Pístové letecké motory

Alfik · Příspěvek od **Alfik** » 28/11/2008, 13:03

Tak já se s tím píšu, obrázky sháním, a ty mě předběhneš???
Ovšem kvalitně, a to je třeba zdůraznit. Gratuluji.

Alfik · Příspěvek od **Alfik** » 28/11/2008, 13:15

Dovolím si přidat poznámku k dvoudobým motorům:
Nepoužívají se (přinejmenším ne běžně) hned ze třech důvodů:
1) Dvoutakt má problémy s udržováním stálých otáček, i mnohaválcové by měly výkyvy. Ve spojení s nějakým zařízením pro změnu úhlu nastavení vrtule, ať už aeromechanickým nebo stáloobrátkovým by navíc mohly vznikat zázněje.
2) Mají sice vyšší měrný výkon ("výkon na kilogram své hmotnosti" pro netechniky), ale také nedokonalé vyplachování (tím se myslí že někdy zůstane ve válci část spálené směsi a někdy naopak část nespálené směsi unikne do výfuku), které vede k problematickému využití směsi, a to se se zvyšující výškou zhoršuje. Proto jsou mnohem náchylnější na pokles výkonu nad cca 10 000 ft (3 500 m), a na přeplňování jsou citlivější než 4takty - vlastně si nevzpomínám že bych přeplňovaný 2takt kdy viděl...
3) tatáž příčina jako u bodu 2 vede celkem logicky ke zvýšení nebezpečí požáru.

lkala · Příspěvek od **lkala** » 28/11/2008, 19:29

Nevěděl jsem ze je zde jeste nekdo,
kdo chce toto téma. Pokud jsem tě předběhl, tak se
omlouvám, ale skutečně jsem to nevěděl.

Alfik · Příspěvek od **Alfik** » 28/11/2008, 20:46

Nééé naopak, neomlouvej se a ještě jednou gratuluji

Nechtěl jsem ho, jen jak jsme se dohadovali o motorech na vlákně o Šturmoviku tak jsem napsal že něco vypotím, ale nemám čas... na nic

kromě chlastu, bab a jiných zbožných věcí.

Ekolog · Příspěvek od **Ekolog** » 30/11/2008, 10:56

Jen mi dovolte malé doplnění na příspěvek Alfik, 28.11.08 13:15:
O přeplňováném zážehovém leteckém motoru jsem neslyšel. Pokud by někdo mohl doplnit informace, budu velice vděčný. Jiná situace je u vznětových motorů. Němci koncem 30 let přišli s koncepcí dvoutaktních motorů Jumo 205 C-4 a jejich odvozenin, přeplňovaných mechanickým dmychadlem, se slušnou výškovostí. Jednalo se o motor s protiběžnými písty, nesymetrickým rozvodem pístem. Viz obrázek:

O jiných leteckých dieselech (SSSR) nemám informace. Ale používaly se u Jer -2. V současné době nevím o použití dieselů v letectví.
Dále musím připomenout, že koncepce dieselů přeplňovaných turbodmychadlem byla oblíbená u automobilových, lokomotivních a především lodních motorů. Jednalo se především o motory s protiběžnými písty nebo motory s výfukem řízeným rozvodem pístem a sání řízeno ventily, což umožňovalo vysoký plnící tlak. Postupné vyplachování, (pístový tok), umožňuje dobré vyplachování. Velké lodní motory jsou především dvoutaktní. Setkal jsem se s traktorovým!!! motorem, osmiválec do V, s výfukem řízeným rozvodem pístem a sání řízeno ventily, turbo. Dvojnásobný výkon proti obvyklým čtyřtaktům, dvojnásobné otáčky, okolo 5 000 za min.!!! Výroba USA.
Jinak se omlouvám, za dvojí vložení obrázku. Každý nějak začíná ...

jean2005 · Příspěvek od **jean2005** » 1/12/2008, 06:28

K leteckým dieselům v SSSR viz ještě toto, cituji:
"V roce 1940 byly na letounu TB-7 experimentálně vyzkoušeny nové naftové řadové dvanáctiválce M-40 konstruktéra A. D. Čaromského. Měly výkonnost 1 000 koní a právem se o nich předpokládalo, že přispějí ke značnému prodloužení doletu tohoto bombardéru. To se skutečně potvrdilo. Rychlost sice klesla na 393 km/h v 5 600 metrech a dostup na 9 200 m, avšak dolet se prodloužil dokonce na 7 820 km s nákladem pum 2 000 kg. Bohužel však chod motorů byl velmi nepravidelný a navíc zásadní závada v jejich regulaci byla zdrojem nepředvídaných obtíží.

