Авиационный двигатель с вращающимся блоком цилиндров (5 видео)

Ротативный двигатель — звездообразный двигатель воздушного охлаждения, основанный на вращении цилиндров (обычно представленных в нечетном количестве) вместе с картером и воздушным винтом вокруг неподвижного коленчатого вала, закреплённого на моторной раме [1] . Подобные двигатели широко использовались во времена первой мировой войны и гражданской войны в России [1] . На протяжении этих войн ротативные двигатели превосходили по мощности на единицу массы двигатели водяного охлаждения, поэтому в основном использовались именно они (в истребителях и самолетах-разведчиках) [2] .

Содержание

Достоинства ротативных двигателей
Недостатки ротативных двигателей
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Ротативный двигатель» в других словарях:
Ротативный двигатель.
БИ-РОТАТИВНЫЙ ДВС Второй Прототип ГЭС 2004
Увлекательные записи:
Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны:
📹 Видео

Видео:Обкатка авиамодельного двигателя с радиальным расположением цилиндров. Radial aircraft engine 125СССкачать

Достоинства ротативных двигателей

малый вес — из-за отсутствия длинного коленчатого вала нет необходимости иметь массивные уравновешивающие маховики.
уравновешенность;
высокая удельная мощность;
улучшенное охлаждение — двигатель с массивными вращающимися блоками создавал достаточное движение воздуха, обеспечивая свое собственное охлаждение даже во время стоянки самолета.
надежность [источник не указан 976 дней] .

Видео:работа звездообразного двигателяСкачать

Недостатки ротативных двигателей

Ограничение роста крутящего момента и мощности, которая не превышала 100—130 л.с [2] . Препятствием роста служили:

— трудности с увеличением размера и числа цилиндров; — увеличение нагрузки от центробежных сил и гироскопического момента на картер при увеличении частоты оборотов двигателя или компоновке второго ряда цилиндров; — большие потери мощности на вращение оребрённых цилиндров.

Очень большой расход масла. Связано с трудностью откачки масла из вращающегося картера [2] .

Конструктивно двигатель представлял из себя звезду с нечетным количеством цилиндров (обычно 7 или 9) с последовательным воспламенением в каждом из цилиндров для обеспечения повышенной плавности рабочего процесса. Двигатели с четным количеством цилиндров, как правило имели схему двойной звезды.

Видео:Принцип действия поршневого авиационного двигателяСкачать

Примечания

Видео:Александр Гомберг - Поршневые авиационные двигателиСкачать

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Ротативный двигатель» в других словарях:

М-2 (двигатель) — У этого термина существуют и другие значения, см. M2. М 2 Производитель: ГАЗ №2 Годы производства: 1919 1927 Тип: 9 цилиндровый звездообразный ротативный четырёхтактный Технические характеристики Объём: 15,07 л Ход поршня: 170 мм Количество… … Википедия

Nieuport N.11 — [1915] Лётно технические характеристики • Двигатель • Авиационное артиллерийское оружие • Авиационные средства поражения • Классификаторы • Факты • Использование в иностранных ВВС • Модификации • Галерея … Военная энциклопедия

Конфигурация двигателя — Три типа двигателей: а однорядный двигатель, b V образный двигатель, с VR двигатель Конфигурация двигателя внутреннего сгорания это инженерный термин, обозначающий расположение главных компонентов поршневого двигателя… … Википедия

Caudron G.3 — [1914] Лётно технические характеристики • Двигатель • Авиационное артиллерийское оружие • Авиационные средства поражения • Классификаторы • Факты • Использование в иностранных ВВС • Модификации • Галерея … Военная энциклопедия

Sopwith Camel — У этого термина существуют и другие значения, см. Sopwith. Sopwith 2F.1 Camel … Википедия

Корню, Поль — Поль Корню Paul Cornu … Википедия

Nieuport N.24bis — [1917] Лётно технические характеристики • Двигатель • Авиационное артиллерийское оружие • Авиационные средства поражения • Классификаторы • Факты • Использование в иностранных ВВС • Модификации • Галерея … Военная энциклопедия

Sopwith 7F.1 «Snipe» — Sopwith 7F.1 «Snipe» [1918] Лётно технические характеристики • Двигатель • Авиационное артиллерийское оружие • Авиационные средства поражения • Классификаторы • Факты • Использование в иностранных ВВС • Модификации • Галерея … Военная энциклопедия

Morane-Saulnier P «Parasol» — Morane Saulnier P «Parasol» [1916] Лётно технические характеристики • Двигатель • Авиационное артиллерийское оружие • Авиационные средства поражения • Классификаторы • Факты • Использование в иностранных ВВС • Модификации • Галерея … Военная энциклопедия

Нестеров, Пётр Николаевич — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Нестеров. Пётр Николаевич Нестеров … Википедия

Видео:В Башкирии впервые запустили уникальный авиадвигатель АПД-200Скачать

Ротативный двигатель.

