Гном Моносупап

Моносупап
1917 Гном 9N 160 л.с. Monosoupape роторный двигатель с двойным зажиганием положением. Диаметр 95 см (37,4 дюйма)
Тип	Роторный авиационный двигатель
национальное происхождение	Франция
Производитель	Гном и Рона
Первый забег	1913 г.
Основные приложения	Avro 504 Sopwith Camel

Monosoupape ( французский для одного клапана ), был роторный двигатель дизайн впервые представлен в 1913 году Gnome Engine Company (переименован Gnome и др Роны в 1915 году). Он использовал продуманную компоновку внутренних переходных отверстий и один выпускной клапан с толкателем для замены многих движущихся частей, имеющихся в более обычных роторных двигателях, и сделал двигатели Monosoupape одними из самых надежных в то время. Британский авиаконструктор Томас Сопвит охарактеризовал Monosoupape как «одно из величайших достижений в авиации». ^[1]

Производится по лицензии как в семицилиндровом, так и в девятицилиндровом исполнении в больших количествах в большинстве промышленно развитых стран, включая Германию (компанией Oberursel ), Россию, Италию, Великобританию и США. Были произведены две различные версии с девятью цилиндрами, 100 л.с. (75 кВт) 9B-2 и 160 л.с. (120 кВт) 9N, с разным рабочим объемом, что придало версии 9N с большим рабочим объемом картер цилиндрической формы, при этом 9N также получил двойная система зажигания для повышения безопасности полета.

2 188 единиц были произведены по лицензии в Великобритании, с усиленной версией мощностью 120 л.с. (89 кВт), позже построенной в России и Советском Союзе, два из которых летали на советском вертолете с одним подъемным винтом ЦАГИ- 1ЭА в 1931–32 годах. ^{[2] [3]}

Фон [ править ]

В отличие от других роторных двигателей, ранние двигатели Gnome, такие как Gnome Omega , Lambda и Delta, использовали уникальное расположение клапанов, чтобы исключить толкатели, которые работали во время впускной фазы цикла сгорания на более обычных двигателях. Вместо этого единственный выпускной клапан на головке блока цилиндров приводился в действие толкателем, который открывал клапан, когда давление падало в конце рабочего хода. Управляемый давлением впускной клапан, который уравновешивался противовесом для выравнивания центробежных сил, был размещен в центре днища поршня, где он открывался, позволяя топливно-воздушному заряду поступать из центрального картера двигателя.

Несмотря на свою изобретательность, система имела несколько недостатков: необходимо было снимать головки цилиндров для обслуживания впускных клапанов и правильной регулировки фаз газораспределения. По сравнению с другими роторными двигателями снизилась экономия топлива, поскольку впускные клапаны нельзя было открывать и закрывать в идеальное время.

Описание [ править ]

В 1913 году Луи Сеген и его брат Лоран (инженеры, основавшие Société Des Moteurs Gnome [моторная компания Gnome] в 1905 году) представили новую серию Monosoupape , в которой был устранен впускной клапан, заменив его перегрузочными портами с поршневым управлением, похожими на те, что найден в двухтактном двигателе . Начиная с рабочего хода, четырехтактныйдвигатель работал нормально, пока поршень почти не достиг нижней точки своего хода (нижней мертвой точки или НМТ), когда выпускной клапан открывался «раньше». Это позволяло еще горячим сгоревшим газам сгорания «вырываться» из двигателя, пока поршень все еще двигался вниз, снижая давление выхлопных газов и предотвращая попадание выхлопных газов в картер. После небольшого дополнительного хода поршень открыл 36 небольших отверстий вокруг основания цилиндра, ведущих к картеру, в котором находилась дополнительная топливно-воздушная смесь ( заряд ). На этом этапе переноса не произошло, так как не было перепада давления; цилиндр все еще был открыт для воздуха и, следовательно, находился под давлением окружающей среды.Верхний клапан выпускается прямо в поток, поскольку нетвыпускной коллектор можно было практически приспособить к вращающемуся картеру и цилиндрам. Отсутствие выпускного коллектора также уменьшило вес и предотвратило чрезмерное количество гироскопических сил в полете.

