Stermotor

De radiale motor is een soort vergeldende verbrandingsmotor configuratie waarin de cilinders 'stralen' naar buiten van een centrale carter als de spaken van een wiel. Het lijkt op een gestileerde ster gezien vanaf de voorkant, en is een "ster engine" in sommige talen genoemd. De radiale configuratie werd zeer vaak gebruikt voor vliegtuigmotoren voor turbinemotoren overheersend geworden.

Werking van de motor

Omdat de assen van de cilinders coplanair zijn, de drijfstangen niet allemaal rechtstreeks aan de krukas, tenzij mechanisch complex gevorkte drijfstangen worden gebruikt, die geen van alle succesvol zijn geweest. In plaats daarvan worden de zuigers verbonden met de krukas met een master-en-articulerende-stangenstelsel. Een zuiger, de bovenste één in de animatie, heeft een master staaf met een directe bevestiging aan de krukas. De overige zuigers drukknopverankeringen de drijfstangen om ringen rond de rand van het meesterstang. Extra "rijen" radiale cilinders worden toegevoegd om het vermogen van de motor toenemen zonder dat er aan zijn diameter.

Viertakt radials een oneven aantal cilinders per rij, zodat een consistente elke-andere-zuiger vurenorde kan worden gehandhaafd, het verstrekken van een goede werking. Bijvoorbeeld, een vijf-cilindermotor de ontstekingsvolgorde is 1, 3, 5, 2, 4 en terug naar de cilinder 1. Voorts blijft er steeds één zuiger spleet tussen de zuiger op zijn verbrandingsslag en de zuiger op compressie . De actieve beroerte direct helpt bij het comprimeren van de volgende cilinder te vuren, waardoor de beweging meer uniform. Indien een even aantal cylinders gebruikt, zou een gelijk interval afvuurcyclus niet haalbaar. Het prototype radiale Zoche aero-diesels hebben een even aantal cilinders, vier of acht; maar dit is niet problematisch, omdat ze twee-takt motoren, met het dubbele aantal van de macht slagen als een viertaktmotor.

De radiale motor normaliter gebruikt minder nokken dan andere soorten. Zoals bij de meeste viertaktmotoren de krukas neemt twee omwentelingen om de vier slagen van elke zuiger voltooien. De nokkenas ring is gericht langzamer draaien en in de tegenovergestelde richting van de krukas. De nokken zijn aangebracht in twee rijen van de inlaat en uitlaat. Voor bijvoorbeeld vier nokken dienen alle vijf cilinders, terwijl 10 nodig zou zijn voor een typische lijnmotor met hetzelfde aantal cilinders en kleppen.

De meeste stermotoren gebruiken overhead schotelkleppen aangedreven door stangen of lifters op een nokkenschijf die concentrisch met de krukas, met enkele kleinere radialen, zoals Kinner B-5 en Russisch Shvetsov M-11 met afzonderlijke nokkenassen in de carter van iedere cilinder. Een paar motoren gebruiken koker kleppen, zoals de 14-cilinder Bristol Hercules en de 18-cilinder Bristol Centaurus, die stiller en soepeler lopende maar vereisen veel strakker fabricagetoleranties.

Geschiedenis

CM Manly construeerde een watergekoelde vijf cilinder radiale motor 1901, een omzetting van een rotatiemotoren Stephen Balzer's voor Langley Aerodrome vliegtuigen. Engine Manly's produceerde 52 pk bij 950 rpm.

In 1903-1904 gebruikte Jacob Ellehammer zijn ervaring construeren motorfietsen eerste luchtgekoelde stermotor van de wereld op te bouwen, werd een drie-cilinder motor die hij gebruikte als basis voor een meer krachtige vijfcilinder model in 1907. Dit in zijn triplane geïnstalleerd en maakte een aantal korte vrije vlucht hop.

Een ander vroeg stermotor was de drie-cilinder Anzani, oorspronkelijk gebouwd als een W3 "fan" configuratie, waarvan één aangedreven Louis Blériot de Blériot XI over het Engels Kanaal. Vóór 1914, had Alessandro Anzani radiale motoren variërend van 3 cilinders vroeg genoeg te zijn gebruikt op een paar Franse gebouwde voorbeelden van de beroemde Blériot XI van de oorspronkelijke Blériot fabriek naar een enorme 20-cilinder motor van 200 pk ontwikkeld, met zijn cilinders in vier rijen van vijf flessen per stuk.