Во всемирной авиации, перед началом Первой Мировой, широко применялись ротативные двигатели, ещё более деятельно эти моторы начали употребляться по окончании её начала. Авиация России кроме этого деятельно применяла данный тип двигателей, по большей части закупленных за рубежом, вместе с тем создавала собственные, забрав за базу зарубежные образцы.

Ротативный двигатель, эра расцвета которого пришлась на тот период времени, в то время, когда авиация еще не вышла из состояния «летающих этажерок», но в то время, когда эти самые этажерки уже ощущали себя в воздухе достаточно с уверенностью.
Ключевые принципы самолето- и двигателестроения скоро принимали устойчивые очертания. Оказалось все больше моделей двигателей для аэропланов, а вместе с ними как новые победы, так и новые неприятности в двигателестроении. инженеры и Конструкторы стремились (как это, вобщем-то, происходит и по сей день) максимально уменьшить двигатели и наряду с этим сохранить либо кроме того расширить их тяговую эффективность.

На данной волне и показался ротативный двигатель для тогдашних аэропланов.

Что из себя воображает ротативный двигатель… На британском rotary engine (что, кстати, на мой взор необычно, по причине того, что этим же словом обозначается роторный двигатель (двигатель Ванкеля)). Это двигатель внутреннего сгорания, в котором цилиндры с поршнями (их нечетное количество) расположены радиально в виде звезды, в большинстве случаев четырехтактный.

Рабочее горючее — бензин, воспламенение происходит от свечей зажигания.

По внешнему виду он весьма похож на показавшийся фактически в один момент с ним и прекрасно нам сейчас узнаваемый радиальный (звездообразный) поршневой двигатель. Но это лишь в неработающем состоянии. При запуске ротативный двигатель на неосведомленного о нем человека создаёт яркое впечатление.

Происходит это вследствие того что уж весьма необычно, на первый взгляд, выглядит его работа. Так как вместе с винтом вращается и целый блок цилиндров, другими словами, по сути дела целый двигатель. А вал, на котором происходит это вращение закреплен без движений. Т.е. цилиндры вместе с картером вращаются около неподвижного коленвала, жестко закрепленного в фюзеляже.

Но в механическом замысле ничего необыкновенного тут нет. Легко дело привычки.

Горючее-воздушная смесь из-за вращения цилиндров не может быть подведена к ним простым порядком, исходя из этого попадает в том направлении из картера, куда подводится через полый неподвижный вал от карбюратора (либо устройства его заменяющего).

В первый раз в истории патент на ротативный двигатель взял французский изобретатель Felix Millet во второй половине 80-ых годов девятнадцатого века. Тогда данный двигатель поставили на мотоцикл и продемонстрировали его на глобальной парижской выставке во второй половине 80-ых годов девятнадцатого века.

Ротативный двигатель «Felix Millet» на мотоцикле.

Позднее двигатели Felix Millet ставились на машины, один из которых участвовал в первой в мире автомобильной гонке Paris — Bordeaux — Paris в 1895 году, а с 1900 года эти двигатели ставили на машины французской компании «Darracq».

В будущем инженеры-изобретатели стали обращать внимание на ротативный двигатель уже с позиций применения его в авиации.
Первым в этом замысле был бывший ньюйоркский часовщик Stephen Balzer, создавший собственный ротативный двигатель в первой половине 90-ых годов XIX века и ставший автором (совместно с инженером Charles M.Manly) первого в истории двигателя, созданного конкретно для аэроплана, известного называющиеся «Manly-Balzer engine».

Читайте также: Ремкомплект рабочего цилиндра сцепления geely mk

Двигатель «Manly-Balzer engine». 1903 г.

Двигатель «Manly-Balzer engine» в музее.

Фактически в один момент с ним трудился американский инженер Adams Farwell, строивший машины с ротативными двигателями с 1901 года.
По некоторым сведениям правила конструкции его двигателей были забраны за базу производителями известных потом двигателей «Gnome».

Что же так завлекало инженеров в ротативном двигателе? Что в нем для того чтобы нужного для авиации?

