VL Myrskyn moottorikysymys

Bristol-moottori

Bristol oli eräänlainen hovitoimittaja Suomen Ilmavoimille, olihan Bristol Jupiter valittu sen sotamoottoriksi vuoden 1926 tienoilla. Yhteistyötä tuossa vaiheessa himmensi se, että Bristolin ja ranskalaisen Gnome & Rhone:n välisen lisenssisopimuksen perusteella Jupiterit oli tilattava ranskasta. Ranskalaisvalmisteiset Jupiterit osoittautuivat epäluotettaviksi, mikä löi pitkäaikaisen leiman Ilmavoimien suhtautumiseen Gnome & Rhonen tuotteisiin.

Valtioneuvosto sopi jo vuonna 1933 Bristol Mercury ja Pegasus -moottoreiden valmistamisesta Tampellan kanssa. Asia liittyi maiden välisen kaupan tasapainottamiseen ja toisaalta hankintojen suuntaamiseen kotimaahan. Mercury-lisenssin. Kotimaisen valmistuksen toimeenpano jäi aluksi kesken. Kuitenkin vuosina 1934-1935 hankittuihin Bristol Bulldog IV -hävittäjiin tuli Gnome & Rhonen vastuksesta huolimatta Bristolin valmistamat Mercury VI.S -moottorit. Bristol-moottoriasiaa pyöriteltiin Puolustusneuvostossa vielä vuonna 1935, koska pelättiin kehityksen lentokonemoottoripuolella olevan niin kovan, että Mercury ja Pegasus jäisivät riittämättömiksi ajan kuluessa. Näinhän sitten kävikin.  

Kun Valtion lentokonetehdasta pyydettiin keväällä 1939 laatimaan ehdotus yksipaikkaisesta hävittäjästä, kone vaadittiin suunniteltavaksi Bristol Taurus -luistiventtiilimoottorille. Moottorin oletettiin kehittyvän koneen rakennusaikana niin, että ohjeeksi annettiin moottoritehon extrapolointi 1 060 hevosvoimasta 1 170 hevosvoimaan. Tämän pohjalta laskettiin viisi vaihtoehtoa, joista ns. A-vaihtoehto valittiin jatkosuunnittelun pohjaksi.

Bristol Taurus -moottori apulaitteineen tilattiin 15.7.1939. Tilausvahvistuksen Bristol lähetti elokuun alussa ja muistutti, että kylmän sään ryypytinlaitetta ei moottorissa ollut ollenkaan ja että hydraulipumpun asennusta moottoriin ei oltu vielä hyväksytty.

Toisen maailmansodan puhkeampinen jäädytti kuitenkin moottorin hankinnan, kun Iso-Britannia ei myöntänyt sotatarvikkeille vientilupaa. Ilmoitus tästä tuli Valtion Lentokonetehtaalle niinkin myöhään kuin 8.11.1939. Puolustusministeriö oli jo 5.9.1939 kehottanut Valtion Lentokonetehdasta löytämään Bristol Taurukselle korvaajan yhdysvaltalaisen Pratt & Whitneyn tuoteluettelosta.

Bristol Taurusta ei koskaan saatu luotettavaksi eikä se koskaan kehittänyt 1 060 hevosvoimaa enempää. Moottoria käytettiin vain kahdessa lentokoneessa, Fairey Albacoressa ja Bristol Beaufortissa. Australialaisvalmisteisissa Beauforteissa Taurukset korvattiin Twin Waspeilla.

Pratt & Whitney R-1830 S3C3-G Twin Wasp

Valtion Lentokonetehdas valitsi Tauruksen korvaajaksi yhdysvaltalaisen Pratt & Whitney R-1830 S3C3-G Twin Waspin. Moottori tuotti 1 115 hevosvoiman lentoonlähtötehon. Moottori tilattiin syyskuun lopulla 1939.

