Avionski klipni motor: pregled, uređaj i karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Dugo vremena, od kraja 19. stoljeća do sredine 20. stoljeća, klipni zrakoplovni motor ostao je jedini motor koji je osiguravao letove zrakoplova. I tek četrdesetih godina prošlog stoljeća ustupio je mjesto motorima s drugim principima rada - turbomlaznim. Ali unatoč činjenici da su klipni motori izgubili svoje pozicije, nisu nestali sa scene.

Moderne aplikacije za klipne motore

Trenutno se klipni motori za zrakoplovstvo koriste uglavnom u sportskim zrakoplovima, kao iu malim zrakoplovima po narudžbi. Jedan od glavnih razloga što se motori ovog tipa vrlo malo koriste je taj što je omjer jedinične snage i jedinice mase klipnog motora znatno manji u odnosu na plinske turbine. Što se tiče brzine, klipni motori ne mogu konkurirati drugim motorima koji se koriste u zrakoplovnoj industriji. Štoviše, njihova učinkovitost ne prelazi 30%.

Vrste klipnih motora aviona

Klipni motori zrakoplova razlikuju se uglavnom po redoslijedu cilindara u odnosu na radilicu. Kao rezultat toga, postoji prilično velik broj različitih vrsta klipnih motora. Najšire korišteni su sljedeći:

• motori u obliku slova V;
• klipni radijalni motor gdje su cilindri raspoređeni u zvjezdasti uzorak;
• boxer motor, njegovi cilindri su u liniji.

V-motori

Oni su najpoznatiji i korišteni tipovi motora s unutarnjim izgaranjem u zrakoplovnoj industriji i ne samo. Njihovo ime povezano je s karakterističnim rasporedom cilindara u odnosu na radilicu. Istodobno, oni imaju različitu razinu sklonosti u odnosu jedni na druge. Može se kretati od 10 do 120 stupnjeva. Takvi motori rade na istim principima kao i ostali motori s unutarnjim izgaranjem.

Prednosti motora s rasporedom cilindara u obliku slova V uključuju njihovu relativnu kompaktnost uz zadržavanje snage, kao i mogućnost dobivanja pristojnog okretnog momenta. Dizajn omogućuje postizanje značajnih ubrzanja osovine zbog činjenice da je inercija stvorena tijekom rada mnogo veća od inercije drugih vrsta motora s unutarnjim izgaranjem. U usporedbi s drugim tipovima, ove se odlikuju najmanjom visinom idužina.

Motori ovog tipa imaju visoku krutost radilice. To osigurava veću strukturnu čvrstoću, što povećava vijek trajanja cijelog motora. Radne frekvencije takvih motora razlikuju se u velikim rasponima. To vam omogućuje da brzo dobijete zamah, kao i da radite u graničnim načinima rada.

Nedostaci klipnih motora zrakoplova s V-motorom uključuju složenost njihovog dizajna. Kao rezultat toga, oni su mnogo skuplji od drugih vrsta. Štoviše, razlikuju se po prilično velikoj širini motora. Također, motore u obliku slova V karakterizira visoka razina vibracija, poteškoće u balansiranju. To dovodi do činjenice da je potrebno posebno težiti njihove različite dijelove.

Avionski radijalni klipni motor

Trenutno su motori s radijalnim klipom ponovno traženi u zrakoplovstvu. Aktivno se koriste u modelima sportskih zrakoplova ili u modelima po narudžbi. Svi su male veličine. Uređaj zrakoplovnog klipnog motora radijalnog tipa, za razliku od drugih motora, leži u činjenici da su njegovi cilindri smješteni oko radilice pod jednakim kutovima, poput radijalnih zraka (zvjezdica). To mu je dalo ime - u obliku zvijezde. Takvi su motori opremljeni ispušnim sustavom koji se divergira u radijalnim gredama. Štoviše, motor ovog tipa može imati nekoliko zvjezdica - odjeljaka. To je moguće zbog činjenice da je radilica povećana u duljini. Radijalni motori se u pravilu izrađuju s neparnim brojem cilindara. To omogućuje da se iskra dovede u cilindarjedan. Ali oni također proizvode radijalne motore s parnim brojem cilindara, ali njihov broj mora biti veći od dva.

Najveći nedostatak radijalnih motora je mogućnost prodiranja ulja u donje cilindre motora kada je zrakoplov parkiran. Ovaj problem često dovodi do pojave trenutnog vodenog čekića, što dovodi do kvara cijelog mehanizma radilice. Kako bi se spriječili takvi problemi prije pokretanja motora, potrebna je stalna provjera stanja donjih cilindara kako bi se osiguralo da u njih nema prodiranja ulja.

