BMW Flymotorer

Utskillingen av BMW-divisjonen for flymotorer i 1934

Da divisjonen for flymotorer ble skilt ut fra Bayerische Motoren-Werke AG i München i 1934, hadde selskapet allerede drevet med utvikling og produksjon av flymotorer i nesten tjue år. Hvis man tar med arven fra Rapp-Motorenwerke GmbH – grunnlagt i München 28. oktober 1913 – og Gustav Otto Flugmaschinenwerke, strekker BMWs engasjement innen flymotorproduksjon seg enda lenger tilbake, helt til pionertiden for tysk luftfart. En forløper til BMW var Bayerische Flugzeug-Werke AG (BFW), grunnlagt 17. mars 1916; Gustav Otto Flugmaschinenwerke – som i sin tidlige fase hadde fokusert på flymotorer i tillegg til flyproduksjon – ble innlemmet i dette selskapet.

BMW gjennomførte overgangen fra eksklusiv produksjon av flymotorer til andre produkter – utløst av restriksjonene i Versaillestraktaten av 1919 – trinnvis. Franz Josef Popp, som da ledet den toppmoderne BMW-motorfabrikken i Moosacher Straße i München (ferdigstilt kort før krigens slutt), så etter egnede sivile produkter til fabrikken som en del av «fredsprogrammet». I denne sammenhengen utviklet Max Friz – mannen bak flymotoren BMW IIIa – en tosylindret boksermotor på 6 kW med betegnelsen M 2 B 15, beregnet for blant annet motorsykler.

Som supplement til denne ble det utviklet en egnet og nyskapende motorsykkel, R 32, utstyrt med kardangdrift og en girkasse skrudd direkte på motoren. BMW startet serieproduksjon av denne motorsykkelen i 1923 og etablerte dermed sitt første nye produksjonsgrunnlag. Dette var også perioden da Bayerische Flugzeug-Werke AG tok navnet Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft etter et eierskifte, og da BMWs fabrikkanlegg i Moosacher Straße 80 i München ble overtatt fra Südbremse AG i Berlin. Navnet, firmalogoen og patentene ble overført til det «nye» BMW (tidligere BFW), og virksomheten flyttet til fabrikklokalene – som omfattet verkstedene og kontorene til det tidligere Otto-Werke – i Neulerchenfeldstraße i bydelen Milbertshofen i München. Dermed var grunnlaget lagt for ny forretningsvirksomhet.

Mot slutten av tiåret kunne Franz Josef Popp virkeliggjøre en ambisjon han lenge hadde hatt som gründer: Med oppkjøpet av Dixi-fabrikken i Eisenach den 14. november 1928 ble BMW en bilprodusent. Selskapet drev nå to anlegg – ett i München-Milbertshofen og ett i Eisenach (Thüringen) – fordelt på tre produksjonsområder: produksjon av flymotorer i München (som hadde blitt gjenopptatt i liten skala i 1923) og motorsykkelproduksjon, samt bilproduksjon i Eisenach. De politiske endringene i Tyskland i 1933 påvirket også BMW AG. Franz Josef Popp var svært motvillig til å etterkomme kravene fra det tyske luftfartsdepartementet om å utvide produksjonskapasiteten for flymotorer eller la det tyske riket gå inn på eiersiden i BMW AG. Allerede på det tidspunktet var selskapet fast bestemt på å forbli en privat virksomhet for enhver pris. Fremfor alt var målet å oppnå større tyngde i bilsektoren på lang sikt, ettersom produksjonen av flymotorer virket for sterkt avhengig av usikre statlige kontrakter. BMW satte seg imot statlig innblanding i selskapets drift med alle tilgjengelige midler. Å skille ut flymotoravdelingen i et eget selskap bød på en løsning på dette dilemmaet.

På bakgrunn av juridiske, organisatoriske og produktrelaterte hensyn ble det besluttet å opprette et datterselskap i 1934. Denne nye enheten skulle overta produksjonen av flymotorer. Det viste seg å være en fordel at et datterselskap som BMW AG hadde opprettet 22. juni 1934 for andre formål – BMW Grundstücksgesellschaft mbH – kun trengte navnebytte og en kapitaløkning fra 50 000 RM til 7,5 millioner RM. Etter å ha endret navn til BMW Flugmotorenbau GmbH, ble selskapet registrert i foretaksregisteret den 22. desember 1934. Juridisk sett, og etter ulike navnebytter samt endringer i kapital- og eierstruktur, er dette tidligere datterselskapet av BMW AG det samme selskapet som i dag er kjent som MTU Motoren- und Turbinen-Union München GmbH.

BMW VI

Til tross for de vanskelige økonomiske forholdene mellom 1926 og 1933, genererte BMW betydelige inntekter fra flymotorer. Suksessen, som skyldtes kontinuerlig tilpasning til den tekniske utviklingen, kunne i stor grad tilskrives flymotoren BMW VI.

