Vliegtuigzuigermotor: overzicht, apparaat en kenmerken

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Lange tijd, van het einde van de 19e eeuw tot het midden van de 20e eeuw, bleef de vliegtuigmotor met zuigers de enige motor die vliegtuigvluchten mogelijk maakte. En pas in de jaren veertig van de vorige eeuw maakte hij plaats voor motoren met andere werkingsprincipes - turbojet. Maar ondanks het feit dat zuigermotoren hun positie hebben verloren, zijn ze niet van het toneel verdwenen.

Moderne toepassingen voor zuigermotoren

Momenteel worden zuigermotoren voor de luchtvaart voornamelijk gebruikt in sportvliegtuigen, maar ook in kleine vliegtuigen die op bestelling worden gemaakt. Een van de belangrijkste redenen waarom motoren van dit type zeer weinig worden gebruikt, is dat de verhouding tussen vermogen en massa van een zuigermotor aanzienlijk kleiner is in vergelijking met gasturbines. Wat betreft snelheid kunnen zuigermotoren niet concurreren met andere motoren die in de vliegtuigindustrie worden gebruikt. Bovendien is hun efficiëntie niet hoger dan 30%.

Soorten vliegtuigmotoren met zuiger

Vliegtuigmotoren met zuigers verschillen voornamelijk in de volgorde van de cilinders ten opzichte van de krukas. Als gevolg hiervan zijn er een vrij groot aantal verschillende soorten zuigermotoren. De meest gebruikte zijn de volgende:

• V-vormige motoren;
• heen en weer bewegende radiale motor waarbij de cilinders in een sterpatroon zijn gerangschikt;
• boxermotor, de cilinders zijn in lijn.

V-motoren

Het zijn de meest bekende en gebruikte typen verbrandingsmotoren in de vliegtuigindustrie en niet alleen. Hun naam wordt geassocieerd met de karakteristieke opstelling van de cilinders ten opzichte van de krukas. Tegelijkertijd hebben ze een verschillend niveau van neiging ten opzichte van elkaar. Het kan variëren van 10 tot 120 graden. Dergelijke motoren werken volgens dezelfde principes als andere verbrandingsmotoren.

De voordelen van motoren met een V-vormige opstelling van cilinders zijn onder meer hun relatieve compactheid met behoud van vermogensprestaties, evenals het vermogen om een behoorlijk koppel te verkrijgen. Het ontwerp maakt het mogelijk om aanzienlijke asversnellingen te bereiken vanwege het feit dat de traagheid die tijdens bedrijf wordt gecreëerd veel hoger is dan die van andere typen verbrandingsmotoren. In vergelijking met andere typen worden deze gekenmerkt door de kleinste hoogte enlengte.

Motoren van dit type hebben een hoge stijfheid van de krukas. Dit zorgt voor een grotere structurele sterkte, wat de levensduur van de gehele motor verlengt. De werkfrequenties van dergelijke motoren verschillen in grote bereiken. Dit stelt je in staat om snel vaart te krijgen en gestaag te werken aan limietmodi.

De nadelen van vliegtuigmotoren met zuigers met een V-motor zijn onder meer de complexiteit van hun ontwerp. Als gevolg hiervan zijn ze veel duurder dan andere soorten. Bovendien verschillen ze in vrij grote breedte van de motor. Ook worden V-vormige motoren gekenmerkt door een hoog trillingsniveau, moeilijkheden bij het balanceren. Dit leidt ertoe dat het nodig is om hun verschillende onderdelen speciaal te wegen.

Vliegtuig radiale zuigermotor

Op dit moment zijn radiale zuigermotoren weer in trek in de luchtvaart. Ze worden actief gebruikt in modellen van sportvliegtuigen of in modellen die op bestelling zijn gemaakt. Ze zijn allemaal klein van formaat. Het apparaat van een luchtvaartzuigermotor van een radiaal type, in tegenstelling tot andere motoren, ligt in het feit dat de cilinders zich onder gelijke hoeken rond de krukas bevinden, zoals radiale stralen (sterretjes). Dit gaf hem de naam - stervormig. Dergelijke motoren zijn uitgerust met een uitlaatsysteem dat divergeert in radiale balken. Bovendien kan een motor van dit type meerdere sterrencompartimenten hebben. Dit is mogelijk doordat de krukas in lengte is vergroot. In de regel worden stermotoren gemaakt met een oneven aantal cilinders. Hierdoor kan een vonk op de cilinder worden aangebracht door middel vaneen. Maar ze maken ook stermotoren met een even aantal cilinders, maar hun aantal moet meer dan twee zijn.

Het grootste nadeel van stermotoren is de mogelijkheid dat olie de onderste cilinders van de motor binnendringt wanneer het vliegtuig geparkeerd staat. Dit probleem leidt vrij vaak tot het optreden van een onmiddellijke waterslag, wat leidt tot de ineenstorting van het hele krukmechanisme. Om dergelijke problemen te voorkomen voordat de motor wordt gestart, is een constante controle van de staat van de onderste cilinders vereist om ervoor te zorgen dat er geen olie doordringt.