Во время такта выпуска происходила продувка, поскольку воздух, проходящий мимо внешней части цилиндра, понижал давление внутри из-за прямого воздействия на выпускное отверстие потоком проскальзывания. Поршень продолжал свой ход выпуска до достижения верхней мертвой точки (ВМТ), но клапан оставался открытым. Поршень начал двигаться вниз на такте впуска при открытом клапане, втягивая новый воздух в цилиндр. Он оставался открытым до тех пор, пока не опустился на две трети пути вниз, после чего клапан закрылся, и оставшаяся часть хода впуска значительно снизила давление воздуха. Когда поршень снова открывал передаточные отверстия, низкое давление в цилиндре уравновешивало баланс заряда.

Заряд представлял собой чрезмерно богатую смесь воздуха, который поступал через полый коленчатый вал , и топлива, которое непрерывно впрыскивалось через топливную форсунку на конце топливопровода, поступая в картер через полый коленчатый вал. Сопло находилось рядом с внутренним основанием цилиндра, где располагались переходные отверстия, и нацеливалось на него. Топливная форсунка была неподвижна с коленчатым валом, а цилиндры по очереди поворачивались в нужное положение. Ход сжатия был обычным.

Свеча зажигания была установлена горизонтально в задней части цилиндра в верхней части , но не было никакого соединительного провода высокого напряжения. Кольцевая шестерня с внутренними зубьями, установленная на двигателе, приводила в движение стационарный магнето, установленный на брандмауэре, высоковольтный вывод которого находился в непосредственной близости от выводов свечи зажигания, когда они проходили мимо. Такое расположение устранило необходимость в распределителе и высоковольтной проводке, которые присутствуют в обычных системах зажигания с механической синхронизацией . Эта коронная шестерня также приводила в действие масляный насос, который подавал масло ко всем подшипникам и через полые толкатели к коромыслам и клапанам, а также приводил в действие воздушный насос, который создавал давление в топливном баке. Более поздние двигатели Gnome 9N мощностью 160 л.с. (120 кВт) имелидвойные системы зажигания для безопасности, с двумя свечами зажигания на цилиндр, которые были электрически подключены, с проводами, проложенными к картеру, и центральной парой магнето, приводимой в действие вращающимся картером двигателя.

Контроль [ править ]

Таким образом, у моносупей был единственный регулятор бензина, используемый для ограниченной степени регулирования скорости. В ранних примерах скорость двигателя можно было контролировать, изменяя время открытия и степень открытия выпускных клапанов с помощью рычагов, действующих на ролики толкателя клапанов, но позже от этого отказались из-за того, что клапаны сгорели. [2] Вместо этого использовался импульсный выключатель, который отключал зажигание при нажатии. Это использовалось экономно, чтобы избежать загрязнения свечей зажигания, поскольку его можно было безопасно использовать только тогда, когда также была прекращена подача топлива. Некоторые более поздние Monosoupapa были оснащены переключателем, который позволял пилоту отключать три или шесть цилиндров вместо всех девяти при нажатии переключателя, так что каждый цилиндр срабатывал только один раз за три оборота двигателя, но двигатель оставался в равновесии.

Смазка [ править ]

Система смазки, как и во всех роторных двигателях, была полнопоточной, в которой касторовое масло закачивалось в топливно-воздушную смесь. Касторовое масло использовалось, потому что оно не растворялось в топливе, а также потому, что оно обладало смазочными качествами, превосходящими другие доступные масла. За каждый час работы двигателя в воздух распылялось более двух галлонов касторового масла. Это объясняет, почему большинство роторов были оснащены кожухами, при этом нижняя четверть опущена, чтобы направлять брызги касторового масла в сторону от пилота. ^[4] Несгоревшее касторовое масло из двигателя оказало на пилота слабительное действие при проглатывании. ^[5]

Поскольку весь двигатель вращался, его необходимо было точно сбалансировать, что потребовало точной обработки всех деталей. В результате производство моносупей было чрезвычайно дорогим: модели мощностью 100 л.с. (75 кВт) стоили 4000 долларов в 1916 году (примерно 89000 долларов в долларах 2017 года). Однако они использовали меньше смазочного масла и весили немного меньше, чем более ранние двухклапанные двигатели. ^[6]

Варианты [ править ]

Gnome Monosoupape 7 Тип A

(1916 г.) семицилиндровый роторный двигатель мощностью 80 л.с. (60 кВт). Диаметр цилиндра и ход поршня : 110 мм × 150 мм (4,3 дюйма × 5,9 дюйма).

Gnome Monosoupape 9 Тип B-2

(1916) девятицилиндровый роторный двигатель, 100 л.с. (75 кВт). Диаметр цилиндра и ход поршня: 110 мм × 150 мм (4,3 дюйма × 5,9 дюйма).

