Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про устаревший тип поршневого двигателя с вращающимся картером. Для бесшумного двигателя Ванкеля см двигатель Ванкеля . Для других двигателей, описываемых как "роторные", см. Роторный двигатель (значения) .
Le Rhône 9C мощностью 80 лошадиных сил (60 кВт) , типичный роторный двигатель Первой мировой войны. По медным трубам топливно-воздушная смесь проходит от картера к головкам цилиндров, действуя вместе как впускной коллектор .
Этот Le Rhône 9C установлен на истребителе Sopwith Pup в Музее авиации флота .
Обратите внимание на узость монтажного пьедестала к неподвижному коленчатого вала (2013 г. ), и размер двигателя
Мотоцикл Megola с роторным двигателем на переднем колесе

Роторный двигатель был ранний тип двигателя внутреннего сгорания , как правило , разработаны с нечетным числом цилиндров в ряд в радиальном конфигурации , в котором коленчатый вал оставался неподвижным в эксплуатации, при этом весь картере и подключенных к нему цилиндров вращающейся вокруг него как единое целое . Его основное применение было в авиации, хотя оно также использовалось и до своей основной роли в авиации, в нескольких ранних мотоциклах и автомобилях .

Этот тип двигателя широко использовался в качестве альтернативы обычным рядным двигателям ( прямолинейным или V-образным ) во время Первой мировой войны и в годы, непосредственно предшествовавшие этому конфликту. Его описывают как «очень эффективное решение проблем выходной мощности, веса и надежности». [1]

К началу 1920-х годов присущие этому типу двигателя ограничения сделали его устаревшим.

Описание [ править ]

Различие между "роторными" и "радиальными" двигателями [ править ]

Роторный двигатель - это, по сути, стандартный двигатель с циклом Отто , с цилиндрами, расположенными радиально вокруг центрального коленчатого вала, как и в обычном радиальном двигателе , но вместо фиксированного блока цилиндров с вращающимся коленчатым валом коленчатый вал остается неподвижным, а весь блок цилиндров вращается вокруг него. . В наиболее распространенной форме коленчатый вал был жестко прикреплен к планеру, а винт просто прикручен к передней части картера .

Анимация семицилиндрового роторного двигателя с порядком включения каждого второго поршня.

Эта разница также сильно влияет на конструкцию (смазка, зажигание, подача топлива, охлаждение и т. Д.) И функционирование (см. Ниже).

В музее Воздуха и Эспаса в Париже выставлена ​​специальная «секционная» рабочая модель двигателя с семью радиально расположенными цилиндрами. Он чередует вращательный и радиальный режимы, чтобы продемонстрировать разницу между внутренними движениями двух типов двигателей. [2]

Аранжировка [ править ]

Подобно «неподвижным» радиальным двигателям, роторные двигатели обычно строились с нечетным числом цилиндров (обычно 5, 7 или 9), чтобы можно было поддерживать постоянный порядок срабатывания каждого второго поршня, чтобы обеспечить плавный ход. Роторные двигатели с четным числом цилиндров были в основном двухрядными.

Большинство роторных двигателей были расположены с цилиндрами, направленными наружу от одного коленчатого вала, в той же общей форме, что и радиальный, но были также роторные оппозитные двигатели [3] и даже одноцилиндровые роторные.

Преимущества и недостатки [ править ]

Три ключевых фактора способствовали успеху роторного двигателя в то время: [4]

  • Плавный ход: вращатели передают мощность очень плавно, потому что (относительно точки крепления двигателя) отсутствуют возвратно-поступательные части, а относительно большая вращающаяся масса картера / цилиндров (как блока) действует как маховик .
  • Улучшенное охлаждение: когда двигатель работал, вращающийся блок картер / цилиндр создавал свой собственный быстро движущийся охлаждающий воздушный поток , даже когда самолет неподвижен.
  • Преимущество в массе: роторные двигатели разделяют с другими двигателями радиальной конфигурации преимущество небольшого плоского картера. Превосходное воздушное охлаждение, обеспечиваемое движущимся двигателем, также означало, что цилиндры можно было делать с более тонкими стенками и более мелкими ребрами охлаждения. Их удельная мощность была улучшена по сравнению с двигателями, которым для плавной работы требовался дополнительный маховик.

