Flystempelmotor: oversikt, enhet og egenskaper

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

I lang tid, fra slutten av 1800-tallet til midten av 1900-tallet, forble stempelflymotoren den eneste motoren som ga flyflyvninger. Og først i førtiårene av forrige århundre ga han plass til motorer med andre driftsprinsipper - turbojet. Men til tross for at stempelmotorer har mistet posisjonene sine, har de ikke forsvunnet fra åstedet.

Moderne applikasjoner for stempelmotorer

For tiden brukes flystempelmotorer hovedsakelig i sportsfly, så vel som i småfly laget på bestilling. En av hovedårsakene til at motorer av denne typen brukes svært lite er at forholdet mellom enhetseffekt og masseenhet til en stempelmotor er betydelig mindre sammenlignet med gassturbiner. Når det gjelder hastighet kan ikke stempelmotorer konkurrere med andre motorer som brukes i flyindustrien. Dessuten overstiger ikke effektiviteten deres 30%.

Typer stempelflymotorer

Stempelflymotorer skiller seg hovedsakelig i rekkefølgen på sylindrene i forhold til veivakselen. Som et resultat er det et ganske stort antall forskjellige typer stempelmotorer. De mest brukte er følgende:

• V-formede motorer;
• frem- og tilbakegående radialmotor der sylindrene er arrangert i et stjernemønster;
• boksermotor, sylindrene er i linje.

V-motorer

De er de mest kjente og brukte typene forbrenningsmotorer i flyindustrien og ikke bare. Navnet deres er assosiert med det karakteristiske arrangementet av sylindrene i forhold til veivakselen. Samtidig har de ulik tilbøyelighet i forhold til hverandre. Det kan variere fra 10 til 120 grader. Slike motorer fungerer etter de samme prinsippene som andre forbrenningsmotorer.

Fordelene med motorer med et V-formet arrangement av sylindere inkluderer deres relative kompakthet samtidig som kraftytelsen opprettholdes, samt muligheten til å oppnå et anstendig dreiemoment. Designet gjør det mulig å oppnå betydelige akselakselerasjoner på grunn av det faktum at tregheten som skapes under drift er mye høyere enn for andre typer forbrenningsmotorer. Sammenlignet med andre typer er disse preget av den minste høyden oglengde.

Motorer av denne typen har høy stivhet på veivakselen. Dette gir større strukturell styrke, noe som øker levetiden til hele motoren. Driftsfrekvensene til slike motorer varierer i store områder. Dette lar deg raskt få fart, samt jobbe jevnt og trutt i limit-moduser.

Ulempene med stempelflymotorer med V-motor inkluderer kompleksiteten i designet. Som et resultat er de mye dyrere enn andre typer. Dessuten er de forskjellige i ganske stor bredde på motoren. V-formede motorer er også preget av et høyt nivå av vibrasjoner, vanskeligheter med å balansere. Dette fører til at det er nødvendig å spesielt vekte de ulike delene deres.

Aircraft Radial Piston Engine

For tiden er radialstempelmotorer igjen etterspurt innen luftfart. De brukes aktivt i sportsflymodeller, eller i de som er laget på bestilling. Alle er små i størrelse. Enheten til en luftfartsstempelmotor av radial type, i motsetning til andre motorer, ligger i det faktum at sylindrene er plassert rundt veivakselen i like vinkler, som radielle stråler (stjerner). Dette ga ham navnet - stjerneformet. Slike motorer er utstyrt med et eksosanlegg som divergerer i radielle stråler. Dessuten kan en motor av denne typen ha flere stjerner - rom. Dette er mulig på grunn av at veivakselen økes i lengde. Som regel er radialmotorer laget med et oddetall sylindre. Dette gjør at en gnist kan påføres sylinderen gjennomen. Men de lager også radialmotorer med et jevnt antall sylindre, men antallet må være mer enn to.

Den største ulempen med radialmotorer er muligheten for at olje trenger inn i de nedre sylindrene på motoren når flyet er parkert. Dette problemet fører ganske ofte til forekomsten av en øyeblikkelig vannhammer, noe som fører til sammenbrudd av hele sveivmekanismen. For å forhindre slike problemer før motoren startes, kreves det en konstant kontroll av tilstanden til de nedre sylindrene for å sikre at det ikke er oljepenetrasjon til dem.