Při této příležitosti můžeme uvést několik informací o vývoji letadlových naftových motorů v SSSR. Jejich konstruktér A. D. Čaromskij se zabýval v ústavu CIAM touto prací již od roku 1931. S velkými obtížemi se mu podařilo zkonstruovat v roce 1933 naftový dvanáctiválec AN-I o 850-900 k a později jeho zdokonalenou verzi AN-IA. Protože vlastní sovětský vývoj nedával slibné výsledky, byly v roce 1935 zakoupeny německé motory Jumo 4 a Jumo 5. Z nich byl Jumo 4 zkoušen na letounu R-5; pilot A.I.Žukov s ním létal dokonce 12 hodin a jednu minutu bez mezipřistání. Zkušenosti s AN-1 a ze zkoušek motorů Jumo pak A.D.Čaromskij využil při konstrukci dvanáctiválců M-30 a M-40, jejichž první prototypy byly hotovy v roce 1939 (v roce 1941 byly přejmenovány na AČ-30 a AČ-40).Po nezdaru motorů M-40 se Čaromskij soustředil na typ M-30, z něhož byly vyvinuty obměny AČ-30B a BF, AČ-31 a AČ-32. Měly jmenovitou výkonnost 1 250 k a vzletovou 1 500 k. V roce1941 bylo několik sériových Pe-8 vybaveno motory AČ-30B, ale postupně se opět montovaly benzínové typy AM-35A. Těch však začínal být velký nedostatek, protože továrny počítaly s přednostní dodávkou pro stíhací letouny MiG-3. Proto se V. M. Petljakov ohlížel po náhradní motorové jednotce a našel ji v novém výškovém čtrnáctiválci M-82 konstruktéra A.D.Švecova. V květnu 1941 byl vyzkoušen Pe-8 s touto motorovou jednotkou a výsledky nebyly špatné, třebaže výkony zaznamenaly další mírný pokles: maximální rychlost klesla v 2 600 metrech na 405 km/h, dostup na 8 000 m, avšak dolet při 5 800 km zůstal na výši."

Příspěvek od **Pátrač** » 1/12/2008, 11:18

Zde bych chtěl upozornit na jeden málo známý a asi velmi obtízně dostupný zdroj. Napsal to v 60 letech Němeček a jmenuje se to SOVĚTSKÁ LETADLA. Vyšlo to jen jednou a já to měl v rukách někdy před 15 lety. Zhlediska toho co s dělo v SSSR a to v četně motorů by to mohl velmi cenný zdoj.

lkala · Příspěvek od **lkala** » 1/12/2008, 22:38

lkala · Příspěvek od **lkala** » 3/12/2008, 00:29

Pístové letecké motory – druhý doplněk

Druhý doplněk zaměříme na prohloubení informací o vstřikování vody do směsi a její vliv na výkon leteckého pístového motoru. Této problematice byla věnována jistá pozornost již ve čtvrté části hlavního textu, ale bylo by vhodné tuto část ještě rozvést. Vstřikování vody do spalovacího motoru je jistým „exotickým“ prvkem, který patří hlavně k leteckým pístovým motorům.