Pratt & Whitney R-2800 Double Wasp

Kun Talvisodan aiheuttaman keskeytyksen jälkeen VL Myrskyn suunnittelua jatkettiin huhtikuussa 1940, koneen spesifikaatiota muutettiin. Nopeutta haluttiin lisää ja sen seurauksena tehon tarve kasvoi. Moottoriksi kaavailtiin Pratt & Whitney R-2800 Double Waspia, joka oli kuitenkin painavempi ja läpimitaltaan suurempi, jolloin lisätehosta huolimatta nopeus ei laskelmissa kasvanut odotetusti. Lisäksi Double Wasp tarvitsi 100-oktaanista lentobensiiniä, minkä saatavuus arvelutti.

Pratt & Whitneyltä saatiin kaikkiaan neljän Double Wasp -version tekniset erittelyt ja tehokäyrät toukokuussa 1940 ja asennuspiirustukset heinäkuussa 1940 mutta moottoriasia kaatui lopulta 2.7.1940 voimaan tulleeseen Yhdysvaltojen aseidenvientikieltoon. Sen myötä tyrehtyi sekä Double Wasp että enemmät Twin Wasp -hankinnat. Vain prototyypin moottori ehdittiin saamaan.

Moottoriongelma syveni 1941

VL Myrskyn sarjavalmistus oli 2.7.1940 alkaen täysin pimennossa sarjakoneiden moottorien puuttumisen vuoksi. Hankittua Twin Waspia pidettiin alitehoisena mutta paremman moottorin puutteessa VL Myrskyn prototyyppi suunniteltiin sille. Suuremman huippunopeuden saavuttamiseksi siipeä pienennettiin 16,7 neliömetriin.

Moottoreita yritettiin hankkia lähinnä Saksasta ja Italiasta. Aluksi yritettiin - helmi-huhtikuussa 1940 - saada aikaan yhteistyötä Ruotsin kanssa saksalaisten moottoreiden valmistuslisenssien hankkimiseksi. Ilmeisesti ruotsalaiset onnistuivatkin saamaan Mercedes-Benz DB605 -moottorin valmistuslisenssin jo vuonna 1941. Silti sodan aikana ei Ruotsissa valmistunut yhtään DB605-moottoria.

Kesällä 1941 tutkittiin italialaisten Piaggio-, Alfa- ja Fiat-moottorien hankintamahdollisuuksia. Fiat G.50:n kokemusten perusteella italialaismoottoreja pidettiin sekä raskaina että epäluotettavina. Kun suomalaiset neuvottelivat vuonna 1940 italialaisten Reggiane Re.2000 ja Macchi C.200 -hävittäjien hankinnasta, selvisi, ettei Italia hyväksy clearing-kauppaa vaan haluaa maksuna kultaa tai erikoismetalleja. Tilanne olisi todennäköisesti ollut sama italialaismoottoreiden kohdalla.

BMW 801 jäi saamatta

Jatkosodan syttyminen loi toiveita saada saksalaismoottoreita Suomeen. Tampellan Jorma Serlachius ja Valtion lentokonetehtaan Arvo Ylinen vierailivat syyskuussa 1941 Bramon tehtailla ja tutustuivat BMW 801 -moottorin tuotantoon. Samalla he neuvottelivat Saksan Ilmailuministeriön (RLM) kanssa BMW 801:n valmistuslisenssistä. RLM pyysi suomalaisia ottamaan asian uudelleen vuoden 1942 alussa. BMW 801:n saamista pidettiin Suomessa niin varmana, että VL Myrskyn suoritusarvoja laskettiin jo sillä moottorilla. Valmistuslisenssiä ei saatu. Lokakuussa 1942 pyrki neuvottelemaan kolmen BMW 801 -moottorin hankinnan kokeilutarkoituksiin - ilman menestystä?