Prednosti radijalnih motora uključuju njihovu malu veličinu, jednostavnost rada i pristojnu snagu. Obično se instaliraju na sportske modele zrakoplova.

Spojni klipni motor zrakoplova

Trenutno, bokser motori zrakoplova počinju doživljavati svoje ponovno rođenje. Zbog činjenice da su male veličine i relativno male težine, postavljaju se na lake sportske zrakoplove. Oni su u stanju razviti dovoljnu snagu i pružiti vrlo velike brzine.

Boxer motori imaju nekoliko tipova dizajna:

1. Motor izrađen po "bokserskoj" metodi (Subaru). U takvim motorima klipovi cilindara koji se nalaze jedan nasuprot drugom pomiču se na jednakoj udaljenosti. To rezultira jednom u gornjoj mrtvoj točki, a drugom u donjoj mrtvoj točki u svakom ciklusu.

2. motori,opremljen OROS uređajem (Opposed Piston Opposed Cylinder). U takvim su motorima cilindri smješteni vodoravno u odnosu na radilicu. Svaki od njih sadrži dva klipa, koji se tijekom rada pomiču jedan prema drugom. Dalji klip je posebnom klipnjačom povezan s radilicom.

3. Motor napravljen na temelju principa primijenjenog u sovjetskom motoru 5TDF. U takvom proizvodu, klipovi se kreću jedan prema drugome, radeći u parovima u svakom pojedinom cilindru. Kada oba klipa dosegnu gornju mrtvu točku, između njih se ubrizgava gorivo. Motori ove sorte mogu raditi na raznim vrstama goriva, od kerozina do benzina. Za povećanje snage bokser motora, oni se isporučuju s turbopunjačem.

Glavna prednost bokser motora je kompaktnost, male dimenzije. Mogu se koristiti na vrlo malim zrakoplovima. Njihova snaga je prilično visoka. Sada se sve više koriste u sportskim zrakoplovima.

Glavni nedostatak je velika potrošnja goriva i posebno motornog ulja. U odnosu na motore drugih tipova, bokser motori troše dvostruko više goriva i maziva. Oni zahtijevaju stalnu promjenu ulja.

Moderni avionski motori

Moderni klipni motori zrakoplova vrlo su složeni sustavi. Opremljeni su modernim jedinicama i sklopovima. Njihov rad osiguravaju i kontroliraju suvremeni sustavi i uređaji. Zbog prijavenapredna tehnologija, težina motora je značajno smanjena. Njihovi su kapaciteti povećani, što pridonosi njihovoj raširenoj upotrebi u lakomotornom i sportskom zrakoplovstvu.

Zrakoplovna ulja

Ulje u klipnim motorima zrakoplova radi u prilično teškim uvjetima. To su visoke temperature u predjelima klipnih prstenova, na unutarnjim dijelovima klipova, na ventilima i drugim komponentama. Stoga, kako bi se osigurao visokokvalitetan rad motora u uvjetima značajnih temperatura, pritisaka, opterećenja, koriste se ulja visoke viskoznosti koja se podvrgavaju posebnom čišćenju. Moraju imati visoku mazivost, ostati neutralni prema metalima i drugim konstrukcijskim materijalima motora. Zrakoplovna ulja za klipne motore moraju biti otporna na oksidaciju kada su izložena visokim temperaturama, da ne izgube svojstva tijekom skladištenja.

Domaći klipni motori zrakoplova

Povijest proizvodnje klipnih motora u Rusiji počinje 1910. godine. Masovna proizvodnja započela je tijekom Prvog svjetskog rata. U Sovjetskom Savezu sovjetski klipni avionski motori vlastitog dizajna počeli su se stvarati 1922. godine. S rastom industrijske proizvodnje, uključujući i zrakoplovstvo, zemlja je počela masovno proizvoditi klipne motore 4 proizvođača. To su bili motori V. Klimova, A. Shvetsova, pogon broj 29, A. Mikulin.

Nakon rata počinje proces modernizacije zrakoplovstva SSSR-a. Projektiraju se i grade zrakoplovni motori za nove zrakoplove. Reaktivnikonstrukcija zrakoplova. Godine 1947. svi vojni zrakoplovi koji su radili velikim brzinama prešli su na mlazni pogon. Klipni motori zrakoplova koriste se samo na trenažnim, sportskim, putničkim i vojnim transportnim zrakoplovima.

Najveći klipni avionski motor

Najsnažniji klipni avionski motor stvoren je u SAD-u 1943. godine. Zvao se Lycoming XR-7755. Bio je to motor od trideset i šest cilindara. Radni volumen mu je bio 127 litara. Uspio je razviti snagu od 5000 konjskih snaga. Dizajniran za zrakoplov Convair B-36. Međutim, serija nije išla. Napravljeno u dva primjerka, kao prototipovi.