Lentokoneen mäntämoottori: yleiskuvaus, laite ja ominaisuudet

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Pitkän aikaa, 1800-luvun lopusta 1900-luvun puoliväliin, mäntälentokoneiden moottori oli ainoa moottori, joka tarjosi lentokoneiden lentoja. Ja vasta viime vuosisadan 40-luvulla hän väistyi moottoreille, joilla oli muita toimintaperiaatteita - suihkuturbiini. Mutta huolimatta siitä, että mäntämoottorit ovat menettäneet asemansa, ne eivät ole kadonneet näyttämöltä.

Modernit sovellukset mäntämoottoreille

Tällä hetkellä lentokoneiden mäntämoottoreita käytetään pääasiassa urheilulentokoneissa sekä tilauksesta valmistetuissa pienissä lentokoneissa. Yksi tärkeimmistä syistä tämäntyyppisten moottoreiden vähäiseen käyttöön on se, että mäntämoottorin yksikkötehon suhde yksikkömassaan on huomattavasti pienempi verrattuna kaasuturbiineihin. Nopeudeltaan mäntämoottorit eivät voi kilpailla muiden lentokoneteollisuudessa käytettävien moottoreiden kanssa. Lisäksi niiden tehokkuus ei ylitä 30%.

mäntälentokoneiden moottorityypit

Mäntälentokoneiden moottorit eroavat pääasiassa sylinterien järjestyksestä kampiakselin suhteen. Tämän seurauksena erityyppisiä mäntämoottoreita on melko suuri määrä. Eniten käytetyt ovat seuraavat:

• V-muotoiset moottorit;
• mäntäsuuntainen radiaalimoottori, jossa sylinterit on järjestetty tähtikuvioon;
• boksimoottori, sen sylinterit ovat rivissä.

V-moottorit

Ne ovat tunnetuimpia ja käytetyimpiä polttomoottorityyppejä lentokoneteollisuudessa, eikä vain. Niiden nimi liittyy sylinterien ominaiseen järjestelyyn kampiakselin suhteen. Samalla niillä on erilainen taipumus suhteessa toisiinsa. Se voi vaihdella 10 - 120 astetta. Tällaiset moottorit toimivat samoilla periaatteilla kuin muut polttomoottorit.

V-muotoisella sylinterijärjestelyllä varustettujen moottoreiden etuja ovat niiden suhteellinen tiiviys, samalla kun ne säilyttävät tehon, sekä kyky saavuttaa kunnollinen vääntömomentti. Suunnittelu mahdollistaa merkittävien akselin kiihtyvyyksien saavuttamisen johtuen siitä, että käytön aikana syntynyt inertia on paljon suurempi kuin muun tyyppisissä polttomoottoreissa. Muihin tyyppeihin verrattuna näille on ominaista pienin korkeus japituus.

Tällaisilla moottoreilla on korkea kampiakselin jäykkyys. Tämä lisää rakenteellista lujuutta, mikä pidentää koko moottorin käyttöikää. Tällaisten moottoreiden toimintataajuudet vaihtelevat suurilla alueilla. Tämän avulla voit saada nopeasti vauhtia ja työskennellä tasaisesti rajatiloissa.

V-moottorilla varustettujen mäntälentokoneiden moottoreiden haittoja ovat niiden suunnittelun monimutkaisuus. Tämän seurauksena ne ovat paljon kalliimpia kuin muut tyypit. Lisäksi ne eroavat melko suuresta moottorin leveydestä. Myös V-muotoisille moottoreille on ominaista korkea tärinä, tasapainotusvaikeudet. Tämä johtaa siihen, että niiden eri osat on painotettava erityisesti.

Lentokoneen radiaalimäntämoottori

Tällä hetkellä radiaalimäntämoottorit ovat jälleen kysyttyjä ilmailussa. Niitä käytetään aktiivisesti urheilulentomalleissa tai tilauksesta valmistetuissa lentokoneissa. Kaikki ne ovat kooltaan pieniä. Radiaalityyppisen lentokoneen mäntämoottorin laite, toisin kuin muut moottorit, on siinä, että sen sylinterit sijaitsevat kampiakselin ympärillä yhtäläisissä kulmissa, kuten radiaaliset säteet (tähdet). Tämä antoi hänelle nimen - tähden muotoinen. Tällaiset moottorit on varustettu pakojärjestelmällä, joka eroaa säteittäisissä säteissä. Lisäksi tämän tyyppisessä moottorissa voi olla useita tähtiä - osastoja. Tämä on mahdollista, koska kampiakselin pituus kasvaa. Yleensä radiaalimoottorit valmistetaan parittomalla määrällä sylintereitä. Tämä mahdollistaa kipinän levittämisen sylinteriinyksi. Mutta he tekevät myös radiaalimoottoreita, joissa on parillinen määrä sylintereitä, mutta niiden lukumäärän on oltava enemmän kuin kaksi.

Säteittäisten moottoreiden suurin haittapuoli on öljyn tunkeutuminen moottorin alasylintereihin, kun lentokone on pysäköitynä. Tämä ongelma johtaa melko usein hetkellisen vesivasaran esiintymiseen, mikä johtaa koko kampimekanismin rikkoutumiseen. Tällaisten ongelmien estämiseksi ennen moottorin käynnistämistä alempien sylinterien kunto on tarkistettava jatkuvasti, jotta varmistetaan, ettei niihin pääse öljyä.

