Benutzer:Ralf P./BMW 801 D - Zusatzeinspritzung

Ich fasse gerade mein Wissen zum Thema BMW 801 D mit Zusatzeispritzug zusammen. Das war ein Doppelsternmotor der Bayerischen Motorenwerke. An Hand von Unterlagen der Firma Focke Wulf und des Reichsluftfahrtministeriums konnte ich folgenden Text zusammen stellen. Die Inhalte der Dokumente dienen auch gleichzeitig als Quellenangaben.

1. Entwurf (Rechtschreibfehler vorprogrammiert):

C3-Zusatzeinspritzung

Im Juni 1942 beendete BMW eine theoretische Untersuchung des möglichen Leistungspotentials eines BMW 801 D. Ohne Änderungen am Motor war es möglich, die Leistung an der Welle um 40 PS zu erhöhen bzw. die Start- und Notleistung um 110 PS zu erhöhen. Mit einigen Änderungen am Motor war es möglich, eine Leistung von 2000 PS an der Welle zu erreichen (ohne Zuführung von zusätzlichen Einspritzungen wie zum Beispiel MW-50 oder C3). Mit zusätzlicher Einspritzung wäre eine Leistung von 2000 bis 2200 PS möglich.

Im Juli 1942 hatte BMW einige Prototypenmotoren gebaut um einige Standlauftests durchzuführen. Der BMW 801 D-2 V15 erreichte in dieser Phase eine Leistung von 1950 PS an der Welle ohne Hinzufügen einer zusätzlichen Einspritzung. Um das volle Potential des BMW 801 auszuschöpfen wurden Methoden der Zusatzeinspritzung und eine Lachgasmethode auf Brauchbarkeit untersucht.

Die erste zu untersuchende Methode war die C3-Zusatzeinspritzung direkt in die linke Seite des Kompressoreinlasses. Die Motoren wurden unter anderem modifiziert mit verstärkten Kolben. Diese wurdem dem BMW 801 E/S entnommen. Ab Juni 1943 wurde der BMW 801 D serienmäßig mit diesen Modifikationen ausgerüstet. Größte Schwierigkeit war bisher, den Text übersichtlich und nachvollziehbar zu gestalten.

C3-Zusatzeinspritzung in der 1. Ladedruckstufe

Am 10. April 1943 wurde der erste Testflug mit dem neuen System gestartet. Während der 35 Minuten Flugzeit in der ersten Ladestufe des Kompressors wurde das neue System 8 Minuten geflogen. Am 22. April 1943 wurde 15 Minuten mit der C3 Einspritzung geflogen bei 1,8 at Ladedruck zwischen 3,5 km und 7 km Höhe. Am 17. Mai wurden die Untersuchungen an diesem System abgeschlossen. Die Testflüge zeigten, dass bei 1,65 at Ladedruck in der ersten Ladestufe eine Leistung von 2.050 PS mit dem BMW 801 D erreicht werden konnte. Der Ladedruck fiel in der Höhe ab. Die Standard Kraftstoffpumpe war nicht in der Lage, ausreichende Mengen Kraftstoff zur Verfügung zu stellen. Somit konnte keine zusätzliche Leistung in der 2. Ladedruckstufe zugeführt werden. Die Motorkühlung war ebenfalls nicht effektiv genug, um die C3-Zusatzeinspritzung im Steigflug zu benutzen. Die Kraftstoffpumpe konnte während des Steigfluges nicht genügend Treibstoff in den linken Kompressoreinlass einführen um die Zylindertemperaturen innerhalb der Betriebswerte zu halten.

