Letecký piestový motor: prehľad, zariadenie a charakteristiky

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Po dlhú dobu, od konca 19. storočia do polovice 20. storočia, zostal piestový letecký motor jediným motorom, ktorý zabezpečoval lety lietadiel. A až v štyridsiatych rokoch minulého storočia ustúpil motorom s inými princípmi činnosti - prúdovým motorom. Ale napriek tomu, že piestové motory stratili svoje pozície, nezmizli zo scény.

Moderné aplikácie pre piestové motory

V súčasnosti sa letecké piestové motory používajú najmä v športových lietadlách, ako aj v malých lietadlách vyrábaných na zákazku. Jedným z hlavných dôvodov, prečo sa motory tohto typu používajú veľmi málo, je, že pomer jednotkového výkonu k jednotkovej hmotnosti piestového motora je výrazne nižší v porovnaní s plynovými turbínami. Z hľadiska rýchlosti nemôžu piestové motory konkurovať iným motorom používaným v leteckom priemysle. Navyše ich účinnosť nepresahuje 30%.

Typy piestových leteckých motorov

Piestové letecké motory sa líšia najmä poradím valcov vo vzťahu ku kľukovému hriadeľu. V dôsledku toho existuje pomerne veľké množstvo rôznych typov piestových motorov. Najpoužívanejšie sú tieto:

• motory v tvare V;
• piestový hviezdicový motor, kde sú valce usporiadané do hviezdice;
• motor boxer, jeho valce sú v rade.

V-motory

Sú to najznámejšie a najpoužívanejšie typy spaľovacích motorov nielen v leteckom priemysle. Ich názov je spojený s charakteristickým usporiadaním valcov vo vzťahu ku kľukovému hriadeľu. Zároveň majú vo vzťahu k sebe inú úroveň sklonu. Môže sa pohybovať od 10 do 120 stupňov. Takéto motory pracujú na rovnakých princípoch ako iné spaľovacie motory.

Výhody motorov s usporiadaním valcov v tvare V zahŕňajú ich relatívnu kompaktnosť pri zachovaní výkonového výkonu, ako aj schopnosť získať slušný krútiaci moment. Konštrukcia umožňuje dosiahnuť výrazné zrýchlenie hriadeľa v dôsledku skutočnosti, že zotrvačnosť vytvorená počas prevádzky je oveľa vyššia ako u iných typov spaľovacích motorov. V porovnaní s ostatnými typmi sa tieto vyznačujú najmenšou výškou adĺžka.

Motory tohto typu majú vysokú tuhosť kľukového hriadeľa. To poskytuje väčšiu pevnosť konštrukcie, čo zvyšuje životnosť celého motora. Pracovné frekvencie takýchto motorov sa líšia vo veľkých rozsahoch. To vám umožní rýchlo získať dynamiku, ako aj stabilnú prácu v limitných režimoch.

Nevýhody piestových leteckých motorov s V-motorom zahŕňajú zložitosť ich konštrukcie. Vďaka tomu sú oveľa drahšie ako iné typy. Okrem toho sa líšia pomerne veľkou šírkou motora. Motory v tvare V sa tiež vyznačujú vysokou úrovňou vibrácií, ťažkosťami s vyvážením. To vedie k tomu, že je potrebné špeciálne zaťažiť ich jednotlivé časti.

Letecký radiálny piestový motor

V súčasnosti sú v letectve opäť žiadané radiálne piestové motory. Aktívne sa používajú v modeloch športových lietadiel alebo v modeloch vyrobených na objednávku. Všetky sú malých rozmerov. Zariadenie leteckého piestového motora radiálneho typu, na rozdiel od iných motorov, spočíva v tom, že jeho valce sú umiestnené okolo kľukového hriadeľa v rovnakých uhloch, ako sú radiálne lúče (hviezdičky). To mu dalo meno - v tvare hviezdy. Takéto motory sú vybavené výfukovým systémom, ktorý sa rozbieha v radiálnych lúčoch. Okrem toho môže mať motor tohto typu niekoľko hviezd - oddelení. Je to možné vďaka tomu, že dĺžka kľukového hriadeľa je zväčšená. Hviezdicové motory sa spravidla vyrábajú s nepárnym počtom valcov. To umožňuje, aby sa cez valec preniesla iskrajeden. Ale vyrábajú aj hviezdicové motory s párnym počtom valcov, ale ich počet musí byť väčší ako dva.

Najväčšou nevýhodou hviezdicových motorov je možnosť preniknutia oleja do spodných valcov motora, keď je lietadlo zaparkované. Tento problém pomerne často vedie k výskytu okamžitého vodného kladiva, čo vedie k poruche celého kľukového mechanizmu. Aby sa predišlo takýmto problémom pred naštartovaním motora, je potrebná neustála kontrola stavu spodných valcov, aby sa zabezpečilo, že k nim neprenikne olej.