Radiaalimoottorien etuja ovat niiden pieni koko, helppokäyttöisyys ja kunnollinen teho. Yleensä ne asennetaan urheilumalleihin.

vastustettu lentokoneen mäntämoottori

Tällä hetkellä nyrkkeilylentokoneiden moottorit alkavat kokea uudelleensyntymistään. Koska ne ovat kooltaan pieniä ja suhteellisen kevyitä, ne sijoitetaan kevyisiin urheilulentokoneisiin. Ne pystyvät kehittämään riittävästi tehoa ja tarjoamaan erittäin suuria nopeuksia.

Boxer-moottoreilla on useita malleja:

1. Moottori valmistettu "boxer"-menetelmällä (Subaru). Tällaisissa moottoreissa toisiaan vastapäätä olevien sylinterien männät liikkuvat yhtä kaukana. Tämän seurauksena toinen on yläkuolopisteessä ja toinen alakuolopisteessä joka syklissä.

2. moottorit,varustettu OROS-laitteella (Opposed Piston Opposed Sylinder). Tällaisissa moottoreissa sylinterit sijaitsevat vaakasuorassa suhteessa kampiakseliin. Jokainen niistä sisältää kaksi mäntää, jotka liikkuvat toisiaan kohti käytön aikana. Kaukomäntä on yhdistetty kampiakseliin erityisellä kiertokangalla.

3. Moottori, joka on valmistettu Neuvostoliiton 5TDF-moottorissa sovelletun periaatteen perusteella. Tällaisessa tuotteessa männät liikkuvat toisiaan kohti ja toimivat pareittain kussakin yksittäisessä sylinterissä. Kun molemmat männät saavuttavat yläkuolokohdan, polttoainetta ruiskutetaan niiden väliin. Tämän lajikkeen moottorit voivat toimia erityyppisillä polttoaineilla, kerosiinista bensiiniin. Bokserimoottoreiden tehon lisäämiseksi ne toimitetaan turboahtimella.

Boxer-moottoreiden tärkein etu on kompakti, pienet mitat. Niitä voidaan käyttää hyvin pienissä lentokoneissa. Niiden teho on melko korkea. Niitä käytetään nyt yhä enemmän urheilulentokoneissa.

Suurin haittapuoli on korkea polttoaineen ja erityisesti moottoriöljyn kulutus. Muihin moottoreihin verrattuna bokserimoottorit kuluttavat polttoainetta ja voiteluaineita kaksi kertaa enemmän. Ne vaativat jatkuvaa öljynvaihtoa.

Modernit lentokonemoottorit

Nykyaikaiset mäntälentokoneiden moottorit ovat erittäin monimutkaisia järjestelmiä. Ne on varustettu nykyaikaisilla yksiköillä ja kokoonpanoilla. Heidän työnsä tuottavat ja ohjaavat nykyaikaiset järjestelmät ja laitteet. Hakemuksen vuoksiedistyneen teknologian ansiosta moottorin paino-ominaisuudet pienenevät merkittävästi. Niiden kapasiteetti on lisääntynyt, mikä os altaan edistää niiden laajaa käyttöä kevytmoottori- ja urheiluilmailussa.

Lentoöljyt

Lentokoneen mäntämoottorien öljy toimii melko vaikeissa olosuhteissa. Nämä ovat korkeita lämpötiloja männänrenkaiden alueilla, mäntien sisäosissa, venttiileissä ja muissa komponenteissa. Siksi moottorin korkealaatuisen toiminnan varmistamiseksi merkittävissä lämpötiloissa, paineissa ja kuormituksessa he käyttävät korkeaviskoosisia öljyjä, jotka puhdistetaan erityisellä tavalla. Niillä on oltava korkea voitelukyky, ne on pysyttävä neutraaleina metalleille ja muille moottorin rakennemateriaaleille. Mäntämoottoreiden lentoöljyjen on kestettävä hapettumista korkeissa lämpötiloissa, jotta ne eivät menetä ominaisuuksiaan varastoinnin aikana.

Kotimaan mäntälentokoneiden moottorit

Mäntämoottoreiden tuotannon historia Venäjällä alkaa vuodesta 1910. Massatuotanto alkoi ensimmäisen maailmansodan aikana. Neuvostoliitossa vuonna 1922 alettiin valmistaa omia mäntälentokoneiden moottoreita. Teollisen tuotannon, mukaan lukien ilmailun, kasvun myötä maa alkoi valmistaa massatuotantona neljän valmistajan mäntämoottoreita. Nämä olivat V. Klimovin, A. Shvetsovin, tehdas numero 29, A. Mikulinin moottorit.

Sodan jälkeen alkaa Neuvostoliiton ilmailun modernisointiprosessi. Uusien lentokoneiden lentokoneiden moottoreita suunnitellaan ja rakennetaan. Reaktiivinenlentokoneiden rakentaminen. Vuonna 1947 kaikki suurilla nopeuksilla lentävät sotilaskoneet siirtyivät suihkukäyttöön. Mäntälentokoneiden moottoreita käytetään vain koulutus-, urheilu-, matkustaja- ja sotilaslentokoneissa.

Suurin mäntälentokoneen moottori

Tehokkain mäntälentokoneen moottori luotiin Yhdysvalloissa vuonna 1943. Sen nimi oli Lycoming XR-7755. Se oli 36-sylinterinen moottori. Sen työtilavuus oli 127 litraa. Hän pystyi kehittämään 5000 hevosvoiman tehoa. Suunniteltu Convair B-36 -lentokoneelle. Sarja ei kuitenkaan mennyt. Luotiin kahtena kappaleena prototyypeinä.