Имеется две главные изюминки, каковые и являются его главными хорошими качествами. Первая — это самый небольшой (по тому времени) вес если сравнивать с двигателями той же мощности. Дело в том, что частоты вращения тогдашних двигателей были низкие и для получения нужной мощности (в среднем тогда порядка 100 л.с. (75 кВт)) циклы воспламенения топливовоздушной смеси давали о себе знать очень ощутимыми толчками.

Дабы этого избежать двигатели снабжались массивными маховиками, что, конечно, влекло за собой утяжеление конструкции. Но для ротативного двигателя маховик был не нужен, по причине того, что вращался сам двигатель, имеющий достаточную массу для стабилизации хода.

Работа ротативного двигателя. Схема.

Такие двигатели отличались равномерностью и плавностью хода. Зажигание производилось последовательно в каждом цилиндре через один по кругу.
Второй изюминкой было хорошее охлаждение. Металлургическая индустрия в те времена была не так развита, как на данный момент и уровень качества сплавов (в плане термостойкости) было не через чур высоким. Исходя из этого требовалось хорошее охлаждение.

Скорости полета самолетов были не высокие, исходя из этого простое охлаждение набегающим потоком стационарного движка было недостаточным. А ротативный двигатель тут пребывал в более удачном положении, по причине того, что сам вращался с достаточной для действенного охлаждения скоростью и цилиндры прекрасно обдувались воздухом. Наряду с этим они могли быть как ровными, так и оребренными.

Охлаждение хватало действенным кроме того при работе двигателя на земле.

Расцвет ротативных двигателей пришелся на Первую мировую. В то время авиация уже достаточно без шуток принимала участие в военных действиях и воздушные битвы не были редки. двигатели и Самолёты для них производились всеми большими ветеранами .

Из двигателестроительных известной была французская компания «Societe des Moteurs Gnome», в свое время занимавшаяся производством двигателей внутреннего сгорания для производства. В 1900 году она приобрела лицензию на производство мелкого одноцилиндрового стационарного двигателя (мощность 4 л.с.) «Gnome» у немецой компании Motorenfabrik Oberursel. Это движок продавался во Франции под французским наименованием «Gnome» и наряду с этим так удачно, что наименование это было использовано в заглавии компании — «Societe des Moteurs Gnome».

В России двигатель «Gnome» послужил прототипом для двигателей Теодора-Фердинанда (Григорьевича) Калепа. Т.Г.Калеп в начале 1911 года сперва решил приступить к производству на своем заводе двигателей «Gnome», но попытка договориться с компанией «Societe des Moteurs Gnome» окончилась неудачей, т.к. эта французская компания поставила условие отдавать ей 2/3 чистого дохода.

Тогда Калеп решил спроектировать на своем заводе новый двигатель. Проект двигателя Калеп разрабатывал совместно с молодым инженером Шухгальтером. Конструкторам удалось существенно усовершенствовать конструкцию двигателя «Gnome» и создать двигатель, более надежный чем «Gnome».

В первую очередь был поменян метод крепления цилиндров на картере. У двигателя «Gnome» картер складывался из нескольких частей, соединенных болтами — это очень увеличивало массу двигателя. Калеп сделал картер всего из двух частей, причем плоскость разъема не совпадала с плоскостью, в которой лежали геометрические оси цилиндров, а была отнесена пара в сторону.

Это значительно упрощало сборку двигателя, т.к. возможно было крепить цилиндры, защемляя их между двумя частями картера, причем цилиндры вставлялись в отверстия большей части картера.
Калеп усовершенствовал двигатель «Gnome», увеличив его прочность и в также время снизив на 7 кг его массу и уменьшив на 85 шт. число подробностей. Наряду с этим размеры двигателя Калепа не превышали размеров двигателя «Gnome». 22 ноября 1911 г. Т.Г.Калеп подал заявку за № 50497 на получение патента на летный двигатель «внутреннего горения с радиально укрепленными на кривошипной камере вращающимися цилиндрами», которая была удовлетворена и создатель взял патент на данный двигатель за № 25057.

Двигатели «Калеп» устанавливались на самолёты «Хиони», «Стеглау» и др. Потом Т.Калеп создал ещё более замечательные двигатели мощностью 80 л.с. и 100 л.с., каковые устанавливались на лицензионные «Ньюпоры» и другие разведчики и отечественные истребители.
Увы, хоть слава и досталась Ф.Г.Калепу, моторы для русского Воздушного флота делались во Франции — непросто было маленькому заводу соревноваться в рекламе с надёжной зарубежной компанией.

