GM-1 (original) (raw)
Le GM-1, pour Göring Mischung-1 (« Mixture Göring-1 », en allemand), était un système d'injection de protoxyde d'azote (aussi appelé « gaz hilarant ») dans les moteurs d'avions utilisés par la Luftwaffe pendant la Seconde Guerre mondiale.
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| dbo:abstract | GM-1 war ein Verfahren zur Leistungssteigerung von Flugmotoren oberhalb der Volldruckhöhe durch Einspritzung von Distickstoffmonoxid (Lachgas), das von der deutschen Luftwaffe während des Zweiten Weltkrieges eingesetzt wurde. Die Einspritzung von Lachgas als Mittel der Leistungssteigerung ging auf einen 1939 bei der Deutschen Forschungsanstalt für Luftfahrt von Otto Lutz unterbreiteten Vorschlag zurück. Die erste Entwicklung und Erprobung erfolgte an der Erprobungsstelle Rechlin E3 in Zusammenarbeit mit der Niedersächsischen Gerätebaugesellschaft. Erste Flugtests wurden mit einer Bf 109 E mit einem Triebwerk DB 601 A durchgeführt. Im Laufe der Erprobungen erwies sich die gute Anwendbarkeit und Leistungsfähigkeit des Systems. Ziel war es, den Sauerstoffmangel über der Volldruckhöhe durch Einspritzung von Sauerstoff auszugleichen oder sogar eine Leistungssteigerung über die normale Leistung hinaus zu erreichen. Die Einspritzung reinen Sauerstoffs zeigte sich als motorschädigend aufgrund starker Klopfneigung bei der Verbrennung sowie starker Korrosion der heißen, metallischen Brennraumwand. Das im Deutschen Reich entwickelte und in mehreren deutschen Flugzeugen mit Erfolg eingesetzte Verfahren unter Anwendung eines Sauerstoffträgers hat sich im Kriegseinsatz ausgezeichnet bewährt. Als Sauerstoffträger wurde hierbei Distickstoffmonoxid (chemische Summenformel N2O, Lachgas) benutzt, davon abgeleitet wurde das Gemisch zunächst unter der Code-Bezeichnung „HA-HA“ geführt. Bekannt wurde es dann später als sogenannte Göring-Mischung GM 1. Der Leistungsgewinn lässt sich auf drei motortechnische Verbesserungen zurückführen: 1. * Die Aufladung des Motors verbessert seinen Liefergrad. 2. * Die Kühlung der Ladeluft durch Verdampfen des flüssigen Gases erhöht seinen thermodynamischen Wirkungsgrad. 3. * Das Ersetzen von Luft durch Lachgas erhöht den Brennwert. Während anfangs druckverflüssigtes N2O (notwendiger Druck zur Verflüssigung 80 bar) verwendet wurde, kam ab 1941/42 wegen der Beschussempfindlichkeit der Behälter kälteverflüssigtes Lachgas (Siedetemperatur −88,5 °C) zum Einsatz. Hierzu mussten erst wärmeisolierte Behälter für den Einsatz und den Transport entwickelt werden. Der Einspritzdruck lag bei 4 bar. Die Einspritzmenge konnte bei einigen Mustern wie dem Jumo 213E in drei Stufen zu 60, 100 und 150 g/s geregelt werden. Bei der maximalen Einspritzung konnte je nach Motorentyp in der Einsatzhöhe ein Leistungsgewinn bis zu 400 PS erzielt werden. Mit einer Bf 109 G-1/R2 ließen sich mit GM-1-Anlage 100 km/h Geschwindigkeitsgewinn in 12.000 m Höhe und eine Gipfelhöhe von 13.800 m erzielen. Beim Einsatz in Höhenaufklärern Ju 88T mit BMW-801-G-2-Motoren konnte die Leistung, die bei diesen Maschinen in 10.000 m Höhe von 1730 auf 880 PS abfiel, durch GM-1 auf 1430 PS gesteigert werden. (de) GM-1 (Göring Mischung 1) was a system for injecting nitrous oxide (laughing gas) into aircraft engines that was used by the Luftwaffe in World War II. This increased the amount of oxygen in the fuel mixture, and thereby improved high-altitude performance. GM-1 was used on a number of modifications of existing fighter designs in order to counter the increasing performance of Allied fighters at higher altitudes. A