Den ble i økende grad montert i ulike tyske passasjerfly; i 1926 satte den fem nyttelastrekorder med piloten Werner Landmann i en Rohrbach Ro VII «Robbe»-flybåt, og i 1929 oppnådde den åtte fartsrekorder i ulike klasser med piloten Rolf Starke – hvorav sju ble satt i en Heinkel He 9a. Dornier Wal-flybåter med BMW-motorer ble brukt i ruteflyvninger som strakte seg helt til Kanariøyene. Etter typesertifiseringen i 1926 fløy den sveitsiske piloten Walter Mittelholzer en Dornier Do B «See» fra Sveits til Cape Town i Sør-Afrika, i flere etapper i løpet av 1926 og 1927. To BMW VI-motorer drev også Dornier-flybåten «Amundsen Wal» (N25, D-1422), som Wolfgang von Gronau krysset Nord-Atlanteren med i 1930. Motorene ble produsert på lisens i Tsjekkoslovakia, Japan og Sovjetunionen; lisensproduksjon av flymotorer var allerede svært viktig på den tiden.

I 1928 ble BMW VI vist frem på Paris Aero Salon og den internasjonale luftfartsutstillingen (ILA) i Berlin. *Gesellschaft für Versuchstechnik* (Selskapet for eksperimentell teknologi) brukte BMW VI i prototypen på en propelldrevet skinnevogn kjent som «Schienenzeppelin» (skinne-zeppelin); under prøvekjøringer i 1930 oppnådde det tyske jernbaneselskapet (Reichsbahn) en hastighet på 182 km/t med dette kjøretøyet. I tillegg til BMW VI-modellen ble det utviklet andre vannkjølte motorer, om enn bare i små antall. Den viktigste av disse var BMW VIIa, en 12-sylindret motor med en kontinuerlig effekt på 442 kW.

Drevet av to slike motorer, gjorde Dornier-flybåten Do J IIb «Grönland Wal» det mulig for den tyske flypioneren Wolfgang von Gronau å gjennomføre en ny transatlantisk flyvning i 1931. I 1932 fløy han jorden rundt med Dornier-flyet «Amundsen Wal» – som også var utstyrt med to BMW VIIa-motorer – og tilbakela en distanse på 44 800 km i løpet av 234 timer med faktisk flytid.

Da produksjonen av flymotorer ble gjenopptatt etter første verdenskrig, hadde BMW allerede innsett at luftkjølte stjernemotorer, ved siden av væskekjølte typer, ville ha en fremtid innen sivil luftfart. Selskapet bestemte seg derfor for også å produsere kraftige, luftkjølte flymotorer. For raskt å tette gapet som hadde oppstått i Tyskland som følge av restriksjonene på flymotorproduksjon etter første verdenskrig, sikret BMW seg den europeiske lisensen for de amerikanske Hornet A- og Wasp-motorene fra Pratt & Whitney. Etter at kontrakten ble undertegnet i East Hartford 3. januar 1928, ble de første BMW-lisensierte motorene – betegnet som BMW Hornet – levert i 1930 til Deutsche Lufthansa, som monterte dem i sine Junkers Ju 52-fly. For å holde tritt med utviklingen innen luftkjølte motorer, sikret BMW seg en lisens for Hornet B-motoren i 1933. Etter modifikasjoner og forbedringer utført av BMW – særlig når det gjaldt sylinderkjøling – gikk denne flymotoren på 387 kW inn i serieproduksjon som BMW 132. Den ble videreutviklet til ulike versjoner i årene som fulgte, og oppnådde til slutt en maksimal effekt på 735 kW i varianten BMW 132 HA. BMW 132 drev flytyper som Junkers Ju 52, Ju 86 og Ju 90, Arado Ar 95, Heinkel He 114, Dornier Do 17, Henschel Hs 123 og Hs 125, samt Blohm & Voss BV 141 og BV 200 Condor, og ble dermed en av de mest anerkjente flymotorene på 1930-tallet.

BMW 132-motorfamilien

Den luftkjølte flymotoren BMW 132 – sammen med dens ulike varianter og videreutviklinger – var BMWs viktigste sivile flymotor gjennom 1940-tallet. Den nisylindrede stjernemotoren hadde et slagvolum på 27,7 liter; den opprinnelige versjonen leverte 385 kW uten reduksjonsgir og 375 kW med gir.

Gjennom årene ble sentrale modellserier utviklet med utgangspunkt i den grunnleggende BMW 132-konstruksjonen, og disse omfattet både versjoner med forgasser og versjoner med direkte innsprøytning. Begge disse motortypene var dessuten tilgjengelige i spesialiserte konfigurasjoner, optimalisert for enten lav- eller høyhøydeoperasjoner. Økt effekt og bedre driftssikkerhet er alltid avgjørende skritt i videreutviklingen av en motormodell. Dette gjaldt i høyeste grad for BMW 132 A. Opprinnelig leverte denne motoren en take-off-effekt på 485 kW ved havnivå (535 kW ble oppgitt som uoffisiell effektverdi for høyhøyde eller kortvarig belastning).

Motorene i seriene BMW 132 P, O, R og S oppnådde en effekt på 882 kW – en økning på minst 66 %, samtidig som slagvolumet på 27,7 liter ble beholdt. Komponentene måtte tilpasses for å tåle de økte belastningene dette medførte. Da direkte innsprøytning ble innført med modellene F, J, K, M og N, kunne selskapet dra nytte av erfaringer fra andre BMW-motorer. Utover effektøkningen var alle tekniske fremskritt rettet mot å forbedre driftssikkerhet og levetid.

