BMW 801

Au début des années 1930, BMW acquit, auprès de Pratt & Whitney, une licence de production du moteur Hornet. Fabriqué sous le nom de BMW 114 (de), il donna naissance à une version améliorée le BMW 132. En 1935, le RLM fit établir deux projets de nouveaux moteurs en étoile beaucoup plus puissants, un par Bramo (de), le Bramo 329 et l'autre par BMW, le BMW 139 (en). Cependant, peu de temps après le début des études, BMW acheta Bramo et les deux équipes se mirent au travail sur le BMW 139.

Ce dernier se présentait comme une version à double étoile du BMW 132 développant 1 400 ch; il était à l'origine destiné à l'utilisation classique en Allemagne, sur les bombardiers et les avions de transport. Mais Kurt Tank décida au cours de l'année 1937 de l'utiliser aussi pour son futur chasseur, le Focke-Wulf Fw 190. Il espérait, grâce à un travail poussé sur le capotage et le refroidissement du moteur, limiter l'inconvénient traditionnel des moteurs en étoile par rapport aux moteurs en ligne, à savoir leur plus fort maître-couple. Pour ce faire, il plaça un ventilateur entraîné par le moteur, derrière une gigantesque casserole d'hélice, permettant ainsi de forcer le flux d'air à passer à travers le moteur pour le refroidir, une partie étant détournée par des prises d'air en forme de S pour alimenter le radiateur d'huile.

Les travaux réalisés sur les deux premiers prototypes du FW 190 montrèrent assez rapidement que le moteur BMW 139 serait peu adapté à ce genre d'utilisation et BMW proposa alors d'étudier en urgence un nouveau moteur dont le développement commença en octobre 1938. En avril 1939, le premier BMW 801A était démarré, seulement six mois après le début des études, il fut accompagné par le modèle B, qui s'en différenciait par un sens de rotation inversé, tournant lui vers la gauche, cela devait permettre pour les utilisations sur des bimoteurs de supprimer tout effet de couple, toujours préjudiciable pour la facilité de pilotage. Une version L, tropicalisée était aussi prévue.

Cependant toutes ces variantes posaient beaucoup de problèmes de refroidissement. Pour y remédier, d'importants efforts furent entrepris qui donnèrent naissance à la version C. Celle-ci introduisait un nouveau système hydraulique de commande du pas et diverses améliorations dont des ouïes sur l'arrière du capot moteur pour aider au refroidissement. La version C1, de 1 560 ch, équipa alors les FW 190A1 puis le C2, légèrement plus puissant avec 1 600 ch, les FW 190A2. Ils cédèrent la place bientôt à la série D qui utilisait, elle, du carburant C3 avec un indice d'octane de 100 en lieu et place du B4 dont l'indice d'octane était de 87. Ce changement de carburant permit d'augmenter le taux de compression, augmentant la puissance de décollage à 1 700 ch sur le D1 et 1 730 sur le D2. Un autre perfectionnement introduit par la série D fut la possibilité de monter un système de surpuissance MW 50 qui, par une injection de mélange eau et méthanol au niveau du compresseur, permettait (entre autres) de refroidir l'air sortant de celui-ci. Les systèmes MW 50 furent cependant disponibles assez tard sur la production de la série D. Les versions G et H étaient des D adaptées pour l'usage sur bombardiers bimoteurs, avec des rapports de réduction plus élevés pour entraîner de plus grosses hélices et des sens de rotation inversés, respectivement vers la droite et vers la gauche.

Les développements suivants tentèrent de remédier à la faiblesse des performances du compresseur et donc celle du moteur à grande altitude. Le BMW 801E utilisa pour ce faire des vitesses de compresseur optimisées pour la haute altitude, ce qui permettait de gagner 100 ch sur le régime de croisière et 150 sur celui de combat. Les travaux débouchèrent ensuite sur BMW 801R pourvu d'un compresseur plus complexe avec deux étages et quatre vitesses. Le BMW801F, fut l'ultime perfectionnement du BMW 801E, capable de fournir une puissance au décollage de 2 400 ch.

Parallèlement, de nombreux efforts furent produits pour associer un turbocompresseur au BMW 801, donnant naissance au BMW 801J, basé sur le D, délivrant 1 810 ch au décollage et 1 500 à 12 200 mètres, là où un D2 produisait péniblement 630 ch. Le BMW 801Q, basé lui sur le E, qui était encore plus performant, donnant quelque 1 715 ch à la même altitude, ce qu'aucun moteur allié n'était capable d'égaler. Cependant, ces moteurs se révélèrent extrêmement coûteux à produire et, finalement, les versions de haute altitude du FW 190 finirent par employer d'autres moteurs moins puissants mais plus économiques, comme le Junkers Jumo 213.

Vue arrière, montrant le système de commande automatique

Le BMW 801 est un moteur refroidi par air, en double étoile de quatorze cylindres. À part ce changement dans le nombre de cylindres par rapport à son ancêtre, le BMW 139 (en), il reprend pour l’essentiel la technologie de ce dernier. Les cylindres conservent les deux soupapes, une d’admission et une d’échappement, actionnées par des culbuteurs et des tiges, avec rappel assuré par trois ressorts. Certaines de ses caractéristiques sont cependant très modernes, par exemple l'emploi de soupapes refroidies au sodium, et d'un système d'injection plutôt qu'un carburateur. Une autre prouesse technologique est son système de gestion automatique, appelé kommandogeraet (dispositif de commande), un véritable ordinateur électromécanique qui gère de façon automatisée tous les paramètres du moteur en fonction de l'altitude : le débit de carburant, le pas d'hélice, la vitesse du compresseur, l'avance à l'allumage et la richesse du mélange.

Le pilote n'a plus qu'une seule manette commandant globalement le moteur, au lieu de trois généralement, ce qui simplifie grandement le pilotage surtout en combat. Le pilote pouvait néanmoins prendre le contrôle manuel pour le pas d'hélice sans que cela n'affecte la gestion des autres paramètres. Le refroidissement du moteur a été particulièrement bien soigné et rendu extrêmement compact, en particulier grâce au ventilateur en alliage de magnésium qui tourne 1,72 fois plus vite que le régime moteur. Le radiateur et le réservoir d'huile sont situés dans l'anneau frontal, sur l'avant du moteur. L'allumage est assuré par deux magnétos Bosch ZM 14 et deux bougies à deux électrodes de diamètre 14 mm, du modèle Bosch DW 240 ET 7 ou Siemens 35 FU 14.

Vue latérale, avec la fixation du moteur sur la cellule

Les moteurs étaient généralement livrés prêts à monter dans leurs capots, prêt à être boulonnés sur les avions, selon un ensemble désigné Motoranlage, puis à partir de 1944, Triebwerksanlage. Le changement de dénomination correspond en fait à l'inclusion d'accessoires auparavant fournis à part comme les pipes d'échappement.

L'appellation de ces ensembles provoque beaucoup de confusion sur les versions du BMW-801 car, si elle est logique pour certaines versions comme les BMW 801A livrés dans les ensembles BMW 801MA, elle peut prêter à confusion pour d'autres modèles comme, le BMW 801D-2 livré dans l'ensemble BMW 801MG. L'introduction des Triebwerksanlage ajoute encore à la confusion car les désignations sont encore moins logiques, les BMW 801E étant livrés dans les BMW 801TG et TH, et l'emploi erroné de la lettre T pour désigner les versions à turbocompresseur.