Erste Fronterfahrungen mit dem neuen System wurden am 23. Juli 1943 nach dem Unternehmen Zitadelle übermittelt. Im gleichen Monat begannen Tests mit weiteren Einspritzungssystemen. Fünf Testmaschinen, darunter drei Normaljäger und zwei Jagdbomber. Eine FW 190 A-4 (Sonderkennzeichen SB+IK, W.Nr. 231), wurde mit MW-50 als Einspritzung insgesamt 43 Minuten geflogen. Es konnte nur wenig Leistungszuwachs verzeichnet werden. Die Brennräume und Zündkerzen verrußten jedoch stark. Anschließend wurde diese Maschine für den Rest der Tests wieder auf C3-Zusatzeinspritzung umgestellt. In den Versuchstagen vom 20.08.1943 bis 01.09.1943 konnten mit Hilfe der C3-Zusatzeinspritzung unter 1km eine Spitzengeschwindigkeit von 590 km/h in einer Fw 190 A-5 erflogen werden.

Problem Kraftstoffverbrauch

Während der C3-Zusatzeinspritzung verbrauchte der Motor im Durchschnitt 14 Liter mehr pro geflogener Minute. Um diesen zusätzlichen Kraftstoffverbrauch auszugleichen, wurde hinter dem Cockpit ein 115 Liter Zusatzkraftstoffbehälter installiert. Dadurch wurde jedoch eine Gleichgewichtverlagerung verursacht, welche die Maschine gefährlich instabil werden ließ. Um das Gleichgewicht wieder herzustellen, wurde testweise bei der A-8 ein ETC 501 (ETC = elektrischer Träger für cylindrische Außenlasten) aufmontiert und etwas nach vorne verschoben. Der Zusatzkraftstoffbehälter kam nicht in die Serienproduktion vor September 1944. Die Geschwader bekamen ihn jedoch zur Verfügung gestellt und konnten ihn in Verbindung mit dem verschobenem ETC nutzen. Das Gleichgewichtsproblem wurde erst im Herbst 1944 gelöst. Man verstärkte die Panzerung im Bereich des Ölkühlers. Diese Veränderung wurde in die Serienproduktion der FW-190A-9 übernommen.

C3-Zusatzeinspritzung im Flugzeug-Handbuch

Im August 1943 war das Reichsluftfahrtministerium (RLM) mit der Zuverlässigkeits- und Leistungszunahme der C3-Zusatzeinspritzung zufrieden und ordnete eine Anweisung im FW 190A-4 Flugzeug-Handbuch an. Diese befand sich im Teil 07 für JaBo Versionen der FW 190. Die C3-Zusatzeinspritzung durfte ununterbrochen ca. 10-15 Minuten benutzt werden. Der Pilot sollte darauf achten, dass die Temperaturen nicht über 85 Grad stiegen.

Die Begrenzungen der Einspritzung wurden nach der Beendigung der Ausdauerprüfung „angehoben, solange die Dringlichkeit dauert“ (Dezember 1943 FW-190A5 Flugzeug-Handbuch, Teil 07). Eine Besorgnis erregende Anzahl von BMW 801 D2 Motoren fielen durch Pleuelstangen-Ausfälle aus. Diese Ereignisse müssen einen Einfluss auf die Beschränkungen der C3-Zusatzeinspritzung gehabt haben.

Im März 1944 gibt Focke Wulf Anweisungen für den Gebrauch der C3-Zusatzeinspritzung neu heraus, welche das System auf drei Gebräuche von 10 Minuten begrenzt. Jede Einspritzungsphase ist begrenzt durch vorgeschriebene 10 Minuten Kühlung unter der Benutzung der Steig- u. Kampfleistung bei 1,32 at und 2400 U/min. (Diese Instruktionen finden sich wieder in dem Flugzeug-Handbuch, Teil 0, Ausgabe Februar 1944). Im Juli 1944 wurde die Benutzung auf eine einmalige C3-Zusatzeinspritzung für 10 Minuten begrenzt.