I Lufthansas Junkers Ju 52/3m («Tante Ju») oppnådde BMW 132 A en driftstid på 800 timer mellom større overhalinger – et svært godt resultat for sin tid. En delvis overhaling av motoren ble utført etter 200 til 300 flytimer. En såkalt versjon av BMW 132 uten «strategiske materialer», utviklet under andre verdenskrig, fikk betegnelsen BMW 134 og gjennomgikk eksperimentell testing; denne varianten benyttet færrest mulig importerte materialer.

Banebrytende flyvninger med BMW 132

Mange tyske flyprodusenter – som Arado, Blohm & Voss, Dornier, Focke-Wulf, Heinkel, Henschel og Junkers – valgte BMW 132 som motor for sine fly. I versjonen med forgasser ble motoren brukt både i sivil luftfart og av det tyske Luftwaffe, mens versjonen med direkte innsprøytning utelukkende ble benyttet i Luftwaffes fly. Motoren drev alt fra jagerfly, stupbombere, torpedofly, maritime overvåkingsfly, flerbruksfly og rekognoseringsfly til langdistansefly, langdistansepostfly, kommersielle transportfly og fly med stor kapasitet.

Spesielt bemerkelsesverdige er de banebrytende langdistanseflyvningene som ble gjennomført i 1938, deriblant den første ruteflyvningen uten mellomlanding fra Berlin til New York – fullført på 24 timer og 57 minutter den 10. august 1938 med en Focke-Wulf Fw 200 S-1 Condor utstyrt med fire BMW 132 Dc-motorer – samt flyvninger fra Berlin til henholdsvis Kairo og Tokyo.

Lufthansa startet ruteflyvning fra München til Roma og andre europeiske destinasjoner med flytypen Junkers Ju 52/3m. Dette flyet, som var utstyrt med BMW 132-motorer, ble solgt til en rekke europeiske og amerikanske flyselskaper, inkludert det tysk-russiske fellesselskapet og EURASIA i Kina. Totalt ble det produsert 4 854 Junkers Ju 52-fly mellom 1932 og 1945.

BMW 139 – Etterfølgeren til BMW 132

Effekten på 882 kW som ble oppnådd med BMW 132 i 1938 – det maksimale som var mulig med datidens mest avanserte nisylindrede motor – var ikke lenger tilstrekkelig for å møte økende militære krav. Det ble nødvendig å gå over til motorer med flere sylindere. For BMWs luftkjølte motorer førte dette til utviklingen av en 14-sylindret stjernemotor med to sylinderrekker. Motoren ble fra starten av konstruert med et drivstoffinnsprøytningssystem og fikk betegnelsen BMW 139. Denne nyvinningen videreførte mange av de vellykkede konstruksjonstrekkene og den omfattende driftserfaringen man hadde oppnådd med BMW 132. For første gang ble det inkludert en aksial kjølevifte for å forbedre luftkjølingen. Motoren ble konstruert i 1936, og prøvekjøringer i testbenk var i gang innen påsken 1937; det ble bygget og vellykket testet ni prototypemotorer. Etter at det oppsto svikt i motorhus og veivaksel under praktiske flytester av BMW 139 i flytypen Focke-Wulf Fw 190, ble imidlertid utviklingen stanset 30. september 1938, i forbindelse med planer om tettere samarbeid med Brandenburgische Motorenwerke.

Utvikling av dieselmotorer for fly

Rundt 1930 var interessen i Tyskland stor for bruk av dieselmotorer i fly. Man forventet blant annet lengre rekkevidde ved langdistanseflyvninger som følge av lavt drivstoffforbruk, samt større operasjonell høyde takket være dieselmotorens forbrenningsprinsipp (selvtenning ved kompresjon). BMW begynte også arbeidet med en slik motor i 1931. Basert på forslag fra Franz Lang valgte man den såkalte Lanova-prosessen (en firetaktsmetode), der et sentralt element er et luftlagringskammer. De første konseptprøvene ble utført med væskekjølte ensylindrede motorer utstyrt med eksternt drevet kompressor. Gode testresultater førte til byggingen av to luftkjølte og én væskekjølt stjernemotor; sistnevnte fikk betegnelsen BMW 114.

Utviklingen av bensinmotorer (med Otto-syklus) sto imidlertid ikke stille. Tekniske fremskritt innen produksjon av finere kjøleribber gjorde det snart mulig å fremstille sylindere som tålte betydelig høyere termisk belastning i luftkjølte motorer. Utviklingen av høyoktan drivstoff til forgassermotorer åpnet for høyere kompresjonsforhold og lavere drivstofforbruk. Da man hadde perfeksjonert metoder for å innkapsle og trykksette hele tenningssystemet, var pålitelig tenning i store høyder sikret. Dieselmotoren mistet sin attraktivitet og ble skrinlagt; i 1937 innstilte BMW arbeidet med dieselmotorer for fly fullstendig.

Store væskekjølte flymotorer fra BMW

Ved årsskiftet 1936/37 bestemte det tyske luftfartsministeriet (RLM) i Berlin at BMW, av kapasitetshensyn, utelukkende skulle konsentrere seg om utvikling og produksjon av luftkjølte stjernemotorer. Alt arbeid med væskekjølte flymotorer måtte stanses. På oppdrag fra RLM ble de fire store tyske produsentene av flymotorer dermed tildelt spesifikke roller: Daimler-Benz og Junkers fikk i oppgave å bygge væskekjølte motorer, mens BMW og Siemens ble tildelt ansvaret for luftkjølte motorer.

