Поршневой авиационный двигатель.

Поршневые авиационные двигатели

Работа радиального поршневого двигателя.

Привет, друзья!

Сегодня начинаем серию статей о конкретных типах авиационных двигателей. Первый движок, который удостоится нашего внимания – это поршневой авиационный двигатель. Он имеет полное право быть первым, потому что он – ровесник современной авиации. Один из первых самолетов, поднявшихся в воздух был Флайер-1 братьев Райт (я думаю вы читали об этом здесь :-)). И на нем стоял поршневой двигатель авторской разработки, работавший на бензине.

Долгое время этот тип движка оставался единственным, и только в 40-е годы 20-го века началось внедрение двигателя совсем иного принципа действия. Это был турбореактивный двигатель. Из-за чего это произошло читайте тут. Однако поршневой движок, хоть и утратил свои позиции, но со сцены не сошел, и теперь в связи с достаточно интенсивным развитием так называемой малой авиации (или же авиации общего назначения) он просто получил второе рождение. Что же из себя представляет авиационный поршневой двигатель?

Поршневые авиационные двигатели

Работа двигателя внутреннего сгорания (тот же рядный поршневой двигатель).

Как всегда :-)… В принципиальном плане ничего сложного (ТРД значительно сложнее :-)). По сути дела – это обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), такой же, как на наших с вами автомобилях. Кто забыл, что такое ДВС, в двух словах напомню. Это, попросту говоря, полый цилиндр, в который вставлен цилиндр сплошной, меньший по высоте (это и есть поршень). В пространство над поршнем в нужный момент подается смесь из топлива (обычно это бензин) и воздуха. Эта смесь воспламеняется от искры (от специальной электрической свечи) и сгорает. Добавлю, что воспламенение может происходить и без искры, в результате сжатия. Так работает всем известный дизельный двигатель. В результате сгорания получаются газы высокого давления и температуры, которые давят на поршень и заставляют его двигаться. Вот это самое движение и есть суть всего вопроса. Далее оно передается через специальные механизмы в нужное нам место. Если это автомобиль, значит на его колеса, а если это самолет, то на его воздушный винт. Таких цилиндров может быть несколько, точнее даже много :-). От 4-х до 24-х. Такое количество цилиндров обеспечивает достаточную мощность и устойчивость работы двигателя.

Поршневые авиационные двигатели

Еще одна схема работы одного ряда цилиндров.

Конечно авиационный поршневой двигатель только принципиально похож на обычный ДВС. На самом деле здесь обязательно присутствует авиационная специфика. Двигатель самолета выполнен из более совершенных и качественных материалов, более надежен. При той же массе, он значительно мощнее автомобильного. Обычно может работать в перевернутом положении, ведь для самолета (особенно истребителя или спортивного) пилотаж – обычное дело, а автомобилю это, естественно, не нужно.

Поршневой авиационный двигатель

Двигатель М-17, поршневой, рядный, V-образный. Устанавливался на самолеты ТБ-3 (конец30-хгодов 20 в.)

Поршневые авиационные двигатели

Двигатель М-17 на крыле ТБ-3.

Поршневые двигатели могут различаться как по количеству цилиндров, так и по их расположению. Бывают рядные двигатели (цилиндры в ряд) и радиальные (звездообразные). Рядные двигатели могут быть однорядные, двухрядные, V-образные и т.д. В звездообразных цилиндры расположены по окружности (в виде звезды) и бывает их обычно от пяти до девяти (в ряду). Эти двигатели, кстати, тоже могут быть многорядными, когда цилиндры блоками стоят друг за другом. Рядные двигатели обычно имеют жидкостное охлаждение (как в автомашине :-), они и по виду больше похожи на автомобильные), а радиальные – воздушное. Они обдуваются набегающим потоком воздуха и цилиндры, как правило, имеют ребра для лучшего теплосъема.

Поршневые авиационные двигатели

Двигатель АШ-82, радиальный, двухрядный. Устанавливался на самолеты ЛА-5, ПЕ-2.

Поршневые авиационные двигатели

Самолет ЛА-5 с двигателем АШ-82.

Авиационные поршневые двигатели часто имеют такую особенность, как высотность. То есть с увеличением высоты, когда плотность и давление воздуха падают, они могут работать без потери мощности. Подвод топливно-воздушной смеси может осуществляться двумя способами. Здесь полная аналогия с автомашиной. Либо смесь готовится в специальном агрегате, называемом карбюратором и потом подается в цилиндры (карбюраторные двигатели), либо топливо непосредственно впрыскивается в каждый цилиндр в соответствии с количеством поступающего туда же воздуха. На автомобилях такого типа двигатели часто обзывают «инжекторными».

Поршневой авиационный двигатель

Современный поршневой радиальный двигатель ROTEC R2800.

Поршневые авиационные двигатели

Более мощный R3600 (большее количество цилиндров).

В отличие от обычного автомобильного ДВС, для самолетного поршневого движка не нужны громоздкие (ну и, естественно, тяжелые :-)) передаточные механизмы от поршней к колесам. Все эти оси, мосты, шестерни. Для самолета ведь вес очень важен. Здесь движение от поршня сразу через шатун передается на главный коленчатый вал, а на нем уже стоит вторая важная часть самолета с поршневым двигателем – воздушный винт. Винт – это, так сказать, самостоятельная (и очень важная) единица. В нашем случае он является «движителем» самолета, и от его корректной работы зависит качество полета. Винт – это не часть двигателя, но работают они в тесном сотрудничестве :-). Винт всегда подбирается или проектируется и рассчитывается под конкретный двигатель, либо же они создаются одновременно, так сказать комплектом :-).

Поршневые авиационные двигатели

Радиальный двигатель М-14П. Устанавливается на спортивные СУ-26, ЯК-55.