C3-Zusatzeinspritzung in der 2. Ladedruckstufe

Feldwebel Konrad Bauer, Flugzeugführer in der 5./JG 300 mit seiner Fw 190A-8, WNr. 171646. Erkennbar in der unteren Ecke der Abdeckhaube für die MG 131 ist ein gelb aufgemalter Kreis. Er diente dem Wartungspersonal als Hinweis, dass diese Maschine mit erhöhter Notleistung, der C3-Zusatzeinspritzung ausgerüstet war.

Dadurch, dass der Leistungszuwachs der C3- Einspritzung über 1 km deutlich herab fiel, arbeitete man an einer Problemlösung. In der FW-190A-5 „weiße 35“ wurde eine neue Kraftstoffpumpe verbaut. Testflüge begannen am 30. August 1943 und waren am 1. September abgeschlossen. Die Ladedruckerhöhung ließen die Öl- und Zylinderkopftemperaturen in akzeptablen Bereichen. Das Erprobungskommando 25 reichte die Testergebnisse bei BMW ein und am 1. Dezember 1943 gab BMW das OK für eine maximale Systembenutzung von 10 Minuten für weitere Prüfungen.

Es ist offensichtlich, dass BMW besorgt war wegen der Zylindertemperaturen im Steigflug. Besonders in der Hitze des Sommers oder der Tropen würde das System den Motor an seine Extrema drücken. Bei der Serienfertigung der FW-190A-5 wurde der Motor etwas weiter nach vorne geschoben. Die vorderen Zylinder arbeiteten dadurch wesentlich kühler als die hinteren Zylinder des Doppelsternmotors. Im Oktober 1943 untersuchte BMW Sommer- und Winterleistung des Motors.

Was offensichtlich ist: Die unterschiedlichen Zylindertemperaturen verzögerten die Tests zur Ladedruckerhöhung bis Dezember 1943. Die Probleme des Abkühlens des Motors verzögerten die Ladedruckerhöhung in der Serienproduktion bis Frühsommer 1944. Im März 1944 gab Focke Wulf Bremen einen Bericht an das RLM bezüglich der Leistungssteigerung des BMW 801 D-2 heraus. In diesem Bericht wird offensichtlich, dass Rechlin noch nicht die Ladedruckerhöhung für den Fronteinsatz freigegeben hatte und noch das neue System noch prüfte.

Focke Wulf und BMW arbeiteten derweil an einer wesentlichen Verbesserung des Kühlsystems und erreichte eine erhöhte Durchflussgeschwindigkeit der Kühlluft im Motorraum. Des Weiteren wurde der Einlass zum Kompressor erweitert. Im Juli 1944 gab BMW das OK für die Benutzung des kompletten Systems im Einsatz und die Jagdgeschwader wurden mit diesem neuen System ausgerüstet. Die Ladedruckerhöhung konnte nun in allen Höhen, Steig- Und Horizontalflug für 10 Minuten benutzt werden. In den Handbüchern erschienen Anleitungen im September 1944 (FW 190A-7 bis FW 190 A-9 Flugzeug-Handbuch Teil 07).

Die Zusatzeinspritzung mit der dazugehörigen Ladedruckerhöhung war die am meisten verwendete Leistungssteigerung in den operativen Geschwadern, welche die FW 190 flogen.

Versionen der Focke Wulf 190

Fw 190 A-0

Mit der Fertigung dieser Vorserie wurde im November 1940 begonnen. Es wurden 28 Fw 190 A-0 hergestellt und sie erhielten die Werknummern 8 bis 35. Die komplette Nullserie sollte mit dem großen Flügel ausgerüstet werden (18,3 m²), jedoch erhielten die ersten Flugzeuge noch den kleinen Flügel. Im März 1941 wurden einige Flugzeuge zur Erprobungsstelle Rechlin überführt. In Bezug auf die fliegerischen Eigenschaften konnte die Fw 190 überzeugen. Jedoch der BMW 801 C-0 bereitete noch sehr viele Schwierigkeiten in Bezug auf Zuverlässigkeit und Haltbarkeit. Der damalige Oberleutnant Karl Borris, Technischer Offizier der II./JG26 und Oberleutnant Otto Behrens konnten die auftretenden technischen Schwierigkeiten richtig beurteilen und waren mitverantwortlich dafür, dass es die FW 190 trotz aller Bedenken der Kommission des RLM zur Frontreife schaffte.