På dette tidspunktet hadde BMW i München fortsatt to væskekjølte flymotorer under utvikling – BMW 116 og BMW 117. Foreløpige designstudier for slike 12-sylindrede V-motorer, med en effekt på mellom 600 og 800 kW, hadde pågått der siden 1930. Konstruksjonene for BMW XII (med et slagvolum på 30 liter) og BMW XV (med et slagvolum på 20 liter) ble godt kjent; motorene med betegnelsene BMW 112 og BMW 115 ble senere ferdigkonstruert og bygget som prototyper.

Siemens' tradisjon innen flymotorer

Allerede i 1907 begynte Siemens & Halske å utvikle motorer med Ottosyklus – og senere flymotorer i 1912/13 – ved anlegget i Berlin kjent som «Blockwerk». Selskapet deltok i den andre «Kaiserpreis»-konkurransen for flymotorer (1913/14) med et design for en luftkjølt, nisylindret rotasjonsmotor; et unikt trekk som skilte den fra alle andre rotasjonsmotorer, var at sylinderblokken og veivakselen roterte hver sin vei. Denne motroterende konstruksjonen bød på betydelige fordeler: redusert luftmotstand og tap grunnet luftfriksjon ved høye stempelhastigheter, lavere sentrifugalkrefter, samt redusert masse og spesifikt drivstofforbruk – samtidig som propellvirkningsgraden økte. Dette konseptet ble senere videreutviklet til Siemens Sh I, en luftkjølt, nisylindret flymotor som ble tatt i bruk i et Siemens-monoplan i 1916. Luftforsvaret bestilte 450 eksemplarer av Sh I-modellen i perioden 1915–1916. Den ble i 1917/18 etterfulgt av Sh III – en 11-sylindret rotasjonsmotor med en effekt på 118 kW – hvorav omtrent 550 enheter ble produsert innen utgangen av 1918. Med denne motoren tok Siemens i bruk prinsipper for effektøkning og overkompresjon for første gang. Den ble montert i flytypene Siemens-Schuckert D-III og D-IV. I 1921 gjenopptok Siemens & Halske... ...utviklingen av flymotorer, men nå med fokus på stjernemotorer med fast sylinderblokk. Dette førte til utviklingen av de femsylindrede Sh 4-, syvsylindrede Sh- og nisylindrede Sh 6-motorene; fra 1925/26 ble disse erstattet av de forbedrede modellene Sh 10, Sh 11 og Sh 12.

Motormodellene Sh 4, Sh og Sh 6 viste sin driftssikkerhet under langdistanseflyvninger og utmerket seg i en rekke flykonkurranser. Alle tyske flyprodusenter benyttet disse motorene.

Da restriksjonene for bygging av større sivile transportfly i Tyskland ble opphevet i 1926, ble det besluttet å utvide produktsortimentet med en flymotor i 370 kW-klassen. For å ta igjen forspranget andre land hadde opparbeidet seg innen luftkjølte høyytelsesmotorer, ble det i 1926/27 besluttet å produsere den britiske Bristol-stjernemotoren – opprinnelig produsert av Gnome-Rhône – på lisens. Totalt produserte Siemens rundt 130 motorer av de ulike Jupiter-variantene.

Deretter fulgte egenutviklingen av Sh 20 i 1928/29, en ni-sylindret stjernemotor med en effekt på 440 kW. Etter 175 timers flytesting oppnådde Sh 20 typesertifisering hos det tyske forskningsinstituttet for luftfart (DVL) i 1930. Motoren ble montert i flytypene Junkers W 34 og K 47, Heinkel He 41, Focke-Wulf A 38b «Möwe» samt ulike versjoner av Dornier Wal. For å demonstrere motorens pålitelighet på lange flyvninger, ble det i 1931 gjennomført en 100-timers flyvning med en Junkers W 34f, der man besøkte byene Paris, Amsterdam, Budapest, Wien, Beograd, Athen, Sofia, Malmö og Stockholm. Selv om denne testflyvningen ble en stor suksess, kunne ikke det samme sies om selve motoren til tross for stor innsats; totalt ble det bare solgt 33 motorer.

Flymotoren Sh 14A

Med Sh 14A produserte Siemens den mest vellykkede og pålitelige luftavkjølte tyske flymotoren i den lavere effektklassen. Takket være sine fremragende egenskaper og tallrike seire i internasjonale konkurranser, vant motoren raskt innpass i 20 land verden over. Den ble produsert i stort antall; i juni 1937 markerte ferdigstillelsen av den 3000. Sh 14A-motoren en milepæl – feiringen av et jubileum som sjelden oppnås av en flymotor i fredstid.

Tidlige fremdriftssystemer for helikoptre hos Siemens og Bramo

Arbeidet med luftfartøyer med roterende vinger startet i Tyskland rundt 1930. Initiativet kom hovedsakelig fra Henrich Focke, en partner i selskapet Focke-Wulf i Bremen. Når det gjaldt fremdrift, var Siemens involvert helt fra starten med egne løsningsforslag. Selskapet leverte motoren til den første autogyroen som ble bygget i Tyskland – en lisensprodusert kopi av flyet utviklet av spanjolen Juan de la Cierva, med betegnelsen Focke-Wulf C 19 Mk IV «Don Quixote». Autogyroen var utstyrt med en liten, fast hjelpevinge på skroget, en rotor med tre blader og en Siemens Sh 14-motor montert i nesen, som drev en tobladet propell for fremdrift. Selve rotoren var ikke motordrevet. Dette markerte begynnelsen på helikopterutviklingen.