Stermotoren worden beschouwd als luchtgekoelde bijna per definitie zodat het interessant dat een van de meest succesvolle van de vroege stermotoren was Salmson 9Z serie negencilinder watergekoelde radiale motoren die tijdens het in grote aantallen geproduceerd Eerste Wereldoorlog. Georges Canton en Pierre unne gepatenteerde de originele motor ontwerp in 1909, biedt het aan de Salmson bedrijf en de motor werd vaak bekend als de Canton-unne.

Van 1909 tot 1919 de radiale motor werd overschaduwd door zijn nauwe verwant, de rotatiemotor die verschilden van de zogenaamde "stationaire" radiaal doordat het carter en cilinders draaide de propeller. Mechanisch was identiek qua concept met de latere radiale behalve dat de propeller bouten aan de motor en de krukas om het casco. Het probleem van de koeling van de cilinders, een belangrijke factor bij de vroege "stationaire" radialen opgelost door de motor opwekken van een eigen koeling luchtstroom.

Weinig ontwikkeling van de stermotor werd uitgevoerd in Duitsland tijdens de Eerste Wereldoorlog, waar de meeste vliegtuigen gebruikt watergekoelde inline 6-cilinder motoren. De Duitse Oberursel firma gemaakt gelicentieerde kopieën van de Gnome en Le Rhône roterende powerplants terwijl Siemens-Halske bouwde een aantal van hun eigen ontwerpen, waaronder het Siemens-Halske Sh.III elf-cilinder roterende motor, die ongebruikelijk voor de periode die naar beneden gericht was , zodat de motor "totale" rotatiesnelheid kan draaien op een hogere snelheid dan de schroef die nog stevig is vastgeschroefd aan het carter en cilinders, zoals met de meeste andere roterende stermotoren de krukas en de bijbehorende inwendige onderdelen draaien in tegengestelde richting door conische tandwielen aan de achterzijde van het carter.

In de Eerste Wereldoorlog, veel Franse en andere geallieerde vliegtuigen vlogen met Gnome, Le Rhône, Clerget en Bentley rotatiemotoren, de ultieme voorbeelden van die bereikt 240 pk.

Tegen het einde van de oorlog de rotatiemotor de grenzen van het ontwerp had bereikt, met name wat betreft de hoeveelheid brandstof en lucht kan worden getrokken in de cilinder door de holle krukas, terwijl de vooruitgang in zowel metallurgie en cilinderkoeling eindelijk toestemming stationaire radiale motoren rotatiemotoren vervangen. In het begin van 1920 omgezet Le Rhône een aantal van hun rotatiemotoren in stationaire stermotoren hoewel de meeste vroege stermotoren waren nieuw.

Door 1918, werden de potentiële voordelen van radialen luchtgekoelde over de watergekoelde lijnmotor en luchtgekoelde roterende motor die de Eerste Wereldoorlog vliegtuigen had aangedreven gewaardeerd, maar bleef niet-gerealiseerde. Terwijl de Britse ontwerpers de ABC Dragonfly radiale in 1917 had geproduceerd, waren ze niet in staat om de koeling problemen op te lossen, en het was pas in de jaren 1920 dat de Bristol Aeroplane Company en Armstrong Siddeley produceerde betrouwbare radialen luchtgekoelde zoals de Bristol Jupiter en de Armstrong Siddeley Jaguar.

In de Verenigde Staten, de National Advisory Committee for Aeronautics merkte in 1920 dat radialen luchtgekoelde een verhoging van het vermogen-gewichtsverhouding en betrouwbaarheid te kunnen bieden, en door 1921 de US Navy had aangekondigd dat het zou alleen maar oog vliegtuigen uitgerust met lucht -cooled radialen terwijl andere marine lucht armen volgden. Charles Lawrance's J-1-motor is ontwikkeld in 1922 met de Marine van de financiering, en het gebruik van aluminium cilinders met stalen liners liep voor een ongekende 300 uur, op een moment dat 50 uur uithoudingsvermogen was normaal. Op aandringen van het leger en de marine kocht de Wright Aeronautical Corporation Lawrance gezelschap, en de daaropvolgende motoren werden gebouwd onder de naam Wright. De radiale motoren gaf vertrouwen om loodsen van de marine het uitvoeren van lange-afstands vluchten boven water.