Hlavní důvody vstřikování vody do spalovacího motoru jsou uvedeny v hlavním textu práce. Na základě tohoto provedeme další podrobnější rozbor jejího vlivu.
Z hlediska celkového pohledu na systémy vstřikování vody do spalovacího motoru je důležité zejména umístění vstřikovacích trysek těchto systémů. V konstrukci leteckých pístových motorů za druhé světové války se prosadily tyto:

a) Systém vstřikování vody před sací ventil

Při tomto umístění vstřikovačů se voda dostává do válce motoru z velké části v kapalné podobě. To je dáno zejména krátkou dobou, kterou má vstřikovaná voda na odpaření ve směsi. Dále je důležité, že k tomuto odpaření dochází z velké části až ve spalovacím prostoru. Proto odpařující se voda odebírá teplo hlavně stěnám spalovacího prostoru, mnohem méně již vlastní směsi vzduchu a benzinu. Část takto vstřikované vody se navíc nestihne odpařit vůbec a setrvá ve formě kapiček ve válci až do začátku vznícení směsi. Kapičky se následně v průběhu počátku hoření odpaří, ale jejich přítomnost se projevuje mnohem intenzivnějším zpomalením šíření plamene (ve srovnání s vodní párou). Rovněž vzestup tlaku ve válci je nižší a také pozdější (opožděný ve srovnání s běžným chodem motoru). Tyto vlivy mají za důsledek značné snížení celkového maximálního tlaku ve válci a také expanzní práce, což snižuje celkovou získanou indikovanou práci motoru. (zde viz doplněk č. 1). Zároveň klesá i indikovaná účinnost motoru.

b) Systém vstřikování vody do kompresoru

Při tomto umístění vstřikovacích trysek se velká většina vstřikované vody odpaří již před sacím ventilem motoru. Proto do spalovacího prostoru vstupuje voda ve formě páry. Při použití této formy vstřikování vody se snižuje hlavně teplota samotné směsi, mnohem méně již teplota stěny válců. Důsledkem je nižší zpomalování šíření plamene, než v prvním případě. Ve srovnání s prvním případem je zde také rozdíl ve výši tlaků ve válci. Při tomto způsobu vstřikování dochází k nárůstu celkového maximálního tlaku a tím i zvýšením indikovaného výkonu.

Z hlediska uvažování nad vstřikováním vody je důležité poznamenat, že u konkrétních leteckých motorů v druhé světové válce se z praktických důvodů používal stálý optimální předstih zážehu. To je z hlediska vstřikování vody velmi důležité, neboť to značně snižuje účinnost všech těchto systémů. Oba tyto způsoby vstřikování vody totiž z důvodu nárůstu prodlevy vznícení směsi ve válci vyžadují značně větší předstih zážehu směsi, než v případě běžného provozu motoru. Zjednodušeně si to lze představit tak, že shoření směsi vzduchu, paliva a vody (páry) trvá déle, než shoření směsi vzduchu a paliva. Proto je nutno tuto směs zapálit dříve, aby ve stejném čase stačila shořet.

Nyní přistupme k jednotlivým vlivům přítomnosti vody ve směsi paliva a vzduchu. Rád bych požádal, aby čtenář následujícímu grafu věnoval velkou pozornost, protože je pro pochopení vstřikování vody klíčový.

Obrázek

Obr. č. 1 – vliv množství vstřikované vody

Jednotlivé osy i celý graf je poměrně dobře popsán, proto pouze dva doplňky. Ni znamená indikovaný výkon a Ci spotřebu motoru. Graf je výsledek měření na konkrétním leteckém motoru s kompresním poměrem 7, při otáčkách 2 800 ot/min, plnícím tlaku 1,63 ATA, složení směsi 0,7 (bohatá směs), předstihu zážehu 30 st. a kapalinovým chlazením. Křivce 1 odpovídá umístění vstřikovače vody před sacím ventilem, křivce 2 v kompresoru.
V horní části osy y je závislost teploty ve středu hlavy na množství vstřikované vody. Výrazně lepší výsledek při použití vstřikovače u sacího ventilu je dán již výše zmíněným složením vody ve válci. Při takto umístěném vstřikovači je ve válci voda v kapalné podobě, která mnohem výrazněji přispívá v ochlazení stěn válcem, než pára. Ta má také jistý chladící účinek na stěny válců, ale nižší než kapalná voda. Se zvětšováním množství vstřikované vody tento rozdíl stále narůstá. Pokles teploty spalovacího prostoru má pozitivní vliv na snížení nebezpečí detonačního spalování, zejména v tzv. „horkých místech“. Dále viz hlavní text práce, kde je tato problematika detailněji zpracována.
Spotřeba vzduchu v závislosti na množství vody a způsobu jejího vstřikování je ve středu grafu. Spotřeba vzduchu v případě vstřikování vody před sacím ventilem je konstantní. V případě vstřikování v kompresoru se s narůstajícím objemem vstřikované vody zvyšuje. Celé to má vysvětlení v množství odpařené vody. V případě vstřikování do kompresoru totiž dojde k odpaření vody v důsledku teploty vzduchu. Toto odpaření způsobí pokles teploty směsi a zároveň vzniká vodní pára. Problém je v tom, že objem, který ztratí vzduch z důvodu poklesu své teploty odpařením vody, není totožný s objemem vzniklé vodní páry. Objem vodní páry je menší, proto v motoru dochází ke zvyšování spotřeby vzduchu. V případě vstřikování vody před sacím kanálem je velká část vody ve válci v kapalné podobě. Proto zde není nárůst spotřeby vzduchu.
Další část grafu tvoří maximální spalovací tlak. Jednotka kg/cm2 je rovna 1 ATA. Z průběhu grafu je zřejmé, že u vstřikování vody před sací kanál je vyšší počáteční tlak ve válci, ale také výrazně vyšší pokles se zvětšujícím se objemem vody. Při vstřikování do kompresoru je tlak relativně dlouho přibližně konstantní, k poklesu dochází až u vyšších objemů vody v palivu.
Spodní dvojice grafů vyjadřuje průběh výkonu a spotřeby paliva. Indikovaný výkon motoru v případě vstřikování před sací ventily klesá při zvyšování množství vody (ovšem z vyšší hodnoty). To je způsobeno poklesem indikované účinnost oběhu (při konstantním množství vzduchu). V případě vstřikování do kompresoru roste spotřeba vzduchu při zhruba konstantní indikované účinnosti, což má za následek nárůst výkonu při zvyšování množství vzduchu.

Oba způsoby vstřikování vody tedy způsobují značné zmenšení možnosti detonačního spalování. V případě vstřiku před sací ventil dochází k relativně malému poklesu teploty směsi, ale výraznému poklesu tlaku ve spalovacím prostoru. V druhém případě je situace opačná, pokles tlaku je nevýznamný, ale výrazné snížení teploty směsi má na detonační spalování kladný vliv. Oba způsoby vstřikování tedy dělají každá jiným způsobem totéž. Experimentální měření ovšem prokázala, že potlačení detonačního spalování je v obou případech zhruba stejné. Z hlediska detonačního spalování je tedy jedno, který ze systémů bude použit.
Na následujícím obrázku je vliv množství vstřikované vody na zvětšení plnícího tlaku motoru. Graf byl získán z výsledků experimentů na větším množství motorů.

Obrázek

Obr. č. 2 – vliv množství vstřikované vody na plnící tlak

100 mm rt. sl. = 0,14 ATA

Je ovšem nutné poznamenat, že při vyšších poměrech vody k palivu již nevyhnutelně narůstají problémy se vznícením takovéto směsi. Proto bylo u leteckých motorů za druhé světové války množství vstřikované vody k palivu maximálně asi 20 až 30 % (dle mých údajů). Vliv potlačení detonačního spalování na výkon motoru byl demonstrován v hlavním textu této práce.

Dále je nutné si uvědomit, že vodu v letadle je nutné uchránit proti zamrznutí (obvykle vhodnými přísadami).

Případné dotazy adresujte do fóra.

Zdroje: Letadlové pístové motory, Maslennikov, Rapiport, Moskva 1950

lkala · Příspěvek od **lkala** » 8/12/2008, 19:28

Chtěl bych se zeptat případných čtenářů, kam by si přály zaměřit
další směřování tohoto tématu.

Příspěvek od **Pátrač** » 8/12/2008, 20:52

Myslím si, že se Ti daří nejen udržovat nastavenou laťku ale mám pocit že jsi ji ještě maličko pozvedl. Na to už by normální flop nestačil.

Je několik možností kam směřovat dále. Tedy pokud bych Ti do toho mohl kecat.

1. Můžež vybrat z každého státu nějaký opravdu zajímavý motor. U SSSR třeba AŠ 82, u Angličanů třeba Merlin 28, a tak bys mohl pokračovat.