Mer krevende utfordringer – særlig innen fremdrifts- og transmisjonssystemer – fulgte raskt etter. Henrich Focke startet sitt eget utviklingsarbeid på et helikopter med to rotorer i 1932. Dette helikopteret, med betegnelsen FW 61, gjennomførte sin jomfru-flyvning i Bremen 26. juni 1936. Ett år senere, i juli 1937, slo det alle eksisterende internasjonale helikopterrekorder. Det regnes som verdens første praktiske og fullt operative helikopter. Fw 61 ble drevet av en Sh 14B (eller 314E) – en spesialvariant av Sh 14A – som leverte en effekt på 117 kW. Kraften ble overført til de to helikopterrotorene via en vinkelgirkasse. Design, konstruksjon og produksjon av alle mekaniske transmisjonskomponenter, inkludert rotorhodet, ble utført ved Siemens' fabrikk for flymotorer i Berlin-Spandau. Siemens kunne dermed æren av å ha levert verdens første pålitelige fremdriftssystem for helikoptre. Dette helikopteret satte fire rekorder for distanse og hastighet i 1937 og 1938, samt en høyderekord på 3 427 meter den 29. januar 1939. Hanna Reitsch demonstrerte flyet totalt 15 ganger i Deutschlandhalle i Berlin mellom 19. februar og 6. mars.

På det tidspunktet hadde det tyske luftfartsministeriet foreslått å sette helikopteret Focke FW 61 i serieproduksjon. For Henrich Focke var det imidlertid fortsatt først og fremst et eksperimentelt fartøy. Han ønsket å bygge et betydelig større og kraftigere helikopter basert på samme prinsipp. Med Gerd Achgelis involvert resulterte dette prosjektet i Focke-Achgelis Fa 223, verdens første vellykkede tunge løftehelikopter. Det hadde en maksimal avgangsvekt på 4 450 kg. Fa 223 gjennomførte sin første sveveflyvning 8. mars 1940. Det ble drevet av en ni-sylindret Bramo 323 D3 «Fafnir»-stjernemotor med en effekt på 734 kW. Totalt ble det bygget elleve Fa 223-helikoptre før krigen var omme; de ​​viste sitt verd i krevende operasjonelle situasjoner. På grunn av krigens gang ble det imidlertid aldri noe av serieproduksjonen.

Integrering av Bramo i BMW

Den blomstrende virksomheten innen nye flymotorer fikk Siemens & Halske til å flytte produksjonen av flymotorer til et nybygd, selvstendig anlegg i 1928: *Siemens & Halske Flugmotorenwerk* i Spandau-Haselhorst. Stjernemotoren Sh 22 ble utviklet der i 1932; etter at anlegget ble innlemmet i *Siemens-Apparate und Maschinen GmbH* (SAM) i 1933, fikk den betegnelsen SAM 322. Det ble produsert mer enn 2000 eksemplarer av denne motoren.

Det tyske luftfartsdepartementets ønske om å skille ut flymotorvirksomheten fra Siemens & Halske førte til opprettelsen av det juridisk selvstendige selskapet *Brandenburgische Motorenwerke GmbH* (Bramo) midt på året i 1936; selskapets første egenutviklede motor var Bramo 323 Fafnir. Da det ikke lenger var mulig å oppnå ytterligere ytelsesforbedringer ved å øke antall sylindere i en enkel stjernemotorkonfigurasjon, utviklet man Bramo 329 – en 14-sylindret dobbelstjernemotor – men utviklingen av denne ble raskt stanset.

Høsten 1938 innledet man også et tettere samarbeid med BMW i München. Det ble inngått en avtale om felles utvikling og gjensidig utveksling av kompetanse, noe som forvandlet konkurrenter til partnere.

Utviklingsprogrammene for store flymotorer ble gradvis samordnet og slått sammen hos BMW og Bramo. Denne prosessen resulterte i de luftkjølte motorene i BMW 800-serien, som ble skapt ved å ta i bruk teknologi fra Bramo 329, basert på den nevnte BMW 139. Fra 1. juli 1939 ble Brandenburgische Motorenwerke GmbH – med anlegget i Berlin-Spandau – fullt integrert i BMW-konsernet under navnet «BMW Flugmotorenwerke Brandenburg GmbH». Med dette trekket trakk Siemens seg helt ut av virksomheten innen fremdriftssystemer for luftfart, en virksomhet selskapet hadde startet opp i 1912.

Oppføringen av BMW-fabrikk 2 i Allach

Innen midten av 1930-årene hadde BMWs fabrikk for flymotorer i Milbertshofen blitt for liten for den raskt økende produksjonen av flymotorer. Som følge av dette kjøpte BMW i 1934–35 et skogkledd område på over 100 hektar i Allach, i utkanten av Münchens nordvestlige bydel, og oppførte en såkalt satellittfabrikk der.