225 pk J-5 Whirlwind stermotor van 1925 Wright werd alom erkend als "de eerste echt betrouwbaar vliegtuigmotoren". Wright gebruikt Giuseppe Mario Bellanca om een ​​vliegtuig te ontwerpen om het te presenteren, en het resultaat was de Wright-Bellanca 1 of WB-1, die voor het eerst werd gevlogen in de tweede helft van dat jaar. De J-5 werd gebruikt op vele geavanceerde vliegtuigen van de dag, met inbegrip van Charles Lindbergh's Spirit of St. Louis, waarmee hij de eerste solo transatlantische vlucht.

In 1925, de Amerikaanse rivaal bedrijf om stermotor productie inspanningen van Wright's, Pratt & amp; Whitney, werd opgericht. De P & amp; Eerste aanbod W firma, de Pratt & amp; Whitney R-1340 Wasp, testen later dat jaar lopen, begon de evolutie van de vele modellen van Pratt & amp; Whitney radiale motoren die waren om te verschijnen in het tweede kwartaal van de 20e eeuw, onder wie de 14-cilinder, twee-rij Pratt & amp; Whitney R-1830 Twin Wasp, de meest geproduceerde luchtvaart motor van een enkel ontwerp, met een totale productie hoeveelheid van bijna 175.000 motoren.

In het Verenigd Koninkrijk werd de Bristol Aeroplane Company zich te concentreren op het ontwikkelen van radialen zoals Jupiter, Mercurius en de huls ventiel Hercules radialen. Frankrijk, Duitsland, Rusland en Japan grotendeels gebouwd in licentie of lokaal verbeterde versies van de Armstrong Siddeley, Bristol, Wright, of Pratt & amp; Whitney radialen.

Radial versus inline debat

Terwijl inline vloeistofgekoelde motoren blijven gewoon is in nieuwe ontwerpen zijn tot laat in de Tweede Wereldoorlog, radiale motoren gedomineerd daarna tot ingehaald door straalmotoren, met het einde van de oorlog Hawker Sea Fury en Grumman Bearcat, twee van de snelste productie-zuiger-engined vliegtuigen ooit gebouwd, met behulp van radiale motoren. Factoren die de keuze van de radiale dan inline waren betrouwbaarheid en eenvoud in onderhoud, evenals hoge vermogen-gewichtsverhouding.

Multi-rij radialen

Oorspronkelijk radiale motoren had een rij van de cilinders, maar de motor maten verhoogd werd het noodzakelijk om extra rijen toe te voegen. De eerste bekende radiale-configuratie motor ooit een twin-rij ontwerp te gebruiken was de 160 pk Gnôme "Double Lambda" rotatiemotor van 1912, ontworpen als een 14-cilinder dubbele rij versie van 80 pk Lambda op een rij het bedrijf zeven roterende cilinder. Alleen de Duitse Oberursel U.III kloon van de Double Lambda reproduceren van de Gnome Double Lambda's twin-rij ontwerp voor het einde van de Eerste Wereldoorlog I.

Twee rijen ontwerpen begonnen te verschijnen in grote aantallen in de jaren 1930, toen grootte en gewicht vliegtuigen gegroeid tot het punt waar een rij motoren van het benodigde vermogen waren simpelweg te groot praktisch. Twee-rij ontwerpen had vaak problemen met de koeling van de achterste bank van de cilinders, maar een groot aantal schotten en vinnen werden geïntroduceerd, dat grotendeels geëlimineerd deze problemen. Het nadeel was een relatief groot frontaal oppervlak dat moest open worden gelaten om voldoende luchtstroom, waardoor de hoeveelheid weerstand verhoogd bieden. Dit leidde tot een aanzienlijke argumenten in de industrie in de late jaren 1930 over de mogelijkheid van het gebruik van radialen voor high-speed vliegtuigen net als de moderne strijders.

De oplossing werd geïntroduceerd met de BMW 801 14 cilinder dubbele rij radiale. Kurt Tank ontwierp een nieuw koelsysteem voor deze motor met een hoge snelheid ventilator gebruikt om perslucht te blazen in kanalen die lucht dragen naar het midden van de banken, waarbij een reeks van keerschotten gericht de lucht over alle cilinders. Hierdoor kon de koelhuis strak past rond de motor, het verminderen van weerstand, maar met behoud van voldoende koellucht naar achteren om de motor goed werkt houden. Basisconcept werd snel overgenomen door veel andere fabrikanten en vele late Tweede Wereldoorlog vliegtuigen terug naar de radiale ontwerp als nieuwer en veel grotere designs begon te worden ingevoerd. Voorbeelden zijn de Bristol Centaurus op de Hawker Sea Fury of Shvetsov Ash-82 in de Lavochkin La-7.

