, ten jednak nie mógł być nigdzie za duży, z uwagi na konieczność zachowania, jak pisał prof. Czesław Witoszyński – charakterystycznej cechy konstrukcji lotniczych, czyli ich lekkości. Zwiększenie ciśnienia ładowania pozwalało wszakże na najważniejsze – podwyższenie mocy wydobywanej z litra objętości skokowej silnika. Skonstruowanie odpowiednio wytrzymałej mechanicznej sprężarki (obroty dochodziły do 30 000 na minutę), pracującej wydajnie na różnych wysokościach było problemem równie chyba wielkim, jak zbudowanie samego silnika. W Polsce miano tutaj niewielkie doświadczenie, wzorowano się na sprężarkach Bristola, a kiedy przyszła możliwość sięgnięcia, po uważane za znacznie efektywniejsze, sprężarki Szydlowskiego, szansy tej nie wykorzystano. Zdaniem prof. dr. inż. Jana Oderfelda przyniosłoby to wzrost mocy Foki o 20–30 KM. Nie wiemy oczywiście jak działała sprężarka samodzielnie zaprojektowana dla silnika Foka, wykorzystująca technologię Bristola podczas prób w locie. Na pewno jednak wymagałaby dopracowania, czyli byłby tu potrzebny znowu czas na próby. Jak pisał w 1938 r. prof. Cz. Witoszyński, technikę lotniczą a więc i pracę badawczą w tej dziedzinie, charakteryzuje pośpiech, gdzie indziej rzadko spotykany: kto w tej dziedzinie – stwierdzał – zostaje w tyle, temu jest coraz trudniej dogonić konkurentów i chociażby osią0gnąć średni poziom. Kiedy lotnicza technika stawała się coraz bardziej wyspecjalizowana, stosująca najnowsze swe osiągnięcia, Foka, paradoksalnie, gdy patrzeć na wszystko z punktu widzenia dążenia do najwyższej efektywności, musiała się bez jej ważnej części obejść. Towarzyszące zjawiskom spalania i zwiększania w nowoczesnych silnikach doładowania, czyli wprowadzanie do cylindrów w jednostce jednostce czasu większej ilości (wagowo) mieszanki paliwowej, oznaczało znaczne powiększanie ilości ciepła powstającego podczas suwu pracy. Wymuszało to coraz efektywniejsze odprowadzania ciepła, pociągając za sobą doskonalenie układów chłodzących. Jak pamiętamy, Foka przegrzewała się dlatego dodano specjalne owiewki, lecz radykalną zmianę, jak podawał prof. J. Oderfeld, mogło przynieść jedynie wydłużenie żeberek, co jednak wymagałoby zmiany konstrukcji silnika, to też było możliwe, ale znów wymagało czasu – "W silnikach chłodzonych powietrzem zasadniczą trudność stanowi(ły) ograniczone wymiary powierzchni odprowadzającej ciepło. Żebr(owano)... tylko  głowicę i tuleję cylindra, a powierzchnia, na której rozmieszcza(no) żeberka, określona (była) litrażem i ilością cylindrów. Gęstość rozstawienia żeberek oraz ich wysokość ograniczona (była ...) względami (...) ich sprawności i możliwości wykonania."