LETECKÉ MOTORY ZE ZBROJOVKY – VZDUŠNÉ INTERMEZZO – DRUHÝ DÍL

Výroba leteckých motorů ve Zbrojovce Brno byla další dočasnou mírovou mezihrou jinak významného výrobce ručních palných zbraní. Jako v každém oboru činnosti, do kterého ve zbrojní fabrice na Moravě sáhli, i ve vývoji a výrobě leteckých motorů šli vlastní, ne zcela prošlapanou, cestou.

Vznětový letecký motor ZOD-260, který zkonstruovali ve Zbrojovce Brno na začátku třicátých let minulého století, byl úspěšně podroben civilní homologační zkoušce. Výnosem MVP čj. 13b-61/19-45411/1933 byl uznán způsobilým pro mezinárodní lety. Ve stejném roce, tedy 1933, podstoupil úspěšně též přísnější homologační vojenskou zkoušku. Praktické zkoušky motoru probíhaly v letounech Aero A-211, Avia-Fokker F-VIIb 3m a Praga E-141. Výsledkem byla objednávka MVP (ministerstvo veřejných prací) na 50 motorů a z MNO (ministerstvo národní obrany) na 17 motorů. MVP nechalo montovat motory ZOD-260 do třímotorového Avia-Fokker F-VIIb 3M (OK – AFC) létajícího na lince Praha – Karlovy Vary, Mariánské Lázně. O motor projevili zájem i příslušné orgány sovětského svazu. Bohužel při zkoušce prvního objednaného kusu motoru se u něj zadřel jeden z pístů a další objednávka již nebyla uskutečněna. V roce 1936 byl motor homologován ve Francii, brzy poté zakoupila jeho výrobní licenci společnost SMG (Société de Mécanique Générale) v Chalais Meudon u Paříže.

ZODV-600, vznětový, prototyp, neúspěšný

Pro stavbu vznětového motoru s maximálním výkonem 600 k/441 kW se ve zbrojovce rozhodovali mezi dvěma koncepcemi: devítiválcovou hvězdicí s válci o větších rozměrech: 145 mm x 170 mm, a čtrnáctiválcovým dvouhvězdicovým provedením s válci o rozměrech: 120 mm x 170 mm. Zkoušky jasně ukázaly, že písty většího průměru u vznětového motoru této konstrukce již nejsou dobře chlazeny. Docházelo k jejich zadírání, resp. k zapékání kroužků, a to již při 70 % zatížení. Válce motoru ZODV-600 byly vykovány z chrommolybdenové oceli, zušlechtěny a kompletně opracovány. Písty byly vyrobeny ze speciální lehké slitiny KS 280 (Karl Schmidt, Neckarsulm) a měly tři těsnící a dva stírací kroužky. Pístní čepy a vedlejší ojnice byly nitridovány, hlavní ojnice byly dělené a vykované z oceli Poldi Victrix. Klikový hřídel byl z jednoho kusu, motorová skříň byla vykována z Hiduminia. Pohon ventilů byl konstruován s excentrem místo vačkového hřídele. Pohon vstřikovacích čerpadel byl zajištěn dvěma vačkovými hřídeli – pro každou hvězdu jedním. Mazání bylo opět oběhové tlakové. Bohužel motor nikdy nedosáhl předpokládaného maximálního výkonu 600 k/441 kW, neustále mu zhruba 100 k/73 kW scházelo. Na vině byla pravděpodobně nedostatečná účinnost vstřikovacího kompresoru. Zbrojovka Brno tak nesplnila první dodací lhůtu sjednanou na květen 1934. Na její žádost MNO prodloužilo lhůtu do konce roku 1938.

ZL-600, prototyp, nedokončený

Vznětový letecký motor ZL-600 měl být náhradou za nešťastný motor ZODV-600. V jeho konstrukci se měly co nejvíce odrazit dobré zkušenosti z projektu ZOD-260. Motor ZL-600 měl mít dvouhvězdicové uspořádání o osmnácti válcích. Jednotlivé válce měly mít rozměry 120 mm x 130 mm, což dávalo dohromady zdvihový objem 26,4 l. Nabídka Zbrojovky Brno byla na MNO akceptována za cenu 945 000 Kčs za motor.

Potřebné zvýšení jednotkového výkonu na 34 k/25 kW bylo realizováno poměrně záhy, dokonce bylo i překročeno na celých 40 k/30 kW, tím byl vyřešen též požadavek na krátkodobé zvýšení maximálního výkonu motoru při startu letounu na 700 k/507 kW. Kliková hřídel motoru ZL-600 měla opět dvě zalomení na 1800, tedy u něj pracovaly, tak jako u ZODV-600, dva válce současně. Válce, písty a hlavy válců byly jen s malými odchylkami převzaty z projektu ZOD-260. Jenže pro dokončení vývoje a stavby motorů se již nedostávalo ušlechtilých materiálů, zkrátka válka již opět klepala na dveře. Události dostaly rychlý spád, přišla zrada spojenců Velké Británie a Francie (Neville Chamberlain, Édouard Daladier – představitelé zrádců) známá pod názvem Mnichov 1938.

Mnichovská zrada mění všechno

Třetího a čtvrtého března 1939 se v brněnské Zbrojovce konala porada za účasti zástupců MNO – generál Kejda, VZLÚ – pplk. Žváček a Ing. Karmazín a vedení Zbrojovky – ředitel Ing. Staller, Ing. Odstrčil, na níž byla provedena jednak technická bilance dosavadní výroby leteckých motorů a také schválen dosavadní směr vývoje. Současně byl doporučen další postup ve vývoji leteckých motorů:  za 1. dokončit vývoj osmnáctiválce ZL-600, za 2. pokračovat ve zkouškách axiálního jednoválce a na jeho základě urychleně vyvinout motor s výkonem cca 1000 k/735 kW, za 3. zahájit zkoušky se šoupátkovým jednoválcem spalujícím jak benzín, tak motorovou naftu, za 4, vybudovat novou zkušebnu,  za 5. vyrobené motory ZOD-260 urychleně montovat do letadel a konečně za 6. propagovat letecké motory „Z“. 