Miksi BMW 801 -moottoria ei saatu? Moottori oli varsin tuore konstruktio, sen prototyyppi käynnistettiin ensimmäisen kerran niinkin myöhään kuin huhtikuussa 1939. Moottori kärsi alusta asti ylikuumenemisongelmista mutta otettiin käyttöön joulukuussa 1939 korvaamaan riittämättömäksi osoittautunut BMW 139 Focke-Wulf Fw 190:n prototyypin keulalla. Uusi moottori ei ollut ongelmaton, sillä jokaisella prototyypin lennolla pakokaasu tulvi ohjaamoon ja usin ohjaamo sietämättömän kuumaksi.

BMW 801 ylikuumenemisongelmaan saatiin ainakin osittainen ratkaisu moottorin eteen kehitetystä puhaltimesta, joka asennettiin versioon C-2. Puhaltimen potkuri pyöri samalla akselilla kuin potkuri mutta sitä 3,18 kertaa nopeammin. Puhallin tuli vakiovarusteeksi versioon D, joka tuli Focke-Wulf Fw 190 A-3:n moottoriksi. Ensimmäisenä A-3:a sai II/JG 26 maaliskuussa 1942. Parannetusta moottorin jäähdytyksestä huolimatta moottoripalot olivat tavallisia JG 26:ssa käytetyille Fw 190 A-3 -koneille vuonna 1942 (Caldwell 2013 s. 136). Erään toisen lähteen (Bingham 1998 s. 67) mukaan ylikuumenemisongelmat vaivasivat moottoria vuoden 1942 puoleen väliin saakka. Focke-Wulf 190A-5:ssä moottoripukkia pidennettiin 15 cm, mikä paransi jäähdytystä ja alensi ohjaamon edelleen korkeaa lämpötilaa. A-5:n tuotanto alkoi marraskuussa 1942.

Saattoi olla siis niin, ettei RLM halunnut myydä ylikuumenemisesta kärsivää moottoria Suomeen vuodenvaihteessa 1941-1942. Kun moottori saatiin sitten kuntoon vuoden 1942 aikana, moottoreille oli kova kysyntä. Toinen asia, jolla on saattanut olla merkitystä, on polttoaine. BMW 801 D tarvitsi 100-oktaanista C3-polttoainetta, jonka osuus Saksan lentopolttoaineen tuotannosta oli vuonna 1941 vain 10 % ja vuonna 1943 vain 25 %. Kun Suomi oli Jatkosodan aikana kokonaan Saksan polttoainetoimitusten varassa, saattoi Saksa pyrkiä rajoittamaan 100-oktaanisen lentobensiinin toimituksia Suomeen rajoittamalla 100-oktaanista bensiiniä käyttävien lentokoneiden ja lentokonemoottorien toimituksia.

Mercedes-Benz DB 605

Toukokuussa 1942 Ilmavoimien komentaja Lundqvist pyysi marsalkka Mannerheimia kirjoittamaan valtakunnanmarsalkka Göringille ja pyytämään DB 605:n lisenssiä Suomeen. Vaikka itse lisenssiä ei saatu, jonkinlainen lupaus moottorien saamisesta ilmeisesti kuitenkin saatiin, sillä toukokuussa 1942 keskusteltiin DB 605 -moottorin asentamisesta Myrskyyn ja uudesta projektista, joka sai nimen VL Pyörremyrsky.

Tuossa vaiheessahan VL Myrskyn prototyyppi oli jo lentänyt, eikä tähtimoottorille suunniteltuun koneeseen voi helpolla asentaa rivimoottoria varsinkaan, jos tätä ei suunnittelussa ole mitenkään otettu huomioon. Tähtimoottorille suunnitellun koneen rungon poikkileikkauksen mitat on suunniteltu tähtimoottorin suurelle poikkipinta-alalle ja jos ohjaamon etupuolella olevaa rungon osaa ei ole mahdollista suunnitella kokonaan uudelleen, rivimoottorin asennus vie painopistettä eteenpäin ja pidentynyt keula tuottaa aerodynaamisia ongelmia.