Конструкторы двигателей всегда знали о многих ограничениях роторного двигателя, поэтому, когда двигатели в статическом стиле стали более надежными и обеспечили лучшие удельный вес и расход топлива, дни роторного двигателя были сочтены.

  • Роторные двигатели имели принципиально неэффективную систему смазки с полным объемом потерь масла . Чтобы достичь всего двигателя, смазочная среда должна попасть в картер через полый коленчатый вал; но центробежная сила вращающегося картера была прямо противоположна любой рециркуляции. Единственное практическое решение заключалось в том, чтобы смазка всасывалась топливно-воздушной смесью, как в большинстве двухтактных двигателей .
  • Увеличение мощности также произошло с увеличением массы и размеров [5], умножая гироскопическую прецессию от вращающейся массы двигателя. Это создавало проблемы с устойчивостью и управляемостью в самолетах, на которых были установлены эти двигатели, особенно для неопытных пилотов.
  • Выходная мощность все больше шла на преодоление сопротивления воздуха вращающегося двигателя.
  • Управление двигателем было сложным (см. Ниже) и приводило к потере топлива.

Bentley BR2 конца Первой мировой войны , самый большой и самый мощный роторный двигатель, достиг точки, за которой этот тип двигателя не мог развиваться дальше [6], и он был последним в своем роде, принятым на вооружение Королевских ВВС.

Управление роторным двигателем [ править ]

Роторы Monosoupape [ править ]

Часто утверждают, что роторные двигатели не имели дроссельной заслонки, и, следовательно, мощность могла быть уменьшена только путем периодического отключения зажигания с помощью переключателя-переключателя . Это почти буквально относилось к типу «Monosoupape» (одноклапанный), который забирал большую часть воздуха в цилиндр через выпускной клапан, который оставался открытым в течение части хода поршня вниз. Таким образом, насыщенность смеси в цилиндре нельзя было контролировать через впускное отверстие картера. «Дроссельная заслонка» (топливный клапан) моносупапа обеспечивала лишь очень ограниченную степень регулирования скорости, так как его открытие делало смесь слишком богатой, а закрытие - слишком бедной (в любом случае быстро заглохнув двигатель или повредив цилиндры. ).Ранние модели отличались новаторской формойизменение фаз газораспределения в попытке дать больший контроль, но это привело к сгоранию клапанов, и поэтому от этого отказались. [7]

Единственным способом плавной работы двигателя Monosoupape на пониженных оборотах был переключатель, который изменял нормальную последовательность зажигания, так что каждый цилиндр запускался только один раз за два или три оборота двигателя, но двигатель оставался более или менее сбалансированным. [8] Как и в случае чрезмерного использования переключателя «мигающий»: работа двигателя на такой настройке в течение слишком долгого времени привела к образованию большого количества несгоревшего топлива и масла в выхлопе и их скоплению в нижнем кожухе, где произошел печально известный пожар. опасность.

"Нормальные" роторы [ править ]

Большинство роторов имели нормальные впускные клапаны, так что топливо (и смазочное масло) подавалось в цилиндры уже в смеси с воздухом - как в обычном четырехтактном двигателе. Хотя обычный карбюратор, способный поддерживать постоянное соотношение топливо / воздух в диапазоне открытия дроссельной заслонки, не имел возможности вращаться в картере; можно было регулировать подачу воздуха через отдельную заслонку или «блочную трубку». Пилоту нужно было установить дроссельную заслонку на желаемое положение (обычно полностью открытое), а затем отрегулировать топливно-воздушную смесь в соответствии с требованиями с помощью отдельного рычага «точной регулировки», который управлял клапаном подачи воздуха (в манере ручного управления воздушной заслонкой). . Из-за большой инерции вращения роторного двигателя можно было отрегулировать соответствующую топливно-воздушную смесь методом проб и ошибок, не останавливая его,хотя это различалось для разных типов двигателей, и в любом случае требовалось немало практики, чтобы приобрести необходимое умение. После запуска двигателя с известной настройкой, позволяющей ему работать на холостом ходу, воздушный клапан открывался до достижения максимальной скорости двигателя.

