Repülőgép dugattyús motorja: áttekintés, eszköz és jellemzők

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Sokáig, a 19. század végétől a 20. század közepéig a dugattyús repülőgépmotor maradt az egyetlen olyan hajtómű, amely repüléseket biztosított. És csak a múlt század negyvenes éveiben adta át a helyét más működési elvű motoroknak - turbóhajtóműnek. De annak ellenére, hogy a dugattyús motorok elvesztették pozíciójukat, nem tűntek el a színről.

Modern alkalmazások dugattyús motorokhoz

Jelenleg a repülési dugattyús hajtóműveket főleg sportrepülőgépekben, valamint rendelésre gyártott kisrepülőgépekben használják. Az egyik fő oka annak, hogy az ilyen típusú motorokat nagyon kevesen használják, az az, hogy a dugattyús motor egységnyi teljesítményének egységnyi tömegéhez viszonyított aránya lényegesen kisebb, mint a gázturbináké. Sebesség tekintetében a dugattyús hajtóművek nem versenyezhetnek más, a repülőgépiparban használt hajtóművekkel. Ráadásul hatékonyságuk nem haladja meg a 30-at%.

A dugattyús repülőgép-hajtóművek típusai

A dugattyús repülőgépmotorok főként a hengerek főtengelyhez viszonyított sorrendjében térnek el egymástól. Ennek eredményeként meglehetősen nagy számú különböző típusú dugattyús motor létezik. A legszélesebb körben használtak a következők:

• V alakú motorok;
• dugattyús radiálmotor, ahol a hengerek csillagmintával vannak elrendezve;
• boxermotor, hengerei sorosak.

V-motorok

Ezek a leghíresebb és leghasználtabb belsőégésű motorok a repülőgépiparban, és nem csak. Nevük a hengerek főtengelyhez viszonyított jellegzetes elrendezéséhez kapcsolódik. Ugyanakkor eltérő hajlamszinttel rendelkeznek egymáshoz képest. 10 és 120 fok között változhat. Az ilyen motorok ugyanazon az elven működnek, mint a többi belső égésű motor.

A V-alakú hengerelrendezésű motorok előnyei közé tartozik a viszonylagos kompaktság, miközben megőrzi a teljesítményt, valamint a megfelelő nyomaték elérésének képessége. A kialakítás lehetővé teszi jelentős tengelygyorsulások elérését annak köszönhetően, hogy a működés során keletkező tehetetlenség sokkal nagyobb, mint más típusú belső égésű motoroké. A többi típushoz képest ezekre jellemző a legkisebb magasság illhossz.

Az ilyen típusú motorok főtengelye nagy merevséggel rendelkezik. Ez nagyobb szerkezeti szilárdságot biztosít, ami megnöveli a teljes motor élettartamát. Az ilyen motorok működési frekvenciája nagy tartományban különbözik. Ez lehetővé teszi, hogy gyorsan lendületet vegyen, és folyamatosan dolgozzon limitált üzemmódokban.

A V-motoros dugattyús repülőgép-hajtóművek hátrányai közé tartozik a tervezés bonyolultsága. Ennek eredményeként sokkal drágábbak, mint más típusok. Ráadásul a motor meglehetősen nagy szélességében különböznek egymástól. Ezenkívül a V-alakú motorokat magas rezgésszint, egyensúlyozási nehézségek jellemzik. Ez ahhoz a tényhez vezet, hogy külön súlyozni kell a különböző részeiket.

Repülőgép radiáldugattyús motorja

Jelenleg a radiális dugattyús motorok ismét keresettek a repülésben. Aktívan használják sportrepülőgép-modellekben, vagy rendelésre készültekben. Mindegyik kis méretű. A radiális típusú repülőgép-dugattyús motor eszköze, a többi motortól eltérően, abban rejlik, hogy hengerei a főtengely körül egyenlő szögben helyezkednek el, mint a radiális sugarak (csillagok). Ez adta neki a nevet - csillag alakú. Az ilyen motorok kipufogórendszerrel vannak felszerelve, amely radiális gerendákban tér el. Ezenkívül egy ilyen típusú motornak több csillaga is lehet - rekesz. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a főtengely megnőtt. A radiális motorok általában páratlan számú hengerrel készülnek. Ez lehetővé teszi, hogy a hengeren keresztül szikra kerüljönegy. De gyártanak páros számú hengeres radiális motorokat is, de ezek számának kettőnél többnek kell lennie.

A radiális motorok legnagyobb hátránya, hogy az olaj behatol a motor alsó hengereibe, amikor a repülőgép parkolt. Ez a probléma gyakran azonnali vízkalapács előfordulásához vezet, ami a teljes forgattyús mechanizmus meghibásodásához vezet. Az ilyen problémák megelőzése érdekében a motor beindítása előtt folyamatosan ellenőrizni kell az alsó hengerek állapotát, hogy megbizonyosodjon arról, hogy nem hatol be az olaj.

A radiális motorok előnyei közé tartozik a kis méret, a könnyű kezelhetőség és a megfelelő teljesítmény. Általában sportrepülőgépekre szerelik fel.