Voor een nog grotere kracht die verdere rijen was te moeilijk om praktisch overwegen geacht vanwege de problemen van het verschaffen van de vereiste luchtstroom naar achteren banken. Grotere motoren ontwikkeld, maar deze algemeen gebruikt waterkoeling voor deze problemen, hoewel dit sterk toegenomen complexiteit van de ontwerpen en geëlimineerd enkele van de voordelen van de radiale luchtgekoelde ontwerp. Een voorbeeld van dit concept is de BMW 803, die nooit in dienst.

Een belangrijke studie in de luchtstroom rond radialen met behulp van windtunnels en andere systemen werd uitgevoerd in de VS uitgevoerd en aangetoond dat voldoende luchtstroom beschikbaar via zorgvuldige ontwerp was. Dit leidde tot de R-4360 die 28 cilinders die in een rij 4 maïskolf configuratie. De R-4360 zag dienst op grote Amerikaanse vliegtuigen in de post-Tweede Wereldoorlog periode. De VS en Sovjet Unie heeft experimenten met grotere radialen, maar de UK verlaten dergelijke ontwerpen vóór nieuwere versies van Centaurus en snelle beweging om het gebruik van turboprop, die gemakkelijk overschreden radialen macht zonder het gewicht of de complexiteit.

Large radialen bleef bouwen voor andere toepassingen echter, hoewel zij niet meer voor. Een voorbeeld is het net als de Zvezda diesel boot motor serie met 56 cilinders of 112-cilinders in 8 of 16 rijen van 7 cilinders elk verplaatsen van 383 liter en het produceren van 10.000 pk. Deze werden gebruikt op snelle aanval ambacht, zoals Osa klasse raket boten.

Moderne radialen

Een aantal bedrijven blijven radialen te bouwen vandaag. Vedeneyev produceert de M-14P radiale van 360-450 pk zoals gebruikt op Yakovlev en Sukhoi aerobatic vliegtuigen. De M-14P wordt ook gebruikt door bouwers van zelfbouw vliegtuigen, zoals de Culp Special en Culp Sopwith Pup, Pitts S12 "Monster" en de Murphy "Moose". 110 pk 7-cilinder en 150 pk 9-cilinder motoren zijn verkrijgbaar bij de Australische Rotec Engineering. HCI Aviation biedt de R180 5-cilinder) en R220 7-cilinder (110 pk), beschikbaar "klaar om te vliegen" en als een build-het-zelf kit. Verner Motor van de Tsjechische Republiek bouwt nu een aantal radiale motoren variërend in vermogen 25-150 pk. Miniatuur radiale motoren voor modelvliegtuigen zijn verkrijgbaar bij OS Motoren, Saito Seisakusho van Japan en Shijiazhuang China, en Evolutie en Technopower in de Verenigde Staten.

Diesel radialen

Terwijl de meeste radiale motoren zijn geproduceerd voor benzine, diesel zijn er stermotoren geweest. Twee grote voordelen ten gunste dieselmotoren lager brandstofverbruik en minder brandgevaar.

Packard ontwierp en bouwde een 9-cilinder 980 cubic inch verplaatsing diesel radiale vliegtuigmotoren, de 225 pk's DR-980, in 1928. Op 28 mei 1931 een DR-980 aangedreven Bellanca CH-300, met 481 liter brandstof, bestuurd door Walter Edwin Lees en Frederick Brossy een record voor Aloft een verblijf van 84 uur en 32 minuten zonder te worden bijgetankt. Dit record stond voor 55 jaar tot gebroken door de Rutan Voyager.

De experimentele Bristol Phoenix van 1928-1932 was de vlucht succesvol getest in een Westland Wapiti en stel hoogte records in 1934, die duurde tot de Tweede Wereldoorlog.