Gnome Monosoupape 11 Тип C

Версия с 11 цилиндрами

Gnome Monosoupape 9 Тип N

(1917 г.) девятицилиндровый роторный двигатель, диаметр картера двигателя больше, чем у В-2, 150 или 160 л.с. (112 или 119 кВт). Диаметр цилиндра и ход поршня: 115 мм × 170 мм (4,5 дюйма × 6,7 дюйма).

Gnome Monosoupape 9 Тип R

Девятицилиндровый роторный двигатель мощностью 180 л.с., модификация 9N с таким же ходом 170 мм (6,7 дюйма).

Приложения [ править ]

Список из Ламсдена.

Monosoupape 7 Type A [ править ]

• Авро 504
• Авро 511
• Бристоль-Коанда GB75
• Сопвит щенок

Monosoupape 9 Type B [ править ]

Monosoupape 9 Type N [ править ]

• Nieuport 28
• Сопвит Кэмел
• Моран-Солнье А.И.
• Orenco B

Двигатели на дисплее [ править ]

• Девятицилиндровый двигатель Monosoupape выставлен на всеобщее обозрение в Королевском музее ВВС в Лондоне .
• Девятицилиндровый двигатель Monosoupape выставлен на всеобщее обозрение в Аэрокосмическом музее Калифорнии .
• Семицилиндровый двигатель Monosoupape демонстрируется на выставке Solent Sky .
• Одна моносупа, построенная Питером Хукером - Англия, выставлена ​​в Национальном музее аэронавтики - Морон , Аргентина . Он используется во время выставок для объяснения систем роторных двигателей, поскольку он показывает их рабочие внутренние части.
• Отреставрированный B-2 Monosoupape выставлен в Музее авиации Новой Англии , в международном аэропорту Брэдли, Виндзор-Локс, Коннектикут, США. ^[7]
• TAVAS в Австралии их два. http://www.tavas.com.au/rotary-engine.php Оба для выставки в летающих самолетах.
• Отреставрированный Monosoupape 9 Type N выставлен в музее Рейнольдса-Альберты .

Технические характеристики (Monosoupape 9 Type B-2) [ править ]

Данные Lumsden .

Общие характеристики

• Тип: 9-цилиндровый, однорядный, роторный двигатель
• Диаметр цилиндра : 110 мм (4,3 дюйма)
• Ход : 150 мм (5,9 дюйма)
• Объем : 12,8 л (780 куб. Дюймов)
• Длина: 107,4 см (42,3 дюйма)
• Диаметр: 95 см (37 дюймов)
• Сухой вес : 137,4 кг (303 фунта)

Составные части

• Клапанный механизм : одинарный верхний клапан с отверстиями для цилиндров
• Тип топлива: бензин с октановым числом 40-50
• Масляная система: Полная потеря, касторовое масло
• Система охлаждения: с воздушным охлаждением
• Редуктор : прямой привод, правый трактор, левый толкатель

Спектакль

• Выходная мощность: 86 кВт (115 л.с.) при 1300 об / мин (максимальная мощность)
• Степень сжатия : 4,85: 1

См. Также [ править ]

• Gnome Omega , Delta и Lambda (более ранние конструкции Gnome с семью цилиндрами с впускным клапаном в головке поршня)

Сопоставимые двигатели

• Бентли BR1
• Clerget 7Z
• Clerget 9B
• Le Rhône 9J
• Оберурзель UI

Связанные списки

• Список авиационных двигателей

Ссылки [ править ]

Цитаты [ править ]

• Маккатчеон, Кимбл Д. "Роторный тип N Gnome Monosoupape" (PDF) . Историческое общество авиадвигателей. Архивировано из оригинального (PDF) 06.07.2008 . Проверено 1 мая 2008 .

Библиография [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме Gnome Monosoupape .

• Дребезжание двигателя Gnome
• Наземный пробег редкого моносупа мощностью 100 л.с. в Австралии
• Видео на YouTube о демонстрации Gnome Monosoupape мощностью 100 л.с.
• Современная репродукция Fokker D VIII с двигателем Gnome Monosoupape мощностью 160 л.с.
• Построенный в Новой Зеландии (21 век) репродукция Тип 9В-2100 л.с.
• Classic Aero Machining Service / CAMS Reproduction Gnôme Type 9B-2 Monosoupape reproduction engine видео разработки
• Компьютерное видео о том, как работает моносоупа типа 9B-2 мощностью 100 л.с.