Den 16. oktober 1936 ble et nytt selskap – Flugmotorenfabrik Allach GmbH – stiftet av BMW AG og BMW Flugmotorenbau GmbH. Allerede 14. august 1937 ble eierskapet til selskapet overført til Luftfahrtkontor GmbH, en enhet opprettet av RLM (det tyske luftfartsministeriet). Anlegget i Allach ble opprinnelig leid ut av Luftfahrtkontor GmbH til BMW Flugmotorenbau GmbH, og sistnevnte kjøpte det senere tilbake i 1941.

Avdelingen i Allach – senere kjent som BMW-fabrikk 2 – ble opprinnelig bygget i 1935 som et anlegg for reparasjon og levering av BMW 132-motoren. I den første utbyggingsfasen ble det oppført en U-formet administrasjonsbygning, to monteringshaller og tre prøvestander for motorer vest for Dachauer Straße. Det var her BMW 132 K/N-motorene gjennomgikk sluttkontroll og ble klargjort for utsendelse. I 1939–1940, drevet frem av planer om serieproduksjon av BMW 801-motoren, gjennomgikk fabrikken i Allach en omfattende utvidelse som gjorde den til en av verdens mest moderne fabrikker for flymotorer. Den ble utstyrt for samlebåndsproduksjon av store flymotorer, med et produksjonsmål på 1000 motorer i måneden. I tillegg til diverse støttebygg omfattet utbyggingen to store produksjonshaller i solid konstruksjon – hver med et grunnareal på omtrent 36 000 m² – en inngangsbygning, et stort administrasjonskompleks, ytterligere haller med et samlet areal på rundt 14 000 til 18 000 m², og til slutt en monteringshall med et areal på 25 000 m². To store varmekraftverk leverte strøm, varme og trykkluft. Noe senere, under krigen, ble det også bygget en stor bunker som fungerte både som tilfluktsrom og produksjonsanlegg.

BMW 800 – en ukjent bror av BMW 801

Med utgangspunkt i erfaringene fra BMW 132 og Bramo 323 startet utviklingen av BMW 800 – en ni-sylindret stjernemotor med et slagvolum på 29,8 liter og en effekt på 880 kW – i 1939, parallelt med utviklingen av motoren BMW 801. Det ble bygget noen få forsøkseksemplarer; ett av dem – utstyrt med hylseventilteknologi – ble testet i Berlin. Motorens ytelse og driftsegenskaper var imidlertid utilfredsstillende. Arbeidet med BMW 800 ble innstilt midt på året i 1942, og all innsats ble konsentrert om BMW 801.

BMW 801-motoren

Design og utvikling av BMW 801 A startet i oktober 1938. Den første eksperimentelle motoren var allerede i drift i prøvebenken innen april 1939. Selv om utviklingen ennå ikke var fullført, ble det gitt betinget godkjenning for serieproduksjon allerede i desember 1939, noe som gjorde det mulig å levere de første produksjonsmotorene til flyprodusenter innen midten av 1940. Introduksjonen av denne helt nye motoren – som besto av rundt 1800 deler – ble gjennomført på bemerkelsesverdig kort tid, til tross for tilsynelatende uoverkommelige vanskeligheter, særlig knyttet til utarbeidelse av produksjonsdokumentasjon og verktøy. Ved utgangen av 1940 var det allerede levert 200 BMW 801 A-motorer og 32 BMW 801 C-motorer. Utviklingen av den produksjonsklare BMW 801 A ble avsluttet midt i 1942. Videre utvikling av BMW 801 ble deretter komplisert og forsinket av RLM-s krav om levering av komplette motorenheter eller drivverksenheter («powerplants»). Den «nakne» motoren – inkludert alt tilleggsutstyr og tvangskjølingssystemet (bestående av vifte, luftledere og tetningsringer) – måtte utvides til en komplett motorenhet; dette inkluderte aerodynamisk motordeksel og alt tilbehør frem til motorens monteringsgrensesnitt. Konfigurasjonen som drivverksenhet («powerplant») la til motoroppheng og eksossystem til denne enheten, men inkluderte ikke propellen med justerbar stigning. De komplette motorenhetene for variantene i serie 1 og 2 fikk betegnelsene henholdsvis BMW 801 MA 1 og BMW 801 MA 2. På grunn av forsinkelser i forsyningskjeden sto ikke de første komplette motorenhetene klare før 12. mai 1942.

Den mest markante nyvinningen ved denne luftkjølte stjernemotoren med to sylinderrekker var kjøleviften plassert foran på motoren; denne viften dekket motorens totale behov for kjøleluft og sikret tilstrekkelig kjøling av sylindrene i den bakre rekken, særlig under stigning.

*Kommandogerät* (sentralstyringsenhet)

En teknisk nyvinning som var mindre visuelt iøynefallende enn kjøleviften på BMW 801-motoren, var styringsenheten BMW utviklet for denne motoren – den såkalte *Kommandogerät* (sentralstyringsenhet). Enheten var konstruert for å øke motorens driftssikkerhet, sikre effektiv utnyttelse av toppytelsen gjennom automatisk regulering, og avlaste piloten for oppgaver knyttet til motorstyring. For å oppnå dette samlet den flere – til dels innbyrdes forbundne – styringsfunksjoner, deriblant: regulering av ladetrykk i forhold til turtall; styring av blandingsforhold basert på ladelufttetthet og høyde; justering av tenningstidspunkt; girskifte for totrinns kompressor; aktivering av modus for stupflyging; valg av drivstoffblanding (mager/fet blanding for henholdsvis marsjfart og startkraft); starthjelp; samt regulering av propellvinkel.