Tästä syystä "DB 605:lla varustetusta Myrskystä" tuli kokonaan uusi projekti, VL Pyörremyrsky. Kaksi DB 605 B-moottoria tilattiin jo vuonna 1942 ja huhtikuussa 1943 ne vaihdettiin A-versioon. Ilmavoimat tilasi koneen suunnittelutyön ja kaksi prototyyppiä 26.11.1942.

Moottoriongelman ratkaisuksi Twin Waspeja Saksan sotasaalisvarastosta

12.1.1942 Valtion Lentokonetehdas sai tiedon, että Saksa myy Ilmavoimille pienen erän Pratt & Whitney R-1830 SC3-G Twin Wasp -moottoreita. Helmikuussa ostettavissa oleva määrä kohosi 51:een ja lopulta moottoreita ostettiin Suomeen 127 kpl. Keväällä 1942 maahan tuli 25 moottoria ja 25.6.1942 s/s Regulus toi 76 moottoria.

Moottorit olivat peräisin Ranskan Curtiss Hawk -koneista ja niiden varamoottoreista. Ranskaan ehdittiin toimittaa 395 Curtiss Hawkia, joista 335 oli varustettu Twin Wasp -moottorilla. Ilmeisesti toimitukseen kuului suuri määrä varamoottoreita, koska kolmen alkuperäisen tilauksen 600 Hawkia varten tilattiin J 22 -hävittäjän entisöintisivuston perusteella 1 295 moottoria, joista 1 145 oli versiota SC3-G. Ruotsikin osti 115 moottoria J 22- -hävittäjäänsä.

Moottorit eivät olleet toki suoraan käyttökuntoisia, vaan ne kuljetettiin kunnostettaviksi Aero Oy:n Oriveden korjaamolle. Kunnostuksesta valmistuneita moottoreita asennettiin sitten jäljellä olevaan Curtiss Hawk -konekantaan 29.6.1943 Ilmavoimien komentajan antamalla määräyksellä.

Muut sotasaalismoottorit

Syksyllä 1942 lentokonetilanne alkoi olla jo niin paha, että mietittiin mahdollisuutta muuttaa VL Myrsky venäläiselle M-63 -moottorille, jota uskottiin olevan paremmin saatavissa kuin Twin Waspeja. Samaan aikaan vaakakupissa oli tieto Brewster 239:n hyvästä sotamenestyksestä ja VL Myrskyn prototyypin ongelmista. 26.9.1942 Ilmavoimien komentaja päätyi ratkaisuun, jonka mukaan ryhdytään valmistamaan Brewstereitä M-63 -moottorilla, jos moottoria vain saadaan hankituksi Saksasta.

Shvetsov M-63 on edelleenkehitelmä Wright R-1820 Cyclone -moottorista, jota Neuvostoliitto rakensi lisenssillä mallimerkinnällä M-25. Moottorin piti saavuttaa 1 100 hevosoiman lentoonlähtöteho, jolloin se näyttäisi vastaavan suurin piirtein amerikkalaisten GR-1820-G105A -moottoria, jossa on sama lentoonlähtöteho. Moottorissa on kaksinopeuksinen ahdin. M-63 -moottoria rakennettiin 3 087 kpl ja sitä käytettiin lähinnä Polikarpov I-16 -hävittäjässä sarjasta 24 alkaen.

Kevätkesällä 1942 Saksa vapautti 15 M-63 -moottoria Suomea varten. Moottoreilla oli tarkoitus paikata Brewster 239 -koneiden huonoa moottoritilannetta. Ensimmäiset M-63-asennukset koneeseen tehtiin jo kesällä 1942. Vuoden 1943 puolella luovutettiin viisi M-63-moottorilla varustettua Brewsteriä LeLv24:lle rintamakäyttöön. Tulokset osoittautuivat huonoksi: moottori koettiin hankalaksi käynnistää, epäluotettavaksi ja tehottomammaksi kuin amerikkalainen moottori, vaikka koekäyttöpenkissä 1 100 hevosvoiman M-63-moottorit antoivat saman lentoonlähtötehon kuin 1 000 hevosvoiman GR-1820-G5 -moottorit.