Fw 190 A-1

Das RLM orderte bereits Ende 1940 ca. 100 Frontmuster der Fw 190. Mit der Produktion wurde im Frühjahr 1941 begonnen. 102 Maschinen wurden in der zeit von Mai 1941 bis Oktober 1941 ausgeliefert Die Baureihe war mit dem verbesserten Triebwerk BMW 801 C-1 (1560 PS) ausgerüstet. Die Startmasse betrug 3780 kg. Als Funkgerät diente ein FuG VIIa, als Kenngerät das FuG 25. Einige Flugzeuge wurden nach Rechlin überführt. Obwohl die Erprobung der Fw 190 in Rechlin noch nicht abgeschlossen war und der Motor immer noch Probleme machte, wurden Teile der II./JG26 im Juli 1941 mit den ersten Fw 190 A-1 ausgerüstet und in Le Bourget bei Paris fliegerisch und technisch eingewiesen. Es erfolgten noch diverse Veränderungen. Ab August 1941 verlegte man zurück zur II./JG 26 nach Morseele. Die Piloten erwähnten immer wieder die guten Flugeigenschaften der Fw 190 und bemängelten den zu Überhitzung neigenden Motor und die schwache Bewaffnung.

Fw 190 A-2

Als Nachfolgemuster für die Fw 190 A-1 ging ab Herbst 1941 die FW-190 A-2 in Serie. Erstmalig wurden die Flugzeuge auch bei anderen Firmen in Lizenz gebaut.

Das Triebwerk war ein BMW 801 C-2 (ca. 1600 PS). Bei Anlauf der Produktion wurden noch einige Flugzeuge mit dem BMW 801 C-1 ausgerüstet. Die Feuerkraft wurde wesentlich verstärkt. Man baute in den Flügelwurzeln die großkalibrigen 20 mm MG 151/20 anstelle der 7,92 mm MG 17 ein. Die Wartungsklappe für die Flügelwurzelbewaffnung war von nun an gewölbt. Der Lauf des MG151/20 ragte aus der Flügelwurzel heraus.

Fw 190 A-3

Im Spätsommer waren in den Bayerischen Motorenwerken die Testläufe des neuen BMW 801 D-2 (1750 PS/1287 kW) erfolgreich abgeschlossen. Daraufhin erteilte das Technische Amt des RLM für dieses Triebwerk die Serienfreigabe. Ab November 1941 wurden die Motoren in die Serienfertigung in Bremen übernommen. Kurze Zeit später folgten die anderen Produktionsstätten. Die Fw 190 A-2 wurde weiterhin mit dem BMW 801 C-2 ausgerüstet und die Flugzeuge mit dem BMW 801 D-2 erhielten die Bezeichnung Fw 190 A-3. Ab der A-2 und der A-3 sind zum ersten Mal ab Werk Kiemenspaltbleche verbaut. Die Kiemenspaltbleche waren Kühlaustritte an der Rumpfseite hinter den Abgasdüsen und verbesserten die Kühlung des Triebwerks. Die A-2 und A-3 waren bis auf das Triebwerk äußerlich grundsätzlich identisch und man konnte sie deshalb schwer voneinander unterscheiden.