Alle styrings- og reguleringsfunksjoner ble aktivert automatisk via én enkelt spak som ble betjent av piloten; piloten valgte ganske enkelt ønsket effektuttak, som deretter ble opprettholdt opp til motorens maksimale effektgrense.

Et første funksjonsskjema for denne kompakte styringsenheten ble utarbeidet i 1938. I 1939 presenterte Helmuth Sachse – BMWs utviklingsdirektør – konseptet for representanter fra RLM (det tyske luftfartsministeriet) og flyindustrien i et foredrag som høstet stor anerkjennelse, holdt ved UFA-Palast i Berlin. *Kommandogerät*-enheten ble masseprodusert av BMW ved fabrikkene i München og Kempten, og den viste seg å være svært effektiv i praktisk flydrift.

BMW 801-motorfamilien

De bokstavbaserte underbetegnelsene for de ulike BMW 801-modellene omfattet nesten hele alfabetet. Av de 22 kjente modellene ble elleve serieprodusert i varierende tidsrom frem til slutten av andre verdenskrig, mens fire versjoner ble bygget som prototyper. Syv versjoner kom aldri lenger enn til prosjektstadiet. Da serieproduksjonen opphørte ved krigens slutt i april 1945, var det produsert omtrent 21 000 motorer i denne familien.

Prisen på en komplett BMW 801-motor ble gradvis redusert i løpet av produksjonsperioden. I 1940 kostet en BMW 801 A 80 700 RM, mens prisen i 1942 var nede i 45 000 RM – fordelt på 35 600 RM for selve motoren, 3 000 RM for styringsenheten og 6 400 RM for den medfølgende motorkledningen. Ved utgangen av 1942 var det totale produksjonstidsforbruket omtrent 16 000 timer per motor.

BMW 801 ble, i sine ulike versjoner, benyttet i flytypene Arado Ar 232 A og Ar 240 A, Blohm & Voss BV 144, Dornier Do 217, Focke-Wulf Fw 190, Junkers Ju 188, Ju 388 og Ju 488, samt Junkers Ju 290 og Ju 390. Motoren ble primært brukt i Focke-Wulf Fw 190.

Den første motoren som var utstyrt med alle de nye systemene – som for eksempel kompressor og styringsenhet – var BMW 801 A, med et slagvolum på 41,8 liter. Den leverte 76 kW med et kompresjonsforhold på 6,5 og bruk av 87-oktans flybensin.

For tomotors kampfly var den rådende oppfatningen på den tiden at det ville være gunstig for flystabiliteten om den ene propellen roterte med klokken og den andre mot klokken. Følgelig ble det introdusert en variant med et reduksjonsgir som tillot motroterende propeller. Flytester viste imidlertid at kravet om propeller med motsatt rotasjonsretning kunne droppes til fordel for en standardisert motormodell. Den opprinnelige jagerflymotoren – BMW 801 C – var allerede utstyrt med et hydraulisk propellstyringssystem, en spak for dykkbremsing og en manuell elektrisk kontroll for å stille propellbladene i «fjærstilling» (feathering). For bruk i jagerfly ble den utstyrt med modifiserte luftledere ved sylindertoppene og et tvangskjølingssystem for den faste bestykningen. Den ble montert i Focke-Wulf Fw 190 A.

Mens grunnmodellene BMW 801 A og BMW 801 C fortsatt var under utvikling rundt 1940–41, innså man at de trengte videreutvikling for å bedre ytelsen i store høyder og redusere støynivået. Bedre høydeytelse krever større luftgjennomstrømning og høyere ladetrykk i høyden; derfor startet arbeidet med varianter utstyrt med ett-trinns kompressorer med tre gir. Målet var opprinnelig å fullføre denne utviklingen innen 31. juli 1942. I 1941 ble det imidlertid klart at utviklingen av disse variantene med ett-trinns kompressorer med tre gir måtte stanses på grunn av andre presserende utviklingsprioriteringer. Videreutviklingen av BMW 801-serien startet i juni 1942. Målene var å øke driftssikkerheten, redusere produksjonsinnsatsen, endre produksjonsprosessene, unngå flaskehalser, bytte materialer fra aluminium til stål, tilpasse motoren for full drift i både arktiske og tropiske strøk, samt forenkle vedlikeholdet.

Fra 1944 og utover ble motoren BMW 801 L videreutviklet til kraftpakken BMW 801 TL – det vil si at den ble supplert med en monteringsramme og et eksossystem. Eksosanlegget var utstyrt med innovative flammehemmere (mer presist betegnet som flammedempere). Disse består av stjerneformede trakter montert på enden av eksosrørene; de ​​splitter eksosflammen og blander den med kald luft helt inn til kjernen. Formålet er å gjøre eksosgassene vanskelige å oppdage ved hjelp av infrarød observasjon.

