Avionski klipni motor: pregled, uređaj i karakteristike

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Dugo vremena, od kraja 19. veka do sredine 20. veka, klipni avionski motor je ostao jedini motor koji je omogućavao letove aviona. I tek četrdesetih godina prošlog veka ustupio je mesto motorima sa drugim principima rada - turbomlaznim. Ali uprkos činjenici da su klipni motori izgubili svoje pozicije, oni nisu nestali sa scene.

Moderne aplikacije za klipne motore

Trenutno se klipni motori za avijaciju koriste uglavnom u sportskim avionima, kao iu malim avionima 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. U pogledu brzine, klipni motori ne mogu se takmičiti s drugim motorima koji se koriste u industriji aviona. Štaviše, njihova efikasnost ne prelazi 30%.

Vrste klipnih motora aviona

Klipni motori aviona razlikuju se uglavnom po redosledu cilindara u odnosu na radilicu. Kao rezultat toga, postoji prilično veliki broj različitih tipova klipnih motora. Najšire korišteni su sljedeći:

• Motori u obliku slova V;
• klipni radijalni motor gdje su cilindri raspoređeni u obliku zvijezda;
• boxer motor, njegovi cilindri su u liniji.

V-motori

Oni su najpoznatiji i korišćeni tipovi motora sa unutrašnjim sagorevanjem u avio industriji i ne samo. Njihovo ime povezano je s karakterističnim rasporedom cilindara u odnosu na radilicu. Istovremeno, oni imaju različit nivo sklonosti jedni prema drugima. Može se kretati od 10 do 120 stepeni. Takvi motori rade na istim principima kao i drugi motori sa unutrašnjim sagorevanjem.

Prednosti motora sa rasporedom cilindara u obliku slova V uključuju njihovu relativnu kompaktnost uz zadržavanje performansi snage, kao i mogućnost dobijanja pristojnog obrtnog momenta. Dizajn omogućava postizanje značajnih ubrzanja osovine zbog činjenice da je inercija stvorena tijekom rada mnogo veća od inercije drugih tipova motora s unutarnjim izgaranjem. U poređenju sa drugim tipovima, ovi se odlikuju najmanjom visinom idužina.

Motori ovog tipa imaju visoku krutost radilice. To osigurava veću strukturnu čvrstoću, što produžava vijek trajanja cijelog motora. Radne frekvencije takvih motora razlikuju se u velikim rasponima. Ovo vam omogućava da brzo dobijete zamah, kao i da radite stabilno na ograničenim modovima.

Nedostaci klipnih avionskih motora sa V-motorom uključuju složenost njihovog dizajna. Kao rezultat toga, oni su mnogo skuplji od drugih vrsta. Štaviše, razlikuju se po prilično velikoj širini motora. Također, motore u obliku slova V karakterizira visok nivo 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 ponovo traženi u avijaciji. Aktivno se koriste u sportskim modelima aviona ili u modelima po narudžbi. Sve 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). Ovo mu je dalo ime - u obliku zvijezde. Takvi motori su opremljeni ispušnim sistemom koji se razilazi u radijalnim gredama. Štaviše, motor ovog tipa može imati nekoliko zvjezdica - odjeljaka. To je moguće zbog činjenice da je radilica povećana u dužini. Radijalni motori se po pravilu izrađuju sa neparnim brojem cilindara. Ovo omogućava da se iskra dovede do cilindrajedan. Ali oni takođe prave radijalne motore sa parnim brojem cilindara, ali njihov broj mora biti veći od dva.

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

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

Pokretni klipni motor aviona

Trenutno, bokser motori aviona počinju da doživljavaju svoje ponovno rođenje. Zbog činjenice da su male veličine i relativno male težine, postavljaju se na lake sportske avione. Oni su u stanju da razviju dovoljnu snagu i obezbede veoma velike brzine.

Boxer motori imaju nekoliko tipova dizajna:

1. Motor izrađen po "bokserskoj" metodi (Subaru). U takvim motorima, klipovi cilindara koji se nalaze jedan naspram drugog kreću se na jednakoj udaljenosti. Ovo rezultira jednom u gornjoj mrtvoj točki, a drugom u donjoj mrtvoj točki svaki ciklus.

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

3. Motor napravljen na osnovu principa primijenjenog u sovjetskom 5TDF motoru. U takvom proizvodu, klipovi se kreću jedan prema drugom, radeći u parovima u svakom pojedinačnom cilindru. Kada oba klipa dostignu gornju mrtvu tačku, gorivo se ubrizgava između njih. Motori ove sorte mogu raditi na različitim vrstama goriva, od kerozina do benzina. Za povećanje snage bokser motora, oni se isporučuju sa turbo punjačem.

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

Glavni nedostatak je velika potrošnja goriva i posebno motornog ulja. U odnosu na motore drugih tipova, bokser motori troše duplo više goriva i maziva. Zahtevaju stalne promene ulja.

Moderni avionski motori

Moderni klipni motori aviona su veoma složeni sistemi. Opremljeni su savremenim jedinicama i sklopovima. Njihov rad je obezbeđen i kontrolisan savremenim sistemima i uređajima. Zbog prijavenapredna tehnologija, težina motora je značajno smanjena. Njihovi kapaciteti su povećani, što doprinosi njihovoj širokoj upotrebi u lakomotornoj i sportskoj avijaciji.

Avijacijska ulja

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

Domaći klipni motori aviona

Historija proizvodnje klipnih motora u Rusiji počinje 1910. godine. Masovna proizvodnja počela je tokom Prvog svetskog 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 avijacije SSSR-a. Avio-motori za nove avione su projektovani i napravljeni. Reaktivnikonstrukcija aviona. Godine 1947. svi vojni avioni koji su radili velikim brzinama prešli su na mlazni pogon. Klipni motori se koriste samo na trenažnim, sportskim, putničkim i vojnim transportnim avionima.

Najveći klipni avionski motor

Najmoćniji klipni avionski motor stvoren je u SAD 1943. godine. Zvao se Lycoming XR-7755. Bio je to motor od trideset šest cilindara. Radna zapremina mu je bila 127 litara. Uspio je razviti snagu od 5000 konjskih snaga. Dizajniran za avion Convair B-36. Međutim, serija nije išla. Napravljen je u dva primjerka, kao prototipovi.