В 1913 году, будучи больным, Теодор Калеп отправился на опробования собственного мотора, проводимые в Риге армейским ведомством. Мотор сочли хорошим, а 47-летний Калеп через пара дней погиб. Возможно сообщить, сгорел на работе…

Двигатель «Калеп-80» в музее ВВС Монино.

В будущем на базе «Gnome» был создан ротативный двигатель «Gnome Omega», имевший большое количество модификаций и устанавливавшийся на самые разные самолеты. Известны так же другие массово производившиеся двигатели данной компании. К примеру, «Gnome 7 Lambda» – семицилиндровый, мощностью 80 л.с. и его продолжение «Gnome 14 Lambda-Lambda» (160 л.с.), двухрядный ротативный двигатель с 14-ю цилиндрами.

Ротативный двигатель «Gnome 7 Omega».

Двигатель «Gnome 7 Omega» на самолете.

Широко известен двигатель «Gnome Monosoupape» (один клапан), начавший выпускаться в 1913 году и считавшийся одним из лучших двигателей в начальный период войны. Данный «лучший двигатель» имел всего один клапан, употреблявшийся и для выброса и для забора воздуха. Для поступления горючего в цилиндр из картера, в юбке цилиндра был сделан последовательность особых отверстий.

Двигатель был безкарбюраторный и из-за упрощенной совокупности управления был легче и потреблял, к тому же меньше масла.

Двигатель «Gnome Monosoupape» Type N.

Управления у него не было фактически никакого. Был лишь топливный кран, подававший бензин через особую форсунку (либо распылитель) в полый неподвижный вал и потом в картер. Этим краном возможно было пробовать обогащать либо обеднять горючее-воздушную смесь в весьма узком диапазоне, от чего было мало толку.

Подвод горючего в цилиндр двигателя «Gnome Monosoupape». Crank Case — картер, Ports — подводящие отверстия.

Пробовали применять с целью управления изменение фаз газораспределения, но скоро от этого отказались, по причине того, что начали гореть клапана. В итоге движок всегда работал на больших оборотах (как, но и все ротативные двигатели) и управлялся лишь отключением зажигания (об этом чуть ниже).

Второй известной французской компанией, создававшей ротативный двигатели была компания «Societe des Moteurs Le Rhone», начавшая собственную работу с 1910 года. Известными ее двигателей были «Le Rhone 9C» (мощность 80 л.с.) и «Le Rhone 9J» (110 л.с.). Характерной их изюминкой было наличие особых трубопроводов от картера к цилиндрам для подвода горючее-воздушной смеси (мало похоже на входные коллектора современных ДВС).

«Le Rhone» и «Gnome» первоначально соперничали, но позже объединились и с 1915 года уже трудились совместно называющиеся «Societe des Moteurs Gnome et Rhone». Двигатель 9J был, в неспециализированном-то, уже их совместным продуктом.

Ротативный двигатель «Le Rhone 9J».

Открытый картер двигателя «Le Rhone 9J».

Примечательно, что упомянутая выше германская компания «Motorenfabrik Oberursel» в 1913 году закупила лицензии на производство сейчас уже французских ротативных двигателей «Gnome» (не смотря на то, что и была родоначальницей этого брэнда, возможно сообщить) и чуть позднее двигателей «Le Rhone». Их она производила под собственными наименованиями: «Gnome», как «U-серия» и «Le Rhone», как «UR-серия» ( от германского слова Umlaufmotor, обозначающего ротативный двигатель).

К примеру, двигатель «Oberursel U.0» был аналогом французского «Gnome 7 Lambda» и устанавливался первоначально на самолет Fokker E.I., а двигатель «Oberursel U.III» — это копия двухрядного «Gnome 14 Lambda-Lambda».

Германский двухрядный «Oberursel U.III», копия «Gnome 14 Lambda-Lambda».

По большому счету компания «Motorenfabrik Oberursel» всю войну в достаточно громадном количестве создавала двигатели-клоны французских моделей, каковые позже ставились на самолеты, являвшиеся соперниками их союзников и французов в воздушных битвах. Вот такие фокусы судьбы…

Истребитель Fokker E.I с двигателем «Oberursel U.0».

Среди вторых известных двигателестроительных компаний значится кроме этого французская компания «Societe Clerget-Blin et Cie» (занимательное для русского уха слово Blin в заглавии свидетельствует фамилию одного из соучредителей, промышленника Эжена Блина) со своим известным движком «Clerget 9B».

Двигатель «Clerget 9B» на истребителе Sopwith 1? «Strutter».