Поршневые авиационные двигатели

СУ-26 с двигателем М-14П.

Принцип работы винта – это достаточно серьезный ( и не менее интересный :-)) вопрос, поэтому я решил выделить его в отдельную статью, а сейчас пока вернемся к «железу».

Я уже говорил, что сейчас поршневой авиационный двигатель опять «набирает обороты». Правда состав авиации использующей эти двигатели теперь другой. Соответственно изменился и состав применяемых двигателей. Тяжелые и громоздкие рядные движки практически отошли в прошлое. Современный поршневой двигатель (чаще всего) – радиальный с количеством цилиндров 7-9, с хорошей топливной автоматикой с электронным управлением. Один из типичных представителей этого класса, например, двигатель ROTEC 2800 для легких самолетов, создан и производится в Австралии (между прочим выходцами из России :-)). Однако о рядных двигателях тоже не забывают. Таков, например, ROTAX-912. Так же хорошо известен двигатель отечественного производства М-14П, который устанавливается на спортивные самолеты ЯК-55 и СУ-26.

Поршневые авиационные двигатели

Двигатель Rotax-912, рядный. Устанавливается на легкие спортивные самолеты Sports-Star Max

Поршневые авиационные двигатели

Спортивный самолет Sport-Star Max c двигателем Rotax-912.

Существует практика применения дизельных двигателей ( как разновидность поршневых) в авиации, еще со времен войны. Однако широко этот двигатель пока не применяется из-за существующих проблем в разработке, в частности в области надежности. Но работы все равно ведутся, особенно в свете грядущего дефицита нефтепродуктов.

Поршневой авиационный двигатель вообще еще рано списывать со счетов :-). Ведь, как известно, новое – это хорошо забытое старое… Время покажет…

{lang: 'ru'}

No related posts.

This entry was posted in АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ and tagged . Bookmark the permalink.

71 Комментариев: Поршневой авиационный двигатель.

  1. Абзал говорит:

    а такие двигатели можно ставить на гиропланы?

    • Юрий говорит:

      Обычные поршневые двигатели для легкомоторной авиации. Главное, чтобы показатель масса/мощность был достаточно хорош, так как КПД использования силовой установки у гироплана (автожира) достаточно низок и ему при равном полетном весе и скорости нужен более мощный движок, чем, например, самолету.

  2. Анна говорит:

    Друзья, а можете все-таки пролить свет на вопрос четного количества цилиндров в радиальном (звездообразном двигателе). Такое в принципе возможно? к примеру, если он двухтактный? Готовлюсь в соревнованию по CAD моделированию, так вот одно из заданий — радиальный авиа двигатель. Вот они хотят от нас 6 цилиндров. А никакой кулачковой шайбы или эксцентрика не дают. Вот думаю, если кулачковую шайбу самой спроектировать, сколько должно быть кулачков для 6 цилиндров? все формулы, которые могу найти, не работают на четное количество цилиндров)) так что я в тупике)

  3. Thexder говорит:

    А еще самолеты на пару летать могут!
    htts://youtu.be/_yowX1_1sEg

    • Юрий говорит:

      Это так :-)… Увы, перспективы в этом деле оказались небольшими…

      • Андрей Аристов говорит:

        Перспективы, я считаю, как раз большие, пусть даже только в малой авиации. Насчёт наработок — их как раз кот наплакал. Можайский пытался, у американцев получилось, и хорошо, в СССР эти работы не доведены до конца. А чё, нефти-то хоть залейся! Даже теперь. Но не в будущем.

  4. Thexder говорит:

    Почему-то не указано, что поршневые двигатели могут создавать реактивную тягу при использовании реактивных выпускных патрубков

    • Юрий говорит:

      Теоретически могут конечно. Однако, это уже не будет тот классический ПД, о котором идет речь в статье. Быть может напишу об этом отдельно.

      • Thexder говорит:

        Причитал статью о мотокомпрессорных — там упоминается.
        А вообще они для дополнительной тяги широко применялись на истребителях и даже на Lockheed L-749 Constellation

        htts://www.google.ru/search?hl=en&as_q=%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%BF%D0%B0%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BA%D0%B8&as_epq=&as_oq=&as_eq=&as_nlo=&as_nhi=&lr=&cr=&as_qdr=all&as_sitesearch=airwar.ru&as_occt=any&safe=images&as_filetype=&as_rights=#q=%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5+%D0%BF%D0%B0%D1%82%D1%80%D1%83%D0%B1%D0%BA%D0%B8+site:airwar.ru&newwindow=1&hl=en&as_qdr=all&start=10

        • Юрий говорит:

          Это понятно, никто не спорит. Однако, здесь все же, по-моему,не стоит смешивать понятия. К поршневому двигателю, как таковому, приводящему в качестве движителя воздушный винт, эти патрубки не имеют отношения. Они сами по себе представляют устройство дающее дополнительную тягу за счет дополнительного использования энергии выхлопных газов ПД. Это так же, как устройство реверса тяги ТРД к самому ТРД отношение имеет только косвенное. Статья о ПД была узконаправленная и патрубки в таком случае экзотика, которая заслуживает отдельной статьи, в которой можно написать о них и других устройствах, помогающих получить дополнительную тягу не только от винта или помогающих ему в его работе…

  5. Игорь говорит:

    Тоже хочу внести академическое уточнение: ЕМНИП, двигатель АШ-82 устанавливался не на Пе-2, а на Ту-2. На Пе-2 стоял М-105

  6. Александр говорит:

    Добрый день! Скажите можно ли приобрести Ваши материалы по обучающим программам. Очень интересны анимационные материалы по теории авиадисциплин. С уважением Горнов А 8919-999-53-55

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *