Batni motor letala: pregled, naprava in značilnosti

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Dolgo časa, od konca 19. stoletja do sredine 20. stoletja, je ostal batni letalski motor edini motor, ki je omogočal letenje letal. In šele v štiridesetih letih prejšnjega stoletja se je umaknil motorjem z drugimi principi delovanja - turboreaktivnim. Toda kljub dejstvu, da so batni motorji izgubili svoje položaje, niso izginili s prizorišča.

Sodobne aplikacije za batne motorje

Trenutno se letalski batni motorji uporabljajo predvsem v športnih letalih, pa tudi v majhnih letalih po naročilu. Eden od glavnih razlogov, da se tovrstni motorji zelo malo uporabljajo, je ta, da je razmerje med enoto moči in enoto mase batnega motorja bistveno manjše v primerjavi s plinskimi turbinami. Po hitrosti batni motorji ne morejo tekmovati z drugimi motorji, ki se uporabljajo v letalski industriji. Poleg tega njihova učinkovitost ne presega 30%.

Vrste batnih letalskih motorjev

Batni letalski motorji se razlikujejo predvsem po vrstnem redu valjev glede na ročično gred. Posledično obstaja precej veliko število različnih vrst batnih motorjev. Najpogosteje uporabljeni so naslednji:

• motorji v obliki črke V;
• batni radialni motor, pri katerem so cilindri razporejeni v zvezdni vzorec;
• boxer motor, njegovi cilindri so v vrsti.

V-motorji

So najbolj znani in rabljeni tipi motorjev z notranjim zgorevanjem v letalski industriji in ne samo. Njihovo ime je povezano z značilno razporeditvijo valjev glede na ročično gred. Hkrati imata različno stopnjo nagnjenosti drug do drugega. Lahko se giblje od 10 do 120 stopinj. Takšni motorji delujejo na enakih principih kot drugi motorji z notranjim zgorevanjem.

Prednosti motorjev z razporeditvijo cilindrov v obliki črke V vključujejo njihovo relativno kompaktnost ob ohranjanju zmogljivosti moči, pa tudi sposobnost pridobivanja dostojnega navora. Zasnova omogoča doseganje znatnih pospeškov gredi zaradi dejstva, da je vztrajnost, ustvarjena med delovanjem, veliko večja kot pri drugih vrstah motorjev z notranjim zgorevanjem. Za te je v primerjavi z drugimi vrstami značilna najmanjša višina indolžina.

Motorji te vrste imajo visoko togost ročične gredi. To zagotavlja večjo strukturno trdnost, kar poveča življenjsko dobo celotnega motorja. Delovne frekvence takšnih motorjev se razlikujejo v velikih razponih. To vam omogoča hitro pridobivanje zagona in enakomerno delo v mejnih načinih.

Slabosti batnih letalskih motorjev z V-motorjem vključujejo zapletenost njihove zasnove. Posledično so veliko dražji od drugih vrst. Poleg tega se razlikujejo po precej veliki širini motorja. Tudi za motorje v obliki črke V je značilna visoka raven vibracij, težave pri uravnoteženju. To vodi v dejstvo, da je treba njihove različne dele posebej obtežiti.

Radilni batni motor za letalo

Trenutno so motorji z radialnimi bati spet povpraševani v letalstvu. Aktivno se uporabljajo v modelih športnih letal ali pri tistih po naročilu. Vsi so majhnih velikosti. Naprava letalskega batnega motorja radialnega tipa, za razliko od drugih motorjev, je v tem, da so njegovi cilindri nameščeni okoli ročične gredi pod enakimi koti, kot radialni žarki (zvezdice). To mu je dalo ime - v obliki zvezde. Takšni motorji so opremljeni z izpušnim sistemom, ki se razhaja v radialnih žarkih. Poleg tega ima lahko motor te vrste več zvezdic - predelkov. To je mogoče zaradi dejstva, da se ročična gred poveča po dolžini. Radialni motorji so praviloma izdelani z lihim številom valjev. To omogoča, da se na cilinder sproži iskraeno. Izdelujejo pa tudi radialne motorje s sodim številom valjev, vendar mora biti njihovo število več kot dva.

Največja slabost radialnih motorjev je možnost, da olje prodre v spodnje cilindre motorja, ko je letalo parkirano. Ta težava pogosto vodi do nastanka trenutnega vodnega kladiva, kar vodi do okvare celotnega ročičnega mehanizma. Da bi preprečili takšne težave pred zagonom motorja, je potrebno stalno preverjanje stanja spodnjih valjev, da se zagotovi, da vnje ne pride olje.