Читайте также: Блок цилиндров митсубиси аутлендер

Истребитель Sopwith 1? «Strutter» с двигателем «Clerget 9B».

Многие двигатели производились в Англии по лицензиям. На этих же фабриках производили британские двигатели разработки «Walter Owen Bentley» (того самого Бентли) «Bentley BR.1» (заменившие «Clerget 9B» на истребителях Sopwith «Camel») и «Bentley BR.2» для истребителей Sopwith 7F.1 «Snipe».

На двигателях «Bentley» в конструкции поршней в первый раз были применены алюминиевые сплавы. До этого на всех движках цилиндры были чугунные.

Ротативный двигатель «Bentley BR.1».

Ротативный двигатель «Bentley BR.2».

Истребитель Sopwith 7F.1?Snipe» с двигателем «Bentley BR.2».

Сейчас отыщем в памяти о вторых изюминках ротативного двигателя, каковые, так сообщить, плюсов ему не прибавляют (значительно чаще именно напротив).

Мало об управлении. Современный (стационарный, само собой разумеется) поршневой двигатель, не имеет значение рядный он либо звездообразный, управляется довольно легко. Карбюратор (или инжектор) формирует необходимый состав горючее-воздушной смеси и посредством дроссельной заслонки пилот может регулироват подачу ее в цилиндры и, тем самым, поменять обороты двигателя.

Для этого по сути дела существует ручка (либо педаль, как желаете) газа.

У ротативного двигателя все не так легко. Не обращая внимания на отличие конструкций, большая часть ротативных двигателей имели на цилиндрах управляемые впускные клапана, через каковые и действовала горючее-воздушная смесь. Но вращение цилиндров не разрешало использовать простой карбюратор, что бы поддерживал оптимальное соотношение воздух-горючее за дроссельной заслонкой.

Состав смеси, поступающей в цилиндры необходимо было корректировать с целью достижения устойчивой работы и оптимального соотношения двигателя.

Для этого в большинстве случаев существовал дополнительный воздушный клапан («bloctube») . Пилот устанавливал рычаг газа в необходимое положение (значительно чаще всецело открывая дроссель) и позже рычагом регулировки подачи воздуха получал устойчивой работы двигателя на больших оборотах, создавая так именуемую узкую регулировку. На таких оборотах в большинстве случаев и проходил полет.

Из-за громадной инерционности двигателя (масса цилиндров все же немаленькая), такая регулировка довольно часто делалась «способом тыка», другими словами выяснить нужную величину регулировки возможно было лишь на практике, и эта практика была нужна для уверенного управления. Все зависело от опыта пилота и конструкции двигателя.

Целый полет проходил на большой частоте вращения движка и в случае если ее по какой-либо причине нужно было снизить, к примеру для посадки, то действия по управлению должны были быть обратного направления. Другими словами пилоту необходимо было прикрыть дроссель и позже снова регулировать подачу воздуха в двигатель.

Но такое «управление» было, как вы осознаёте, достаточно громоздким и требующим времени, которое в полете не всегда имеется, в особенности на посадке. Исходя из этого значительно чаще использовался способ отключения зажигания. Значительно чаще это делалось через особое устройство, разрешающее отключать зажигание всецело либо в отдельных цилиндрах.

Другими словами цилиндры без зажигания прекратили трудиться и двигатель в целом терял мощность, что и необходимо было пилоту.

Данный способ управления активно использовался на практике, но тянул за собой и кучу неприятностей. Горючее, совместно, кстати, с маслом, не обращая внимания на отключение зажигания, поступало в двигатель и, не сгорев, благополучно его покидало и после этого скапливалось под капотом. Так как движок весьма тёплый, то опасность важного пожара налицо.

Тогдашние «легкие этажерки» горели весьма легко и скоро.

Пример защитных капотов на (защита от масла двигатель «Gnome 7 Lambda») Sopwith «Tabloid».

Исходя из этого капоты для двигателей имели внизу вырез приблизительно на одну треть периметра либо на худой конец важные дренажные отводы, дабы вся эта мерзость могла быть удалена набегающим потоком. Значительно чаще, само собой разумеется, она размазывалась по фюзеляжу.

Помимо этого свечи в неработающих цилиндрах имели возможность появляться залитыми и замасленными и повторный запуск исходя из этого был не гарантирован.

К 1918 году французская двигателестроительная компания «Societe Clerget-Blin et Cie» (ротативные двигатели «Clerget 9B»), исходя из очевидной опасности применения метода понижения мощности методом отключения зажигания, в управлении по эксплуатации собственных двигателей советовала следующий способ управления.