Výhody hviezdicových motorov zahŕňajú ich malé rozmery, jednoduchosť obsluhy a slušný výkon. Zvyčajne sa inštalujú na športové modely lietadiel.

Liestový piestový motor

V súčasnosti motory boxerských lietadiel začínajú zažívať svoje znovuzrodenie. Vďaka malým rozmerom a relatívne nízkej hmotnosti sa umiestňujú na ľahké športové lietadlá. Sú schopné vyvinúť dostatočný výkon a poskytnúť veľmi vysoké rýchlosti.

Motory boxerov majú niekoľko typov prevedení:

1. Motor vyrobený podľa metódy "boxer" (Subaru). V takýchto motoroch sa piesty valcov umiestnených oproti sebe pohybujú v rovnakej vzdialenosti. Výsledkom je, že každý cyklus je jeden v hornej úvrati a druhý v dolnej úvrati.

2. motory,vybavený zariadením OROS (Opposed Piston Opposed Cylinder). V takýchto motoroch sú valce umiestnené horizontálne vzhľadom na kľukový hriadeľ. Každý z nich obsahuje dva piesty, ktoré sa pri prevádzke pohybujú k sebe. Vzdialený piest je spojený s kľukovým hriadeľom špeciálnou ojnicou.

3. Motor vyrobený na základe princípu aplikovaného v sovietskom motore 5TDF. V takomto produkte sa piesty pohybujú smerom k sebe a pracujú v pároch v každom jednotlivom valci. Keď oba piesty dosiahnu hornú úvrať, palivo sa vstrekuje medzi ne. Motory tejto odrody môžu pracovať s rôznymi druhmi paliva, od petroleja po benzín. Pre zvýšenie výkonu motorov boxer sú dodávané s turbodúchadlom.

Hlavnou výhodou motorov typu boxer je kompaktnosť, malé rozmery. Môžu byť použité na veľmi malých lietadlách. Ich sila je dosť vysoká. V súčasnosti sa čoraz častejšie používajú v športových lietadlách.

Hlavnou nevýhodou je vysoká spotreba paliva a najmä motorového oleja. V porovnaní s motormi iných typov spotrebujú motory boxer dvakrát toľko paliva a mazív. Vyžadujú neustále výmeny oleja.

Moderné letecké motory

Moderné piestové letecké motory sú veľmi zložité systémy. Sú vybavené modernými jednotkami a zostavami. Ich prácu zabezpečujú a riadia moderné systémy a zariadenia. Kvôli aplikáciipokročilá technológia výrazne znižuje hmotnostnú charakteristiku motora. Ich kapacity sa zvýšili, čo prispieva k ich širokému použitiu v ľahkých motoroch a športovom letectve.

Letecké oleje

Nafta v piestových leteckých motoroch funguje v pomerne zložitých podmienkach. Ide o vysoké teploty v oblastiach piestnych krúžkov, na vnútorných častiach piestov, na ventiloch a iných komponentoch. Preto, aby sa zabezpečila kvalitná prevádzka motora v podmienkach významných teplôt, tlakov, zaťažení, používajú oleje s vysokou viskozitou, ktoré sú podrobené špeciálnemu čisteniu. Musia mať vysokú mazaciu schopnosť, zostať neutrálne voči kovom a iným konštrukčným materiálom motora. Letecké oleje pre piestové motory musia byť odolné voči oxidácii pri vystavení vysokým teplotám, aby nestratili svoje vlastnosti počas skladovania.

Domáce piestové letecké motory

História výroby piestových motorov v Rusku sa začína v roku 1910. Sériová výroba začala počas prvej svetovej vojny. V Sovietskom zväze začali v roku 1922 vznikať sovietske piestové letecké motory vlastnej konštrukcie. S rastom priemyselnej výroby, vrátane letectva, sa v krajine začalo sériovo vyrábať piestové motory 4 výrobcov. Boli to motory V. Klimova, A. Shvetsova, závod číslo 29, A. Mikulina.

Po vojne sa začína proces modernizácie letectva ZSSR. Letecké motory pre nové lietadlá sú navrhnuté a vyrobené. Reaktívnekonštrukcia lietadiel. V roku 1947 prešli všetky vojenské lietadlá prevádzkované vysokou rýchlosťou na prúdový pohon. Piestové letecké motory sa používajú iba na cvičných, športových, osobných a vojenských dopravných lietadlách.

Najväčší piestový letecký motor

Najvýkonnejší piestový letecký motor bol vytvorený v USA v roku 1943. Volal sa Lycoming XR-7755. Bol to tridsaťšesťvalcový motor. Jeho pracovný objem bol 127 litrov. Dokázal vyvinúť výkon 5000 koní. Určené pre lietadlá Convair B-36. Séria však nevyšla. Bol vytvorený v dvoch kópiách, ako prototypy.