Fordelene med radialmotorer inkluderer deres lille størrelse, enkle betjening og anstendig kraft. Vanligvis er de installert på sportsmodellfly.

Opposed Aircraft Piston Engine

For øyeblikket begynner bokserflymotorer å oppleve deres gjenfødelse. På grunn av det faktum at de er små i størrelse og relativt lette i vekt, plasseres de på lette sportsfly. De er i stand til å utvikle tilstrekkelig kraft og gir svært høye hastigheter.

Boxer-motorer har flere typer design:

1. Motor laget etter "bokser"-metoden (Subaru). I slike motorer beveger stemplene til sylindre plassert overfor hverandre seg like langt. Dette resulterer i en ved øvre dødpunkt og den andre ved nedre dødpunkt hver syklus.

2. motorer,utstyrt med en OROS-enhet (Opposed Piston Opposed Cylinder). I slike motorer er sylindrene plassert horisont alt i forhold til veivakselen. Hver av dem inneholder to stempler, som beveger seg mot hverandre under drift. Det fjerne stempelet er koblet til veivakselen med en spesiell koblingsstang.

3. En motor laget på grunnlag av prinsippet brukt i den sovjetiske 5TDF-motoren. I et slikt produkt beveger stemplene seg mot hverandre, og jobber parvis i hver enkelt sylinder. Når begge stemplene når øvre dødpunkt, sprøytes drivstoff inn mellom dem. Motorer av denne varianten kan operere på forskjellige typer drivstoff, fra parafin til bensin. For å øke effekten til boksermotorer er de utstyrt med turbolader.

Den største fordelen med boksermotorer er kompakthet, små dimensjoner. De kan brukes på svært små fly. Deres makt er ganske høy. De blir nå i økende grad brukt i sportsfly.

Den største ulempen er høyt drivstofforbruk og spesielt motorolje. I forhold til motorer av andre typer bruker boxermotorer dobbelt så mye drivstoff og smøremidler. De krever konstant oljeskift.

Moderne flymotorer

Moderne stempelflymotorer er svært komplekse systemer. De er utstyrt med moderne enheter og sammenstillinger. Arbeidet deres leveres og kontrolleres av moderne systemer og enheter. På grunn av søknadenavansert teknologi, er vektkarakteristikken til motoren betydelig redusert. Kapasitetene deres har økt, noe som bidrar til utbredt bruk i lettmotor- og sportsfly.

Aviation oils

Olje i stempelmotorer til fly opererer under ganske vanskelige forhold. Dette er høye temperaturer i områdene til stempelringene, på de indre delene av stemplene, på ventilene og andre komponenter. Derfor, for å sikre høykvalitetsdrift av motoren under forhold med betydelige temperaturer, trykk, belastninger, bruker de høyviskøse oljer som er utsatt for spesiell rengjøring. De må ha høy smøreevne, forbli nøytrale til metaller og andre strukturelle materialer i motoren. Flyoljer til stempelmotorer må være motstandsdyktige mot oksidasjon når de utsettes for høye temperaturer, for ikke å miste egenskapene under lagring.

Innenriksstempelflymotorer

Historien om produksjonen av stempelmotorer i Russland begynner i 1910. Masseproduksjon begynte under første verdenskrig. I Sovjetunionen begynte sovjetiske stempelflymotorer av eget design å bli laget i 1922. Med veksten av industriell produksjon, inkludert luftfart, begynte landet å masseprodusere stempelmotorer fra 4 produsenter. Dette var motorene til V. Klimov, A. Shvetsov, anlegg nummer 29, A. Mikulin.

Etter krigen begynner prosessen med modernisering av luftfarten i USSR. Flymotorer for nye fly er designet og bygget. Det reaktiveflykonstruksjon. I 1947 gikk alle militærfly som opererte i høy hastighet over til jetfremdrift. Stempelflymotorer brukes kun på trenings-, sports-, passasjer- og militærtransportfly.

Den største stempelflymotoren

Den kraftigste stempelflymotoren ble skapt i USA i 1943. Den ble k alt Lycoming XR-7755. Det var en trettisekssylindret motor. Arbeidsvolumet var 127 liter. Han var i stand til å utvikle en kraft på 5000 hestekrefter. Designet for Convair B-36-flyet. Serien gikk imidlertid ikke. Ble laget i to eksemplarer, som prototyper.