In 1932 ontwikkelde het Franse bedrijf Clerget de 14D, een 14-cilinder tweetakt diesel stermotor. Na een reeks verbeteringen, in 1938 de 14F2 model geproduceerd 520 pk bij 1.910 tpm cruise macht, met een vermogen-gewichtsverhouding in de buurt van die van de hedendaagse benzinemotoren en een specifiek brandstofverbruik van ongeveer 80% dat voor een gelijke benzinemotor. Tijdens de Tweede Wereldoorlog bleef het onderzoek, maar geen massa-productie opgetreden als gevolg van de Duitse bezetting. Door 1943 de motor was gegroeid tot meer dan 1.000 pk met een turbo te produceren. Na de oorlog werd de Clerget bedrijf geïntegreerd in de SNECMA bedrijf en had plannen voor een 32-cilinder dieselmotor van 4000 pk, maar in 1947 het bedrijf verlaten zuigermotor ontwikkeling ten gunste van de opkomende turbinemotoren.

De Nordberg Manufacturing Company van de Verenigde Staten ontwikkeld en geproduceerd een reeks van grote tweetakt radiale dieselmotoren uit de late jaren 1940 voor elektrische productie, vooral op aluminium smelterijen en voor het verpompen van water. Ze verschilden van de meeste radialen in dat hadden ze een even aantal cilinders in een enkele bank en een ongebruikelijke dubbele meester drijfstang. Varianten werden gebouwd die kunnen worden uitgevoerd op zowel diesel of benzine of mengsels van beide. Een aantal van de powerhouse-installaties gebruik te maken van een groot aantal van deze motoren werden gemaakt in de VS.

Perslucht radiale motoren

Een aantal radiale motoren die op perslucht zijn ontwikkeld, voornamelijk voor gebruik in modelvliegtuigen en gascompressoren.

Gebruik in tanks

In de jaren voorafgaand aan de Tweede Wereldoorlog, zoals de behoefte aan gepantserde voertuigen gerealiseerd, ontwerpers werden geconfronteerd met het probleem van hoe de auto de macht, en wendde zich tot het gebruik van vliegtuigmotoren, onder hen radiale types. De radiale vliegtuigmotoren verstrekt groter vermogen-gewichtsverhouding en waren betrouwbaarder dan conventionele inline voertuig motoren beschikbaar op het moment. Deze afhankelijkheid had een kleine nadelen: als de motoren verticaal zijn gemonteerd, zoals in Lee M3 en M4 Sherman, hun relatief grote diameter gaf de tank hoger dan silhouet ontwerpen met behulp lijnmotoren.

De Continental R-670, een 7-cilinder radiale vliegtuigmotoren die vloog voor het eerst in 1931, werd een veel gebruikte tank motor, in de M1 Combat Car wordt geïnstalleerd, M2 Light Tank, M3 Stuart, M3 Lee, LVT-2 Water Buffalo.

De Guiberson T-1020, een 9-cilinder diesel radiale vliegtuigmotoren, werd gebruikt in de M1A1E1, terwijl de Continental R975 zag dienst in de M4 Sherman, M7 Priest, M18 Hellcat tank destroyer, en de M44 Zelfrijdende Houwitser.

Model radiale motoren

Een aantal multi-cylinder 4-takt motoren model commercieel verkrijgbaar in een radiale configuratie is, beginnend met de Japanse OS FR5-300 vijf-cilinder, 3,0 cu.in. Max firma verplaatsing "Sirius" radiaal in 1986. De Amerikaanse "Technopower" stevig had kleinere cilinderinhoud vijf- en zeven-cilinder model radiale motoren al in 1976 gemaakt, maar de motor van de OS firma was de eerste in massa geproduceerde stermotor ontwerp in aeromodeling geschiedenis . De rivaal Saito Seisakusho bedrijf in Japan heeft sindsdien produceerde een vergelijkbare grootte vijfcilinder radiale viertakt model motor van hun eigen land als een directe concurrent van de OS design, met Saito ook het creëren van een trio van drie-cilinder radiale motoren, variërend van 0,90 cu .in. tot 4,50 cu.in. verplaatsing, maar ook alle nu in benzine- formaat tot 84 cm verplaatsing voor gebruik met benzine. De Duitse Seidel firma voorheen gemaakt, zowel zeven en negen-cilinder "grote" radio control model radiale motoren, meestal voor gloeibougie ontsteking, met een experimenteel veertien-cilinder twin-rij radiale uitgeprobeerd - de Amerikaanse Evolution bedrijf verkoopt nu de Seidel -ontworpen radialen, met hun productie wordt gedaan in India.

(0)
(0)
Commentaren - 0
Geen commentaar

Voeg een reactie

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tekens over: 3000
captcha