Ab der A-3 wurden verschiedene neue Umrüstsätze erprobt. Die FW 190 A-3/U3 erlangte zur Frontreife und war ein Jagdflugzeug, welches mit Hilfe eines ETC 501 (ETC = elektrischer Träger für cylindrische Außenlasten) Abwurfmunition bis zu 500 kg tragen konnte. Die A-3/U4 wurde mit Bildgeräten in der linken Flügelnase und Flugzeugrumpf ausgerüstet und war die Vorserie einer geplanten Baureihe an Höhenaufklärern. Insgesamt 12 Maschinen wurden gebaut. Die geplante „E-Serie“ wurde jedoch nicht verwirklicht. Mit der A-3/U7 wurde die Focke Wulf als Höhenjäger erprobt. Drei Flugzeuge wurden im Herbst 1942 dazu aus der Serie genommen. Das Gewicht wurde reduziert und auf der Motorhaube wurden trichterförmige Ansaugstutzen montiert. Die Erprobung wurde jedoch eingestellt, da der Leistungszuwachs in großen Höhen nur unwesentlich war.

Fw 190 Aa-3 (a=ausländisch)

Im Spätsommer 1942 wurde vom RLM ein Exportauftrag in die Türkei für die Fw 190 vergeben. Die Baureihe erhielt einen eigenen Werknummernblock. Ca. 72 Flugzeugebis März 1943 gebaut. Die Zellen wurden der auslaufenden FW 190 A-3 Serie entnommen. Als Triebwerk diente ein BMW 801 C/D. Als Funkgerät wurde lediglich das FuG VIIa verbaut. Die Bewaffnung bestand aus 4 x 7,92 mm MG 17 und 2 x 20 mm MG FF/M.

Fw 190 A-4

Ab Mitte 1942 wurde mit der Fertigung der Fw 190 A-4 begonnen. Der Grund war die Umstellung des Funkgerätes FuG VIIa auf das FuG 16 Z. Dieses Funkgerät war ein deutlicher Fortschritt und arbeitete im UKW-Bereich. Durch eine Art Horn, welches aus dem hinteren Leitwerk der A-4 ragte, konnte man die A-4 von seinen Vorgängern gut unterscheiden.

Einige Umrüstbausätze der A-4 wurden zu Prototypen von anderen Baumustern. Aus der laufenden Serie wurden im Herbst 1942 Flugzeuge mit der Bezeichnung A-4/U3 zu Schlachtflugzeugen umgebaut und stellten den Beginn der „F-Serie“ dar. Die A-4/U8 war ein Jagdbomber mit vergrößerter Reichweite, welcher zusätzlich zur Abwurfmunition zwei Zusatztanks mit je 300 Litern Fassungsvermögen mitführen konnte. Die Bewaffnung bestand lediglich aus zwei MG 151/20 in den Flügelwurzeln. Die Fw 190 A-4/U-8 stellt den Beginn der „G-Serie“ dar.

Fw 190 A-5

Zwischen November 1942 und August 1943 lief die Produktion der Fw 190 A-5. Prototyp war eine Fw 190 A-3/U1. Die Startmasse betrug 4106 kg. Auf Grund der Schwerpunktverlagerung mit Außenlasten (Abwurfmunition, Zusatztanks) bei vorangegangenen Baumustern der Fw 190 wurde der BMW 801 D-2 um 152 mm nach vorne verlegt. Die Kiemenspaltbleche hinter den Abgasdüsen erhielten Kühlklappen, welche den Kühlaustritt regelten. Die Geräteraumklappe in der Rumpfseite wurde vergrößert und nach oben verschoben. Die Klappe für das Sanitätspack wurde von der linken Rumpfseite auf die rechte Rumpfseite verlegt. Die A-5 bekam an der Rumpfunterschale einen verriegelbaren Deckel.

Die Baureihe erhielt die unterschiedlichsten Umrüstsätze angefangen von der U1 bis zur U17.

Fw 190 A-6

Die Herstellung der A-6 lief im Juni 1943 an. Die Veränderungen sind teilweise zurückzuführen auf das verstärkte Auftreten der schweren amerikanischen Bomberverbände. Die Panzerung im Kühlerbereich wurde verbessert und die Struktur des Tragflügels wurde verändert. Im Außenflügel wurde die A-6 nun mit dem MG 151/20 ausgerüstet.