Betegnelsen BMW 801 H ble tatt i bruk for en motor som var basert på BMW 801 L, men utstyrt med et reduksjonsgir for moturs roterende propell. Selv om den opprinnelig var tiltenkt kraftpakken BMW 801 MH, ble ikke denne motoren satt i drift før i 1944, som en del av kraftpakken BMW 801 TH. Et spesielt drivstoffinnsprøytningssystem (vann-metanol) ble inkludert for å gi en kortvarig effektøkning; også dette systemet ble styrt via hovedkontrollenheten. Kraftpakken BMW 801 TH var ferdig utviklet og forberedelser til masseproduksjon var i gang, men serieproduksjon ble aldri faktisk gjennomført. Kraftpakken var tiltenkt jagerflyet Focke-Wulf Fw 190.

Varianter av BMW 801-motoren for store høyder

De første vurderingene rundt utviklingen av motorer for store høyder hos BMW går tilbake til 1937. Man innså at det ville være behov for hjelpekompressorer for flyhøyder på opptil 12 000 meter; følgelig ble den første turboladeren utviklet i München i årene 1939–1940. Utstyrt med denne turboladeren ble grunnmotoren BMW 801 D videreutviklet til kraftpakken BMW 801 TJ.

Innen 1943 hadde motoren blitt videreutviklet – og testet både i prøvebenker og under flyvninger med en Junkers Ju 88 D – til et stadium der den kunne ha blitt satt i serieproduksjon; den var imidlertid opprinnelig kun ment som en testplattform for høyfjellsmotorer, og man valgte derfor ikke å gå videre med denne spesifikke konfigurasjonen.

På det tidspunktet mente RLM (det tyske luftfartsministeriet) fortsatt at luftkamper ville foregå i høyder på opptil omtrent 6 000 meter. Ut fra denne oppfatningen mente de at det var god tid til å utvikle motorer for store høyder. Sent i 1944 oppstod det imidlertid et plutselig behov for en slik motor, noe som tidlig i 1945 tvang frem en gjenopptakelse av det tidligere designstudiet BMW 801 J. En liten førserie av motoren ble bygget som BMW 801 TJ-0 – med manuell styring av turboladeren – og planen var å gå over til serieproduksjon med BMW 801 TJ-1, som skulle ha automatisk styring av turboladeren via motorens styringsenhet. Det ble imidlertid aldri noe av serieproduksjonen.

Fra BMW 802 til BMW 805

Med utgangspunkt i BMW 801 ble det frem til april 1945 også arbeidet med utviklingen av helt nye og betydelig kraftigere flymotorer.

Allerede i 1939 ble BMW 802 konstruert – en luftkjølt, 18-sylindret dobbeltstjernemotor med en effekt på omtrent 1 850 kW. Det ble kun bygget noen få forsøksmotorer før prosjektet ble tatt ut av utviklingsprogrammet midt på året i 1942. Utstyrt med en ett-trinns kompressor med tre gir, oppnådde motorene en effekt på 1 803 kW ved 2 600 o/min. Ved en kontinuerlig effekt på 1 156 kW og et turtall på 2 250 o/min var drivstofforbruket 326 g/kWh. Denne effekten kunne opprettholdes opp til en høyde på 5 450 meter.

For å sikre tilgang til en motor i effektklassen 2 900 til 3 700 kW når behovet oppsto, ble det utført designstudier allerede i 1939, noe som førte til innledende utviklingsarbeid samme sommer. For BMW 803 A – en konstruksjon med «dobbel motor» bestående av to 14-sylindrede stjernemotorer – valgte man væskekjøling på grunn av plasseringen av de fire sylinderrekkene etter hverandre (i tandem). Lufttilførselen til sylindrene ble opprinnelig besørget av en totrinns kompressor med fire gir, og senere av en ett-trinns enhet med tre gir. De to motordelene kunne kobles fra hverandre uavhengig av hverandre. Kraften ble overført til to motroterende propeller med tre blader. Motoren leverte 2 940 kW ved 2 800 o/min og 3 015 kW ved 2 950 o/min; ved 3 000 o/min og med vann-metanol-innsprøytning leverte den 3 310 kW. På grunn av viktigere prioriteringer ble utviklingen av BMW 803 A nedprioritert. Likevel hadde utviklingen kommet langt nok innen midten av 1944 til at en før-serie kunne bestilles. Serieproduksjonen var planlagt å starte i mai 1945.

I september 1941 ble flymotoren BMW 804 utformet som en 14-sylindret stjernemotor med to sylinderrekker. Den hadde en sylinderdiameter og slaglengde på 160 mm, noe som tilsvarte et slagvolum på omtrent 45,5 liter. I den innledende utviklingsfasen var målet å oppnå en effekt på 1 470 kW. Man forventet en fullgasshøyde på 7 000 til 8 000 meter med en ett-trinns kompressor med tre gir, mens man forventet 12 000 meter med en totrinns kompressor med fire gir. Når det gjaldt resten av motor- og drivverkskonstruksjonen, skulle alle strukturelle trekk fra motoren BMW 802 videreføres. Også dette prosjektet måtte skrinlegges i 1942.

Motorene BMW 801 D og S leverte utilstrekkelig effekt i høyder over 8 000 meter. Derfor ble denne høyde-motoren videreutviklet for å yte 1 765 kW i en høyde på 12 000 meter ved full gass. Motoren fikk betegnelsen BMW 80S, og konstruksjonen var basert på BMW 801.

Da krigen tok slutt i 1945, innstilte BMW utviklingen og produksjonen av store stempelmotorer for fly. Fabrikken i Allach ble okkupert av den amerikanske hæren 29. april 1945.