При необходимости понижения мощности двигателя пилот перекрывает подачу горючего закрытием дросселя (ручкой газа). Наряду с этим зажигание не отключается и свечи искрят «» (предохраняя себя от замасливания). Винт вращается в следствии результата авторотации и при необходимости запуска топливный клапан в то же положение, что и до закрытия. Двигатель запускается…

Но, по отзывам пилотов, каковые Сейчас летают на восстановленных либо правильных копиях самолетов того времени, все-таки самый эргономичный режим понижения мощности — это отключение зажигания, не обращая внимания на всю «грязь», которую наряду с этим извергают ротативные двигатели.

Самолеты с этими движками по большому счету особенной чистотой не отличались. Про горючее в отключенных цилиндрах я уже сообщил, но так как было еще и масло. Дело в том, что из-за вращающегося блока цилиндров, возможность откачки горючего из картера была очень проблематична, исходя из этого организовать полноценную совокупность смазки было нельзя.

Схема горючее- и маслопитания ротативного двигателя «Gnome 7 Omega».

Но без смазки никакой механизм трудиться не будет, исходя из этого она, само собой разумеется, существовала, но в о-о-очень упрощенном виде. Масло подавалось прямо в цилиндры, в горючее-воздушную смесь. На большинстве двигателей для этого существовал маленькой насос, подававший масло через полый (неподвижный, как уже известно) вал по особым каналам.

В качестве смазывающего масла употреблялось касторовое, наилучшее по тем временам масло (природное растительное) для этих целей. Оно, помимо этого не смешивалось с горючим, что улучшало условия смазки. Да и сгорало в цилиндрах оно лишь частично.

Пример замасливания (чёрные пятна) двигателя «Gnome 7 Omega» полусгоревшим касторовым маслом.

А удалялось оно оттуда по окончании исполнения собственных функций вместе с отработанным газами через выпускной клапан. И расход его наряду с этим был весьма кроме того немаленький. Средний движок, мощностью около 100 л.с. (75 кВт, 5-7 цилиндров) за час работы расходовал более двух галлонов (британских) масла.

Другими словами около 10 литров вылетало «на ветер».

Ну что тут сообщишь… Бедные механики. Масло, сгоревшее и несовсем, топливная смесь, оставшаяся по окончании дросселирования движка, сажа… все это оседало на самолете и все это необходимо было отмывать. Причем масло это отмывалось весьма не хорошо.

Вследствие этого на ветхих снимках самолеты частенько «щеголяют» нечистыми пятнами на фюзеляже и крыле.

Но и летчики — люди мужественные. Так как из движка выходила касторка. А это, как мы знаем, весьма хорошее слабительное (в аптеках раньше продавалась, не знаю, как на данный момент). Само собой разумеется, двигатель был закрыт капотом и снизу, как я уже сказал, был вырез для удаления всей грязи.

Но так как кабина открытая и воздушный поток — вещь не всегда управляемая. В случае если чистая касторка попадала на лицо и позже вовнутрь… Последствия предугадать… возможно было не сложно…

Следующая изюминка ротативных двигателей, которую я бы также не назвал хорошей была связана с управляемостью аэропланов, на которых находились такие движки. Большая масса вращающегося блока представляла собой по сути дела громадной гироскоп, исходя из этого гироскопический эффект был неизбежен.

До тех пор пока самолет летел прямолинейно, его авторитет не было очень сильно заметно, но стоило начать выполнять какие-либо полетные эволюции, как сходу проявлялась гироскопическая прецессия. Вследствие этого и вкупе с громадным крутящим моментом массивного блока цилиндров при выбранном правом вращении винта самолет весьма нехотя поворачивал влево и наряду с этим задирал шнобель, но скоро делал правые развороты с громадной тенденцией к опусканию носа.

Таковой эффект с одной стороны весьма мешал (особенно молодым и неопытным пилотам), а с другой был нужен при проведении воздушных боев, в так называемых «собачьих свалках» (dogfights). Это, само собой разумеется, для умелых летчиков, каковые имели возможность с толком применять эту особенность.

Весьма характерен в этом замысле был узнаваемый самолет Sopwith F.1 «Camel» Королевских ВВС, считавшийся лучшим истребителем Первой Мировой. На нем стоял ротативный двигатель «Clerget 9B» (как примечание добавлю, что в последствии кроме этого ставился и британский «Bentley BR.1» (150 л.с.)). Замечательный (130 л.с.), но достаточно капризный двигатель, чувствительный к составу горючего и к маслу.

