Olemme kavereitten kanssa kauan pohtineet asiaa eikä vastausta ole mistään...

Olemme kavereitten kanssa kauan pohtineet asiaa eikä vastausta ole mistään...

Olemme kavereitten kanssa kauan pohtineet asiaa eikä vastausta ole mistään löytynyt. Josko teiltä sen saisi. Eli miten pyörivässä tähtimoottorissa (missä kampiakseli on paikallaan ja sylinteriryhmä pyörii)on toteutettu polttoaineen syöttö sytytyskipinän toimittaminen tulpille ja voiteluöljyn saaminen takaisin alakertaan. Entäs mahdollinen turboahtaminen? Vai onko ahdettu edes mahdollinen? Kiitos jo etukäteen jos vastaus löytyisi!

Vastaus

Asiaa on kysytty igs:ssä aikaisemminkin ehkä hieman yleisemmällä tasolla ja vastaus oli seuraava:

Olimme yhteydessä Finnair Tekniikkaan ja saimme seuraavan vastauksen:

"Tällaista pyörivää tähtimoottoria kutsutaan englanniksi tyypillä "rotary engine". Tavallinen tähtimoottori on englanniksi "radial engine". Kirjallisuudesta ja internetistä löytyy aiheesta paljonkin englanninkielistä tietoa.

Näiden moottoreiden kulta-aikaa oli 1900-luvun alku. Lentomoottorit ja potkurit olivat hidaskäyntisiä. Pienellä kierrosluvulla yli 100 hevosvoiman tehojen saaminen moottorista vaati voimaa yksittäisiltä toimintasykleiltä, jolloin käynnistä tahtoi tulla epätasaista. Käynnin tasaamiseksi olisi pitänyt käyttää painavaa vauhtipyörää. Lentomoottoreissa on kuitenkin oleellista pyrkiä keveyteen, jolloin keksittiin laittaa koko moottori pyörimään.

Pyörivä tähtimoottori on oikeastaan melko samanlainen kuin tavallinenkin, mutta asennettuna takaperin. Kampiakseli on moottorissa kiinteä ja kiinnitetty itse lentokoneen runkoon. Potkuri on kiinnitetty suoraan pyörivän moottorin runkoon.

Tällaisella moottorityypillä oli pitkä lista hyviä puolia (+), mutta myös joitakin huonoja (-), minkä vuoksi se poistui aktiivikäytöstä varsin nopeasti.

+ ei tarvittu erillistä vauhtipyörää. Moottori oli kevyt (hyvä teho/paino-suhde)

+ sylinterien jäähdytys oli tehokas jopa lentokoneen ollessa paikallaan. Joissakin malleissa ei käytetty nykyisin yleisiä jäähdytysripoja sylinterien pinnassa. Niiden valmistus 100 vuotta sitten olikin hankalaa.

+ joissakin malleissa (Gnome) polttoaineen syöttö oli järjestetty moottorin sisältä männässä olevan venttiilin kautta. Venttiilikoneisto oli yksinkertainen (sylinterin kannessa yksi pakoventtiili, jonka kautta tuli osittain sisään myös imuilma, ei pakoputkea)

+ moottorin tärinä oli vähäinen, koska männät eivät liiku edestakaisin kuten yleensä polttomoottoreissa, vaan kiertävät ympyrän muotoista kehää. Teoriassa moottori olisi täysin tärinätön.

- raskaan pyörivän massan hyrrävoimat (gyroskooppivoimat) olivat suuret. Tämä vaikeutti lentokoneen ohjattavuutta. Tosin taisteluhävittäjissä ominaisuutta käytettiin hyödyksikin. Hyrrävoimien vaikutuksesta lentokone pystyi tekemään sellaisia liikkeitä, mihin tavallisella koneella ei pysty.

- polttoaineen ja öljyn kulutus oli suuri.Voitelu järjestettiin sylinterissä palavalla risiiniöljyllä, jota kului paljon. Lisäksi risiiniöljyhöyryt aiheuttivat lentäjille pahoinvointia.

- moottorin kierrosluku oli keskipakoisvoimien takia rajoittunut. Uudet moottori- ja potkurimallit sallivat suuremmat kierrosluvut, joilla päästiin myös suurempiin tehoihin.

Varsin pian (n. 1920) pyörivät tähtimoottorit jäivät pois käytöstä. Valmistustekniikoiden ja metalliseosten kehittyminen poistivat moottoreiden jäähdytysongelmat. Suuremman tehon vaativat suuremmat potkurit ja suuremmat kierrosluvut poistivat tärinäongelmat."

Linkkejä internetissä:

http://www.wordiq.com/definition/Rotary_engine
http://www.wordiq.com/definition/Monosoupape_engine
http://www.enginehistory.org/Gnome%20Monosoupape.pdf
http://www.keveney.com/gnome.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_engine
http://www.aviation-history.com/engines/rotary-theory.htm

Lähetimme kysymyksenne myös Suomen ilmailumuseoon. Jos ja kun saamme vastauksen, lisäämme sen igs-arkistoon. Vastausta voi etsiä arkistosta asiasanoilla ”tähtimoottori”, ”rotary engine”.

Vertailun vuoksi linkkejä tavallisesta tähtimoottorista:

http://en.wikipedia.org/wiki/Radial_engine#Radial_versus_inline_debate
http://science.howstuffworks.com/radial-engine2.htm
http://www.aviation-history.com/engines/radial.htm
http://www.5bears.com/curproj.htm
http://www.ilmailumuseo.fi/

info@suomenilmailumuseo.fi
Puhelin: (09) 8700 870

Saimme Suomen ilmailumuseon amanuenssilta seuraavan lisäselvityksen pyörivästä tähtimoottorista:

Finnairin vastauksessa jo olikin hyvin selitetty paljon pyörivän
tähtimoottorin ominaisuuksista sekä hyvistä ja huonoista puolista.
Yritän tässä selventää kysyttyjä yksityiskohtia mutta hyvin
yksinkertaistaen ja puhuen 1910-20 -lukujen lentokonemoottoreista,
joissa oli myös tyyppikohtaisia eroja teknisissä ratkaisuissa.
Pyörivissä tähtimoottoreissa ei ollut erillistä voitelujärjestelmää,
vaan voiteluaine, joka oli risiiniöljyä, syötettiin omasta säiliöstään
öljypumpun kautta moottorin rungon ja akselin laakerointiin sekä
polttoaineen sekaan johdettavaksi sylintereihin. Polttoaine-öljy-ilma
seos johdettiin onttoa kampiakselia pitkin kampikammioon ja usein
kampikammiosta kuparisia putkia pitkin sylintereihin (kts. Wikipedian
kuva lähettämässäsi linkissä). Toisaalta Gnome-merkkisissä
moottoreissa seos johdettiin kampikammiosta männän läpi johtavasta
ventiilistä sylinteriin (Gnome-animaatio -linkkisi). Osa
risiiniöljystä paloi polttoaineen mukana männän työvaiheessa
muodostaen myös runsaasti savua, mutta huomattava osa palamattomasta
risiiniöljystä poistui sylinterien pakoventiilin kautta ulos
poistovaiheessa. Öljyä ei siis kerätty takaisin kiertoon, siksi öljyn
kulutus oli erittäin suurta (useita litroja tunnissa) ja vaikutti
lentokoneen toiminta-aikaan siinä missä polttoaineenkin kulutus.
Moottorissa ei ollut pakoputkia vaan palamatonta risiiniöljyä roiskui
pyörivistä sylintereistä pitkin koneen eturunkoa. Mm. tämän takia
moottorin suojus (cowling eng.) otettiin käyttöön ohjaamaan roiskuvaa
öljyä koneen rungon alle. Silti lentäjien suojalasit ja huivi kasvojen
suojana olivat öljyn takia todella tarpeellisia varusteita!

Moottorin takana, kiinteän kampiakselin ympärillä, oli magneetto, joka
jakoi kipinän sylintereille. Pyörivien sylinterien takapuolella oli
kytkinpinta ja kiinteä johdin jokaiselle tulpalle sylinterin
yläpäähän. Kaasutinta joka säätelisi ilma-polttoaineseoksen määrää ja
siten kierrosten säätöä ei ollut. Lentokoneen nopeutta esim. laskua
varten laskettiin katkomalla kaikkein sylinterien sytytystä eli
lyhyeksi hetkeksi "sammuttaen" moottoria, tästä johtui "pörähtelevä"
moottoriääni laskeutuvilla koneilla. Joissakin moottorimalleissa
voitiin kierrosnopeutta säätää hiukan monipuolisemmin, siten että
sytytys voitiin kytkeä pois osasta sylintereitä, osan jatkaessa
toimintaa.

Turboahtamista ei voitu käyttää koska ilma-polttoaineseoksen säätöön
ei ollut edes kaasutinta. Mahdollisia uudempia pyörivien
tähtimoottorien ratkaisuja kaasuttimineen en tunne.

Suomen Ilmailumuseossa on tällä hetkellä näyttelyssä esillä kaksi
pyörivää tähtimoottoria. Toinen on Clerget -merkkinen ja kiinni
Caudron-koneessa I-hallin perusnäyttelyssä ja tässä moottorissa on
yksi sylintereistä ja kampikammio halkaistu opetustarkoitusta varten.
Toinen on Le Rhone -merkkinen ja siinä on vain osa sylinteristä
paikoillaan ja sen kampikammio on myös hyvin esillä. Tämä moottori on
nyt esillä Taivaan merkit teemanäyttelyssämme.

Kommentit (0)

Vastauksesi