Za jedenáct dní po této poradě obsadili němečtí nacisté zbytek republiky a v červenci stejného roku zakázali veškeré civilní lety, čímž, mimo jiné, zcela ochromili další vývoj leteckých motorů ve Zbrojovce Brno. O zkoušky leteckých motorů, ačkoliv o nich byli pečlivě informováni, nejevili pražádný zájem. 

ZA-axiální, vznětový, studie a prototyp

Konstrukci axiálního vznětového motoru studoval vývoj Zbrojovky Brno již od roku 1936. Motor měl osy válců rovnoběžné s hlavním hřídelem a válce uspořádané kolem něj. Takto vycházel menší průměr celého motoru, což mělo snižovat čelní odpor letounu vybaveného takovým zařízením. Problémem konstrukce byl přenos značné síly od pístu na hlavní hřídel. Řešení spočívalo jednak v možnosti, že každý válec by měl svůj klikový hřídel, či ve vybavení každého válce tzv. nakloněným kotoučem. S hlavním vrtulovým hřídelem se měl otáčet pevně s ním spojený kotouč, skloněný od osy o 450. Na obvodu kotouče bylo mohutné ložisko, uložené v objímce, která byla zajištěna proti spolurotaci s kotoučem, takže kterýkoliv její bod vykonával při otáčkách hlavního hřídele (a šikmo uloženého kotouče) přibližně přímočarý harmonický pohyb. Na objímce byla ložiska pro čepy ojnic, jejíž druhé konce byly uloženy v pístech. Když píst tlačil na ojnici a ta na objímku, nutil šikmý kotouč k otáčení. K této konstrukční strategii přistoupila též Zbrojovka Brno a přidala k ní dvoupístové protiběžné válce (systém Junkers). To si sice vyžádalo dva šikmé kotouče, ale přineslo to lepší vyrovnání osových akceleračních sil. Nesouměrného rozvodu bylo docíleno natočením kotoučů proti sobě tak, aby písty ovládající výfuk předcházely ty, co ovládaly sání.

Průměr válce byl 100 mm, zdvih 2 x 180 mm. Zdvihový objem jednoválce činil 2,826 l a z něj dokázal motor nabídnout maximální výkon 100 k/73,5 kW. Problémy chodu motoru se koncentrovaly především do olupování kompozice olovnaté bronzi u kluzného uložení objímky na kotoučích, ty ostatně také nedokázaly odolat delší dobu vysokým tlakům a deformovaly se. Bylo potřeba zapracovat na jejich dimenzování, na to však již nedošlo, neboť na vývoji na axiálním vznětovém motoru byly přerušeny práce.

Studie, úvahy a realita

V době těsně před mnichovskou mezinárodní ostudou britských a francouzských spojenců Československa, uvažovali ve Zbrojovce Brno o konstrukci šoupátkového čtyřdobého zážehového leteckého motoru. Úvahy se blížily k podobné konstrukci, kterou dovedla do úspěšného sériového provedení anglická společnost Bristol, která vyrobila šoupátkový motor Herkules.

Nebyla by to ovšem Zbrojovka Brno, kdyby si nevytkla postupně cíl ještě složitější. Mělo jít o univerzální motor, vznětový i zážehový, provedený alternativně jako dvoutakt a čtyřtakt. Rozvod motoru byl uvažován jako šoupátkový: buď systém Burt-Column nebo Ricardo. Pro čtyřdobou verzi byla určena velikost válce 140 mm x 160 mm, komprese 6,5:1, předpokládaný maximální výkon měl dosáhnout hodnoty 80 k/59 kW na jeden válec při 3000 min^-1.

Vznikl zkušební jednoválec, který pracoval s uspokojivými výsledky. Ostatně tomu nasvědčuje i zpráva z roku 1939, kde se vyskytuje úvaha o programu čtyřdobého invertního zážehového dvanáctiválce s kapalinovým chlazením a šoupátkovým rozvodem. Předpokládaný maximální výkon 1200 k/883 kW měl motor poskytovat ze zdvihového objemu 29,5 l.

Jako další studie byl zařazen projekt dvoudobého leteckého motoru na těžké palivo, opět ve formě invertního dvanáctiválce (130 mm x 140 mm) zdvihového objemu 22,3 l, rozvod šoupátkový, chlazení kapalinové. Předpokládaný maximální výkon měl dosáhnout hodnoty 900 k/652 kW. Nic­méně v tomto případě zůstalo jen u úvah.

S vývojem leteckým motorů počítala Zbrojovka Brno také v době po skončení druhé světové války, po osvobození. Ještě na poradě ze 4. září 1946 byl zaznamenán program: vývoj leteckého vznětového dvoudobého řadového invertního motoru se čtyřmi válci a maximálním výkonem 160 k/118 kW, vývoj a zkoušky leteckého vznětového dvoudobého dvouřadého invertního dvanáctiválce do „V“ o maximálním výkonu 1000 k/735 kW. Nic z toho se však již neuskutečnilo. Osvobozená republika potřebovala spíše zemědělské traktory než letecké motory – a tak se z části Zbrojovky Brno stala postupně významná traktorka! Ale to již zase jiná kapitola mnohovrstvé a velmi zajímavé historie brněnské Zbrojovky...  

pokračování příště

Převzato z časopisu

Fotogalerie