Ellenkező repülőgép-dugattyús motor

Jelenleg a boxerrepülőgépek hajtóművei kezdik újjászületni. Kis méretüknek és viszonylag kis súlyuknak köszönhetően könnyű sportrepülőgépeken helyezik el őket. Képesek elegendő teljesítményt kifejleszteni és nagyon nagy sebességet biztosítani.

A boxermotoroknak többféle kialakítása van:

1. A "boxer" módszer szerint készült motor (Subaru). Az ilyen motorokban az egymással szemben elhelyezkedő hengerek dugattyúi egyenlő távolságra mozognak. Ennek eredményeképpen az egyik a felső holtpontban, a másik pedig az alsó holtpontban van minden ciklusban.

2. motorok,OROS eszközzel (Opposed Piston Opposed Cylinder) van felszerelve. Az ilyen motorokban a hengerek vízszintesen helyezkednek el a főtengelyhez képest. Mindegyik két dugattyút tartalmaz, amelyek működés közben egymás felé mozognak. A távoli dugattyú egy speciális hajtórúddal csatlakozik a főtengelyhez.

3. A szovjet 5TDF motorban alkalmazott elv alapján készült motor. Egy ilyen termékben a dugattyúk egymás felé mozognak, és minden egyes hengerben párban dolgoznak. Amikor mindkét dugattyú eléri a felső holtpontot, az üzemanyagot közéjük fecskendezik. Az ilyen típusú motorok különféle típusú üzemanyagokkal működhetnek, a kerozintól a benzinig. A boxermotorok teljesítményének növelése érdekében turbófeltöltővel vannak ellátva.

A boxermotorok fő előnye a kompaktság, a kis méretek. Nagyon kis repülőgépeken használhatók. Az erejük elég nagy. Manapság egyre gyakrabban használják őket sportrepülőgépekben.

A fő hátrány a magas üzemanyag-fogyasztás és különösen a motorolaj. Más típusú motorokhoz képest a boxermotorok kétszer annyi üzemanyagot és kenőanyagot fogyasztanak. Folyamatos olajcserét igényelnek.

Modern repülőgép-hajtóművek

A modern dugattyús repülőgép-hajtóművek nagyon összetett rendszerek. Modern egységekkel és szerelvényekkel vannak felszerelve. Munkájukat korszerű rendszerek, eszközök biztosítják és irányítják. Pályázat miattfejlett technológia, a motorra jellemző tömeg jelentősen csökken. Kapacitásaik megnövekedtek, ami hozzájárul a könnyűmotoros és sportrepülésben való széleskörű használatukhoz.

Repülőolajok

A dugattyús repülőgép-hajtóművek olaja meglehetősen nehéz körülmények között működik. Ezek magas hőmérsékletek a dugattyúgyűrűk területén, a dugattyúk belső részein, a szelepeken és más alkatrészeken. Ezért a motor kiváló minőségű működésének biztosítása érdekében jelentős hőmérséklet, nyomás, terhelés mellett nagy viszkozitású olajokat használnak, amelyeket speciális tisztításnak vetnek alá. Nagy kenőképességgel kell rendelkezniük, semlegesnek kell maradniuk a fémekkel és a motor egyéb szerkezeti anyagaival szemben. A dugattyús motorokhoz használt repülési olajoknak ellenállónak kell lenniük az oxidációval szemben, ha magas hőmérsékletnek vannak kitéve, hogy ne veszítsék el tulajdonságaikat a tárolás során.

Hazai dugattyús repülőgépmotorok

A dugattyús motorok oroszországi gyártásának története 1910-ben kezdődik. A tömeggyártás az első világháború idején kezdődött. A Szovjetunióban 1922-ben kezdték el gyártani a saját tervezésű szovjet dugattyús repülőgép-hajtóműveket. Az ipari termelés növekedésével, beleértve a légi közlekedést is, az ország 4 gyártó dugattyús motorjait kezdte meg tömegesen gyártani. Ezek V. Klimov, A. Svecov, 29. számú üzem, A. Mikulin motorjai voltak.

A háború után megkezdődik a Szovjetunió légiközlekedésének modernizációs folyamata. Új repülőgépekhez tervezik és gyártják a repülőgép-hajtóműveket. A reaktívrepülőgép építés. 1947-ben minden nagy sebességgel üzemelő katonai repülőgép sugárhajtású meghajtásra váltott. A dugattyús repülőgépmotorokat csak kiképző, sport-, utasszállító és katonai szállító repülőgépeken használják.

A legnagyobb dugattyús repülőgépmotor

A legerősebb dugattyús repülőgépmotort az Egyesült Államokban hozták létre 1943-ban. Lycoming XR-7755-nek hívták. Ez egy harminchat hengeres motor volt. Üzemi térfogata 127 liter volt. 5000 lóerős teljesítményt tudott kifejleszteni. A Convair B-36 repülőgépekhez tervezték. A sorozat azonban nem ment. Két példányban készült, prototípusként.