Имел возможность свободно отказать на взлете. Но как раз благодаря ему и изюминкам компоновки фюзеляжа (рассредоточению нужного оборудования) «Camel» был весьма маневренен.

Истребитель Sopwith F.1 «Camel» с двигателем «Clerget 9B».

Маневренность эта, действительно, доходила до крайности. В управлении истребитель был очень строг и по большому счету имел кое-какие неприятные изюминки. К примеру, громадное желание войти в штопор на малой скорости.

Читайте также: Химический состав блока цилиндров

Он полностью не доходил для обучения молодых пилотов. По некоей статистике за время войны в военных действиях на этом аэроплане погибло 415 пилотов, а в летных происшествиях — 385. Цифры красноречивые…

Но умелые пилоты, прекрасно его освоившие, имели возможность извлечь громадную пользу из его изюминок и делали это. Примечательно, что из-за нежелания истребителя «Camel» скоро разворачиваться влево, многие пилоты предпочитали делать это, так сообщить, «через правое плечо». Поворот вправо на 270° получался существенно стремительнее, чем влево на 90°.

Главным и хорошим соперником для Sopwith F.1 «Camel» был германский триплан Fokker Dr.I с двигателем «Oberursel UR.II» (полный аналог французского «Le Rhone 9J»). На таком сражался Барон Манфред Альбрехт фон Рихтгофен (Manfred Albrecht Freiherr von Richthofen), известный «Красный барон».

Германский двигатель «Oberursel-UR-2» (копия «Le Rhone 9J»).

За время войны ротативные двигатели достигли собственного полного расцвета. При имеющихся запросах армии, не обращая внимания на собственные недочёты они отлично доходили для ответа, так сообщить, триединой задачи «мощность — вес — надежность». Особенно, что касается легких истребителей.

Так как именно на них в подавляющем большинстве такие движки находились.

Более большие и тяжелые самолеты летали , применяя классические рядные движки.

Но авиация развивалась бурными темпами. Требовалась все громадная мощность двигателей. Для стационарных рядных это достигалось методом повышения предельного числа оборотов.

Возможности совершенствования в этом направлении были. Улучшались газораспределения и системы зажигания, правила образования топливовоздушной смеси. Использовались все более идеальные материалы.

Это разрешило к концу Первой Мировой повысить большую величину оборотов стационарного двигателя с 1200 до 2000 об/мин.

Но, для ротационного двигателя данный было нереально. Организовать верное смесеобразование было нельзя. Все приходилось делать «на глазок», исходя из этого расход горючего (как и масла) был, мягко говоря, немаленьким (а также, кстати, из-за постоянной работы на громадных оборотах).

Какие-либо внешние регулировочные работы на двигателе, пока он будет в запущенном состоянии само собой были неосуществимы.

Повысить частоту вращения также не получалось, по причине того, что сопротивление воздуха скоро вращающемуся блоку цилиндров было большим. Более того, при повышении скорости вращения, сопротивление росло еще стремительнее. Так как, как мы знаем, скоростной напор пропорционален квадрату скорости.

Другими словами в случае если скорость , то сопротивление растет в квадрате (приблизительно).

При попытках на некоторых моделях двигателей начала войны поднять обороты с 1200 об/мин до 1400 об/мин сопротивление поднималось на 38%. Другими словами получалось, что возросшая мощность двигателя больше тратилась на преодоление сопротивления, чем на создание нужной тяги воздушного винта.

Германской компанией Siemens AG была сделана попытка обойти эту проблему иначе. Был выполнен 11-цилиндровый двигатель так называемой биротативной схемы (наименование Siemens-Halske Sh.III). В нем блок цилиндров вращался в одну сторону с частотой 900 об/мин., а вал (ранее неподвижный) в другую с той же частотой. Суммарная относительная частота составила 1800 об/мин.

Это разрешило достигнуть мощности в 170 л.с.

Биротативный двигатель «Siemens-Halske Sh.III».

Истребитель «Siemens-Schuckert D.IV».

Истребитель «Siemens-Schuckert D.IV» в берлинском авиамузее.

Данный двигатель имел меньшее сопротивление воздуху при вращении и меньший крутящий момент, мешающий управлению. Устанавливался на истребителе «Siemens-Schuckert D.IV» , что согласно точке зрения ряда экспертов стал одним из лучших маневренных истребителей времен войны. Но производиться начал поздно и сделан был в маленьком количестве экземпляров.

Существующее положение Siemens-Halske Sh.III не исправил и не смог снова поднять ротативные двигатели на должную высоту.