VL Humun rakentamispäätöksen seurauksena Ilmavoimat tilasivat 2.10.1942 yhteensä 200 M-63-moottoria sekä apulaitteita. Moottorit menivät lentokonetehtaan moottorikorjaamolle Kokkolaan kunnostettaviksi. Korjaamo kunnosti 14 M-63-moottoria vuonna 1943 ja 44 vuonna 1944.

M-63-moottorin tehottomuuden ihmettely jatkui ns. Puusiipi-Brewsterin (BW-392) yhteydessä. 1 100 hevosvoiman M-63-moottorilla kone saavutti pinnassa 376 km/h ja 4 250 metrin korkeudessa 426 km/h nopeuden. Kumpikin arvo oli noin 50 km/h huonompi kuin normaalilla Brewsterillä. Osa saavutusarvojen huonontumisesta johtui koneesta sinänsä, sillä 1 000 hevosvoiman GR-1820-G5-moottorilla kone saavutti 4 680 metrin korkeudessa 444 km/h. Brewster 239 saavutti samassa korkeudessa 480 km/h nopeuden. Laskettiin, että moottori tuotti noin 915 hevosvoimaa.

M-63 -moottoria soviteltiin sitten paperilla Myrskyynkin, konseptista käytettiin merkintää MY-III. 

M-63-moottorit olivat sotasaalista, eikä sotasaalismoottoreissa pääsääntöisesti ole ohjekirjoja mukana. Kun ohjekirjat lopulta vuonna 1943 saatiin Saksasta, selvisi, ettei M-63-moottoreita oltu osattu säätää eikä käynnistää ilman ohjeita oikein. Valmet Vihurin moottoria valittaessa vuonna 1948 Ilmavoimien varastoissa oli vielä 124 kpl M-63-moottoreita.

Saksan sotasaalisvarastoista hankittiin myös Klimov M-105 -moottoreita. Klimov M-103 ja M-105 olivat ranskalaisen Hispano-Suiza 12Ybrs -moottorin, jota valmistettii Neuvostoliitossa nimellä Klimov M-100, kehitelmiä. Itse asiassa jo välirauhan aikana (7.8.1940) Ilmavoimat ehdotti M-103-moottorin asennusmahdollisuuksien tutkimista Morane-Saulnier M.S.406-koneisiin varamoottori- ja varaosapulan takia. Eversti Richard Lorenz palasi asiaan syyskuussa 1942, jolloin Morane-Saulnier-hävittäjien osalta oli tultu tien päähän koneen suorituskyvyn, heikon aseistuksen, huoltovaikeuksien ja varaosapulan vuoksi.

M-105-moottorin asennussuunnittelu aloitettiin lokakuussa 1942. Monenlaiset ongelmat ja kokeilut hidastivat "prototyypin" rakentamista ja koelentämistä. Vasta 23.11.1943 tilattiin Saksan sotasaalisvarastoista 85 M-105-moottoria. Moottoreita saatiin eri kuntoisuusluokissa 95 kpl helmikuussa 1944. Näiden lisäksi oli käytettävissä omiakin sotasaalismoottoreita, sillä Kokkolan moottorikorjaamo kunnosti 25 M-105-moottoria jo 1943 ja 1944 peräti 89 kpl.