different system for low-altitude boost known as MW 50 was also used, although GM-1 and MW 50 were rarely used on the same engine. MW-50 was a methanol-water injection system, which injected a mixture of methanol and water into the cylinders to cool the mix. Cooling causes the air to become denser, therefore allowing more air into each cylinder for a given volume. This is the same principle that intercoolers use. GM-1 was developed in 1940 by to improve high-altitude performance. It could be used by fighters, destroyers, bombers and reconnaissance aircraft, though its first use was in the Bf 109E/Z fighter. Originally, it was liquified under high pressure and stored in several high-pressure vessels until it was found that low-temperature liquefied nitrous oxide gave better performance due to improved charge cooling. It could also be stored and handled more conveniently and was less vulnerable to enemy fire. GM-1 was typically sprayed in liquid form directly into the supercharger intake from two jets of different bore while at the same time, the fuel flow was increased to take advantage of the additional oxygen from the nitrous oxide. The jets could be operated individually or in combination, yielding three steps of power increase, for example 120/240/360 HP at different GM-1 flow rates (60, 100 and 150 grams/sec). The development of a continuously variable injection system was considered, but apparently it never saw operational use. Initially intended as standard equipment for the Luftwaffe, in operational service it was found that GM-1 had some drawbacks. The additional weight of the equipment reduced performance on all missions, while the system was only used in the cases where the aircraft went to very high altitudes. GM-1 also became less attractive than originally imagined when in 1943, the previous trend towards ever increasing combat altitudes ended. While GM-1 saw little use in the second half of the war, the Focke-Wulf Ta 152H, which had been developed as a dedicated high-altitude interceptor, also received a GM-1 system to provide it with superior performance at high altitude. The Ta 152H was one of the few designs to support both GM-1 and MW 50. Similar systems have been used in racing cars and hot rods. (en) Le GM-1, pour Göring Mischung-1 (« Mixture Göring-1 », en allemand), était un système d'injection de protoxyde d'azote (aussi appelé « gaz hilarant ») dans les moteurs d'avions utilisés par la Luftwaffe pendant la Seconde Guerre mondiale. (fr) Il GM-1 (Göring Mischung-1, cioè "Miscela Göring-1") era un dispositivo d'iniezione di protossido di azoto (N2O) utilizzato nei motori aeronautici tedeschi durante la seconda guerra mondiale per aumentarne le prestazioni al di sopra della quota di adattamento del motore. Un Focke-Wulf Ta 152H, caccia d'alta quota dotato del dispositivo GM-1. (it) GM-1は第二次世界大戦時にドイツの航空機用エンジンで使用された、亜酸化窒素(笑気ガス)を利用したエンジン出力増加装置である。 当時の航空機エンジンにはスーパーチャージャーが広く用いられていたが、しブースト圧を上げると吸気温度が上昇し、エンジンの異常燃焼(ノッキング)を誘発してしまう。特に対ノッキング性の低い、すなわちオクタン価の低い航空燃料を使わざるを得ないケースにおいてはより深刻である。このため、吸気の温度を下げるシステムとして、DB601の開発現場にて、GM1が考案された。 亜酸化窒素は当時においてもそれほど手に入りにくい物質という訳ではなく、また引火や爆発の危険も無い物質であった。これを加圧し-88度Cで液化してボンベに封じこめ、航空機に搭載しておくかたちである。亜酸化窒素は必要な時にスーパーチャージャーに噴射され、気化熱でこれと吸気を冷却しノッキングを抑える。さらにエンジン内での混合気の燃焼に伴い酸素を放出する。その酸素によりエンジンはより大きなブースト圧を得た時と同様に、出力が増加する、と言う二段構えのシステムである。また、ボンベの容量が限られていたことから、「GM-1緊急出力増強装置」などと呼ばれることもある。 これはBf109-G型の登場時から実戦に用いられた。ただし、矢吹ら(2005)によればボンベなどのシステムが100kg少々の重量が有ったと言われ、亜酸化窒素を使い果たした後は、これはデッドウェイト、すなわちただの重しである。このため敢えて使用されない事も有ったという。 (ja) |
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