De voordelen van stermotoren zijn onder meer hun kleine formaat, bedieningsgemak en behoorlijk vermogen. Meestal worden ze geïnstalleerd op sportmodelvliegtuigen.

Tegengestelde vliegtuigzuigermotor

Op dit moment beginnen de motoren van boxervliegtuigen hun wedergeboorte te ervaren. Omdat ze klein van formaat en relatief licht van gewicht zijn, worden ze op lichte sportvliegtuigen geplaatst. Ze kunnen voldoende vermogen ontwikkelen en zeer hoge snelheden leveren.

Boxer-engines hebben verschillende soorten ontwerpen:

1. Motor gemaakt volgens de "boxer" methode (Subaru). In dergelijke motoren bewegen de zuigers van tegenover elkaar liggende cilinders op gelijke afstand. Dit resulteert in elke cyclus in het bovenste dode punt en het andere in het onderste dode punt.

2. motoren,uitgerust met een OROS-apparaat (tegengestelde zuiger-opgestelde cilinder). Bij dergelijke motoren bevinden de cilinders zich horizontaal ten opzichte van de krukas. Elk van hen bevat twee zuigers, die tijdens bedrijf naar elkaar toe bewegen. De verre zuiger is verbonden met de krukas door een speciale drijfstang.

3. Een motor gemaakt op basis van het principe toegepast in de Sovjet 5TDF-motor. In een dergelijk product bewegen de zuigers naar elkaar toe en werken ze paarsgewijs in elke afzonderlijke cilinder. Wanneer beide zuigers het bovenste dode punt bereiken, wordt er brandstof tussen de zuigers ingespoten. Motoren van dit type kunnen op verschillende soorten brandstof werken, van kerosine tot benzine. Om het vermogen van boxermotoren te vergroten, worden ze geleverd met een turbolader.

Het belangrijkste voordeel van boxermotoren is compactheid, kleine afmetingen. Ze kunnen worden gebruikt op zeer kleine vliegtuigen. Hun macht is vrij hoog. Ze worden nu steeds vaker gebruikt in sportvliegtuigen.

Het grootste nadeel is een hoog brandstofverbruik en vooral motorolie. In vergelijking met andere motoren verbruiken boxermotoren twee keer zoveel brandstof en smeermiddelen. Ze vereisen constante olieverversing.

Moderne vliegtuigmotoren

Moderne vliegtuigmotoren met zuigers zijn zeer complexe systemen. Ze zijn uitgerust met moderne units en assemblages. Hun werk wordt geleverd en gecontroleerd door moderne systemen en apparaten. Vanwege de toepassinggeavanceerde technologie, wordt de gewichtskarakteristiek van de motor aanzienlijk verminderd. Hun capaciteiten zijn toegenomen, wat bijdraagt aan hun wijdverbreide gebruik in de lichte motor- en sportluchtvaart.

Luchtvaartoliën

Olie in zuigermotoren van vliegtuigen werkt onder nogal moeilijke omstandigheden. Dit zijn hoge temperaturen in het gebied van de zuigerveren, op de interne delen van de zuigers, op de kleppen en andere componenten. Om de hoogwaardige werking van de motor onder omstandigheden van aanzienlijke temperaturen, drukken en belastingen te garanderen, gebruiken ze daarom oliën met een hoge viscositeit, die een speciale reiniging ondergaan. Ze moeten een hoge smering hebben, neutraal blijven ten opzichte van metalen en andere structurele materialen van de motor. Luchtvaartoliën voor zuigermotoren moeten bestand zijn tegen oxidatie bij blootstelling aan hoge temperaturen, om hun eigenschappen niet te verliezen tijdens opslag.

Binnenlandse zuigervliegtuigen

De geschiedenis van de productie van zuigermotoren in Rusland begint in 1910. De massaproductie begon tijdens de Eerste Wereldoorlog. In de Sovjet-Unie werden in 1922 Sovjet-zuigervliegtuigmotoren van hun eigen ontwerp gemaakt. Met de groei van de industriële productie, inclusief de luchtvaart, begon het land met de massaproductie van zuigermotoren van 4 fabrikanten. Dit waren de motoren van V. Klimov, A. Shvetsov, fabrieksnummer 29, A. Mikulin.

Na de oorlog begint het proces van modernisering van de luchtvaart van de USSR. Vliegtuigmotoren voor nieuwe vliegtuigen worden ontworpen en gebouwd. de reactievevliegtuigbouw. In 1947 schakelden alle militaire vliegtuigen die met hoge snelheden vlogen over op straalaandrijving. Zuigervliegtuigmotoren worden alleen gebruikt in trainings-, sport-, passagiers- en militaire transportvliegtuigen.

De grootste vliegtuigmotor met zuiger

De krachtigste vliegtuigmotor met zuiger werd in 1943 in de VS gemaakt. Het heette de Lycoming XR-7755. Het was een zesendertigcilindermotor. Het werkvolume was 127 liter. Hij was in staat om een vermogen van 5000 pk te ontwikkelen. Ontworpen voor de Convair B-36 vliegtuigen. De serie ging echter niet door. Werd gemaakt in twee exemplaren, als prototypes.