M-105-moottorit käytettiin vain Morane-Saulnier M.S.406 ja 410 -kaluston (41 konetta) sekä muutaman LaGG-3 -hävittäjän ja Pe-2-pommikoneen hyväksi. Morane-hävittäjiin moottorit sopivat suhteellisen pienellä sovittamisella, olihan niiden Hispano-Suiza 12Y-31 -moottorit "vahvasti sukua" Klimov M-105:lle. 240 hevosvoiman lisäys ja Mauser-tykki tekivät kasvaneesta painosta huolimatta "Mörkö-Moranesta" käyttökelpoisen koneen. Mörkö-Morane saavutti ahtimen määräkorkeudessa 490-510 km/h huippunopeuden ja samalla moottorilla varustettu LaGG-3 noin 530 km/h. M-105 käytti 95 oktaanista lentobensiiniä, jota saatiin sekoittamalla 87-oktaanista ja 100-oktaanista suhteessa 1:1.

Vaikuttaa siltä, että Klimov M-105 -moottoria ei koskaan mietitty mihinkään kotimaisen lentokoneteollisuuden konstruktioon, ei edes Vihuriin. Moottoria saatiin Suomeen suurina määrinä vasta keväällä 1944, jolloin VL Myrsky oli jo niin pitkällä, että M-105-asennuksen vaatimat suuret rakennemuutokset eivät olisi olleet mahdollisia.

Tähtimoottorien vertailua

M-63-moottorista on saatavissa niukasti tietoa. Moottori oli kuitenkin kehitelmä M-62-moottorista ilman sylinterimittojen muutosta, joten M-62:n mittatietoja on käytetty M-63 puuttuvien tietojen sijaan.

 

Bristol

BMW

Pratt & Whitney

R-1830

Twin Wasp

Wright R-1820

Cyclone

Shvetsov

Mercury VIII Mercury XV Taurus III 801 D SC3-G S3C3-G G5A G205A M-62 M-63
Suurin teho pinnassa 725 hv 905 hv 935 hv 1 700 hv 1 065 hv 1 115 hv 1 000 hv  1 200 hv 1 000 hv 1 100 hv
Suurin teho korkealla

840 hv

(4 267 m)

995 hv

(2 819 m)

1 060 hv

(4 420 m)

1 440 hv

(5 700 m)

910 hv

(3 660 m)

960 hv

(2 450 m)

800 hv

(4 900 m)

1 000 hv

(4 330 m)

850 hv

(4 200 m)

1 000 hv ( 1 800m)

900 hv

(4 500 m)

Läpimitta 1 308 mm 1 175 mm 1 290 mm 1 222 mm 1 218 mm 1 378 mm 1 378 mm
Otsapinta-ala 1,34 m2 1,08 m2 1,31 m2 1,17 m2 1,49 m2 1,49 m2
Paino 484 kg 484 kg 606 kg 1 012 kg 668 kg 687 kg 506 kg 599 kg 515 kg
Oktaanivaatimus 87 100 87 95 91 100 91 95 90-92 94

Lähteet:

  • Bingham, Victor: Major Piston Aero Engines of World War II, 1998
  • Gunston, Bill: Delelopment of Piston Aero Engines, 1999
  • Flugzeuge, Flugzeugausrüstung und Waffen der sowjetischen Luftwaffe; Stand: Mai 1942; I. Triebwerke
  • Jane's Fighting Aircraft of World War II, 1946/1947
  • Lumsden, Alec: British Piston Aero-Engines and Their Aircraft, 1994
  • Raunio, Jukka: Lentäjän näkökulma, 1991
  • Raunio, Jukka: Lentäjän näkökulma II, 1993
  • Raunio, Jukka: VL Myrsky. Suomalaisen hävittäjäkoneen tarina. Suomen Ilmailuhistoriallinen Lehti, erikoisnumero 1, 2002
  • Raunio, Jukka: Valtion Lentokonetehtaan Historia. Osa 2: Tampereella ja sodissa 1933-1944, 2007
  • Raunio, Jukka: Valtion Lentokonetehtaan Historia. Osa 3: Vihureita ja vetureita 1945-1965, 2011
  • Valtonen, Hannu: Messerschmitt Bf 109 ja Saksan sotatalous, 1999.