Prednosti radialnih motorjev vključujejo majhnost, enostavnost upravljanja in dostojno moč. Običajno so nameščeni na športnih modelih letal.

batni motor za nasprotni letalski motor

Trenutno se bokserski letalski motorji začenjajo ponovno roditi. Zaradi majhne velikosti in razmeroma lahke teže so nameščeni na lahka športna letala. Lahko razvijejo zadostno moč in zagotavljajo zelo visoke hitrosti.

Boxer motorji imajo več vrst dizajnov:

1. Motor izdelan po "boxerski" metodi (Subaru). V takih motorjih se bati valjev, ki se nahajajo drug proti drugemu, premikajo na enaki razdalji. Posledica tega je ena v zgornji mrtvi točki, druga pa v spodnji mrtvi točki v vsakem ciklu.

2. motorji,opremljen z napravo OROS (Opposed Piston Opposed Cylinder). Pri takšnih motorjih so cilindri nameščeni vodoravno glede na ročično gred. Vsak od njih vsebuje dva bata, ki se med delovanjem premikata drug proti drugemu. Daljnji bat je povezan z ročično gredjo s posebno ojnico.

3. Motor, izdelan na podlagi principa, uporabljenega v sovjetskem motorju 5TDF. Pri takem izdelku se bati premikajo drug proti drugemu in delujejo v parih v vsakem posameznem cilindru. Ko oba bata dosežeta zgornjo mrtvo točko, se med njima vbrizga gorivo. Motorji te sorte lahko delujejo na različne vrste goriva, od kerozina do bencina. Za povečanje moči bokserskih motorjev so opremljeni s turbopolnilnikom.

Glavna prednost bokserskih motorjev je kompaktnost, majhne dimenzije. Uporabljajo se lahko na zelo majhnih letalih. Njihova moč je precej visoka. Zdaj se vse pogosteje uporabljajo v športnih letalih.

Glavna pomanjkljivost je velika poraba goriva in predvsem motornega olja. V primerjavi z motorji drugih tipov bokserski motorji porabijo dvakrat več goriva in maziv. Zahtevajo stalne menjave olja.

Moderji sodobnih letal

Sodobni batni letalski motorji so zelo zapleteni sistemi. Opremljeni so s sodobnimi enotami in sklopi. Njihovo delo zagotavljajo in nadzorujejo sodobni sistemi in naprave. Zaradi prijavenapredna tehnologija, je značilnost teže motorja znatno zmanjšana. Njihove zmogljivosti so se povečale, kar prispeva k njihovi široki uporabi v lahkem in športnem letalstvu.

Letalska olja

Olje v batnih letalskih motorjih deluje v precej težkih pogojih. To so visoke temperature v predelih batnih obročev, na notranjih delih batov, na ventilih in drugih komponentah. Zato, da bi zagotovili visokokakovostno delovanje motorja v pogojih znatnih temperatur, tlakov, obremenitev, uporabljajo visoko viskozna olja, ki so podvržena posebnemu čiščenju. Imeti morajo visoko mazljivost, ostati nevtralni do kovin in drugih konstrukcijskih materialov motorja. Letalska olja za batne motorje morajo biti odporna proti oksidaciji, ko so izpostavljena visokim temperaturam, da med skladiščenjem ne izgubijo svojih lastnosti.

Domači letalski motorji z bati

Zgodovina proizvodnje batnih motorjev v Rusiji se začne leta 1910. Množična proizvodnja se je začela med prvo svetovno vojno. V Sovjetski zvezi so leta 1922 začeli izdelovati sovjetske batne letalske motorje lastne zasnove. Z rastjo industrijske proizvodnje, vključno z letalstvom, je država začela množično proizvajati batne motorje 4 proizvajalcev. To so bili motorji V. Klimova, A. Shvetsova, obrat številka 29, A. Mikulin.

Po vojni se začne proces modernizacije letalstva ZSSR. Načrtovani in izdelani so letalski motorji za nova letala. Reaktivnikonstrukcija letal. Leta 1947 so vsa vojaška letala, ki so delovala pri velikih hitrostih, prešla na reaktivni pogon. Batni letalski motorji se uporabljajo samo na letalih za usposabljanje, šport, potniški in vojaški transport.

Največji letalski motor z batom

Najmočnejši batni letalski motor je bil ustvarjen v ZDA leta 1943. Imenoval se je Lycoming XR-7755. To je bil šestintridesetvaljni motor. Njegova delovna prostornina je bila 127 litrov. Zmogel je razviti moč 5000 konjskih moči. Zasnovan za letalo Convair B-36. Vendar serija ni šla. Ustvarjeno v dveh izvodih, kot prototipa.