2. Můžeš jít cestou kuriozit v konstrukcích, třeba ten německý motor tuším jeden z řady JUMO, který měl 6 válců ale 12 pístů.

3. Nebo se můžeš podívat na slepé uličky v konstrukcích, najdeš jich dost

Ale je to na Tobě. Je vidět že jsi opravdu v obraze. Pokračuj, Tvoje práce je potěšení číst.

Příspěvek od **Tempik** » 9/12/2008, 05:09

Vím že je to trochu mimo tohle téma, ale já bych třeba uvítal trochu teorie i o přenášení síly z motoru. Třeba by mě zajímalo, jakou výhodu a nevýhodu mají které vrtule. Němci se drželi třílistýych se širšími listy, spojenci listy navyšovali atd. Co má jaké vyhody?

lkala · Příspěvek od **lkala** » 9/12/2008, 16:34

S teorii vrtule vás budu muset odkázat na někoho jiného, sám o tom moc nevím. Ale mám takový pocit, že na tomto fóru jsou lidé, kteří by to mohli objasnit. Moje znalosti o vrtulích končí u vrtulové charakteristiky, tedy vzájemné součinnosti vrtule a motoru, ale vlastní teorií různých druhů vrtulí jsem se nikdy nezabýval. To již je aerodynamika a tím jsem nepoznamenán (bohužel).

Pátrač má pravdu, mám totiž takový pocit, že ta suchá teorie nikoho moc nezajímá. Napíšu tedy něco o konkrétních motorech a uveřejnil bych to samostatně, tento link bych si nechal pro tu teorii. Tu bych časem postupně rozšiřoval. Mám teď sehnané nějaké informace o Jumo 205, to je ten motor s protiběžnými písty. Tak o něm něco napíšu.

Ještě má takový malý dotaz. Nevíte někdo, v jakém letadle byl používán motor D-11. Je to vznětový pětiválcový hvězdicový motor (čtyřtakt) sovětské výroby z 30-tých let. Údajně byl používán pro nějaká lehká sovětská letadla (asi cvičná), ale na netu ani jinde jsem nenašel letadlo, které by ho mělo.

Příspěvek od **skelet** » 9/12/2008, 16:42

Neměl jej Polikarpov Po-2?
EDIT: pardon blbost

jean2005 · Příspěvek od **jean2005** » 9/12/2008, 16:53

Ikala: a není to překlep nebo překouknutí? Motor Švecov M-11D byl opravdu v sovětských cvičných Jak UT-1 a UT-2 i v Po-2 a měl pět válců.

reddog · Příspěvek od **reddog** » 9/12/2008, 16:57

motor pro Po 2 byl M 11 ale benzínový

lkala · Příspěvek od **lkala** » 9/12/2008, 17:02

Ne skutecne je to motor s oznacenim D-11, čtyřdobý, vznětový, hvězdicový motor 5 válců. Měl pouze 1 ventil ve válci, který byl společný pro sání i výfuk. Měl by být z 30-let, ale výrobce nevím.

reddog · Příspěvek od **reddog** » 9/12/2008, 17:09

to vypadá zajímavě.
Bude o tom článek ?

lkala · Příspěvek od **lkala** » 9/12/2008, 17:16

Článek těžko. Mám doma pouze kvalitní řez tímto motorem, který jsem sehnal v jedná staré knížce, ale nic víc. Nevím kde byl použit, zda byl vůbec použit (údajně ano), ani další detaily. To je na článek málo. Proto jsem se ptal, jestli o něm někdo nevíte něco bližšího (alespoň letadlo, kde by mohl být).

Příspěvek od **Pátrač** » 9/12/2008, 17:43

Ikala - před poměrně hodně letama jsem v Brně v technickém muzeu viděl 52 funkčních řezů leteckými pístovím motory. Ten JUMO 205 na mě udělal velký dojem. Hlavně spůsob sbírání výkonu na jednu hřídel.

Byly tam nádherné věci. Rád na to vzpomínám. Ale nevím jestli to byla stála expozice nebo jen nějaká putovní záležitost.

Těší mě, že se nám pokusíš pár zajímavých konstrukcí přiblížit.

PALBA.CZ

Pístové letecké motory

Pístové letecké motory - 2 doplněk

Dotaz