Тут направляться упомянуть о работах русского инженера Анатолия Георгиевича Уфимцева. А.Г.Уфимцев работы по биротативным авиационным двигателям начал ещё в 1909 году. Им был спроектирован четырехцилиндровый биротативный двигатель с воспламенением смеси при высокой степени сжатия в цилиндрах, диаметр которых составлял 90 мм, движение поршня — 120 мм.

На это изобретение А.Г.Уфимцев взял патент. Особого станка для замера мощности биротативного двигателя у конструктора не было. По его расчетам мощность двигателя массой 40 кг имела возможность достигать 35-40 л.с. Для запуска двигателя предполагалось применять сжатый воздушное пространство от баллона на борту самолета.

В Главном инженерном управлении дали отрицательное заключение на данный проект, считая неосуществимым запуск двигателя сжатым воздухом (в будущем практика развития авиации подтвердила целесообразность воздушного запуска).

Однако А.Г.Уфимцев не покинул намерения осуществить собственную идею. Четырехцилиндровый двигатель с самовоспламенением не удовлетворял автора и в новом проекте была применена электрическая совокупность зажигания топливовоздушной смеси при меньшей степени сжатия.
Взяв маленький кредит от частных лиц, заложив дом и применяя все наличные средства, изобретатель выстроил шестицилиндровый биротативный двигатель. Наряду с этим диаметр цилиндра равнялся 80 мм, движение поршня — 110 мм, частота вращения — 1000 об/мин. Масса двигателя — 50 кг, расчетная мощность — 40 л.с.

Данный двигатель А.Г.Уфимцев установил на самолете собственной конструкции «Сфероплан-2», что был выстроен в 1910 году. На протяжении опробований самолет не взлетел из-за передней центровки.

Аппарат А.Г.Уфимцева «Сфероплан-II». 1910 г.

В 1912 году А.Г.Уфимцев спроектировал новый шестицилиндровый двухтактный биротативный двигатель с улучшенной продувкой цилиндров. Были устранены недочёты прошлых двигателей, значительно поменяны конструкция и параметры главных узлов, расчетная мощность — в пределах 65-70 л.с. при массе 58 кг. Двигатель был выстроен на Брянском паровозостроительном заводе и взял наименование АДУ-4. Его опробование, доводка не были закончены, завод отказался от производства этого двигателя.

На данный момент двигатель АДУ-4 экспонируется в музее ВВС.

А.Г.Уфимцев у собственного первого биротативного двигателя.

Двигатель АДУ-4 в музее ВВС Монино.

Недочётов у всех видов ротативных двигателей, как видите, хватало. Ко всему другому могу еще добавить, что движки эти были хватает дороги. Так как из-за большой скоро вращающейся массы все детали двигателя должны были быть прекрасно отбалансированы и четко подогнаны. Плюс сами материалы были недешевы. Это приводило к тому, что, к примеру, двигатель Monosoupape по стоимостям 1916 года стоил порядка 4000$ (что в переводе на курс года 2000-го образовывает приблизительно 65000$).

Это при том, что в движке-то, вобщем-то, по нынешним понятиям, ничего особого-то нет.

Ко всему другому моторесурс всех таких двигателей был низок (впредь до 10-ти часов между ремонтами) и поменять их приходилось довольно часто, не обращая внимания на большую цена.

Все эти недочёты копились и в итоге чаша была переполнена. Ротативный двигатель обширно употреблялся и совершенствовался (по мере возможности) впредь до конца войны. Самолеты с этими движками некое время употреблялись на протяжении гражданской войны в Российской Федерации и иностранной интервенции.

Но в целом их популярность скоро отправилась на спад.

производства и Совершенствование науки стали причиной тому, что на сцену с уверенностью вышел последователь ротативного двигателя — радиальный либо звездообразный двигатель с воздушным охлаждением, что не сходит с нее и сейчас, трудясь, кстати, в содружестве с рядным поршневым авиационным двигателем с жидкостным охлаждением.

Ротативный двигатель, покинув броский след в истории авиации, занимает сейчас почетное место в музеях и на исторических выставках.

В заключении ролик — запуск восстановленного двигателя «Gnome» 1918 года выпуска:

Источник:
Сайт «Авиация понятная всем». Юрий Тарасенко. Ротативный двигатель. Чумазый вояка…
Андрей Бондаренко. Моторы пламенных сердец.
П.Д.Дузь. авиации и История воздухоплавания в Российской Федерации (период до 1914 г.).
Д.Я.Зильманович. Теодор Калеп. 1866-1913.