Дросселирование работающего двигателя для снижения оборотов стало возможным путем закрытия топливного клапана в требуемое положение при повторной настройке топливно-воздушной смеси в соответствии с требованиями. Этот процесс также был непростым, так что снижение мощности, особенно при посадке, часто вместо этого достигалось путем прерывания зажигания с помощью переключателя.

Резка цилиндров с помощью переключателей зажигания имела недостаток, заключающийся в том, что топливо продолжало проходить через двигатель, смазывая свечи зажигания и затрудняя плавный перезапуск. Кроме того, в кожухе может скапливаться топливно-сырая смесь. Поскольку это могло вызвать серьезный пожар при отпускании переключателя, стало обычной практикой вырезать часть или всю нижнюю часть в основном круглого кожуха на большинстве роторных двигателей или снабдить дренажными пазами.

К 1918 году справочник Клерже советовал поддерживать весь необходимый контроль с помощью регуляторов подачи топлива и воздуха, а также запускать и останавливать двигатель, включая и выключая топливо. Рекомендуемая процедура посадки включала отключение топлива с помощью рычага подачи топлива, при этом выключатель оставался включенным. Ветряной винт заставлял двигатель продолжать вращаться, не передавая никакой мощности при снижении самолета. Было важно оставить зажигание включенным, чтобы свечи зажигания продолжали зажигать искру и предохраняли их от смазывания, чтобы двигатель (если все пойдет хорошо) можно было перезапустить, просто повторно открыв топливный клапан. Пилотам посоветовали не использовать выключатель зажигания, так как это может привести к повреждению двигателя. [7]

Пилоты уцелевших или воспроизводимых самолетов, оснащенных роторными двигателями, по-прежнему считают, что импульсный выключатель полезен при посадке, поскольку он обеспечивает более надежный и быстрый способ включения питания, если это необходимо, вместо риска внезапной остановки двигателя или отказа ветряной мельницы. двигатель перезапустить в самый неподходящий момент.

История [ править ]

Просо [ править ]

Мотоцикл Félix Millet 1897 года.

Феликс Милле продемонстрировал 5-цилиндровый роторный двигатель, встроенный в колесо велосипеда, на выставке Exposition Universelle в Париже в 1889 году. Милле запатентовал двигатель в 1888 году, поэтому его следует считать пионером роторного двигателя внутреннего сгорания. Машина, приводимая в движение его двигателем, участвовала в гонке Париж-Бордо-Париж 1895 года, и система была запущена в производство Darracq и компанией London в 1900 году [9].

Харгрейв [ править ]

Лоуренс Харгрейв впервые разработал роторный двигатель в 1889 году с использованием сжатого воздуха, намереваясь использовать его в полете с двигателем. Вес материалов и отсутствие качественной обработки не позволили ему стать эффективным силовым агрегатом. [10]

Бальзер [ править ]

Стивен М. Бальцер из Нью-Йорка, бывший часовщик, сконструировал роторные двигатели в 1890-х годах. [11] Он интересовался поворотной компоновкой по двум основным причинам:

  • Для выработки 100 л.с. (75 кВт) на низких оборотах, на которых работали двигатели того дня, импульс, возникающий при каждом такте сгорания, был довольно большим. Чтобы гасить эти импульсы, двигателям требовался большой маховик , который увеличивал вес. В роторной конструкции двигатель действовал как собственный маховик, поэтому роторные двигатели могли быть легче обычных двигателей аналогичного размера.
  • Цилиндры имели хороший поток охлаждающего воздуха над ними, даже когда самолет находился в состоянии покоя, что было важно, поскольку низкая скорость самолетов того времени обеспечивала ограниченный поток охлаждающего воздуха, а сплавы того времени были менее совершенными. Ранние конструкции Бальцера даже обходились без ребер охлаждения, хотя последующие роторы имели эту общую черту двигателей с воздушным охлаждением .

Бальцер произвел 3-цилиндровый автомобиль с роторным двигателем в 1894 году, а затем стал участвовать в попытках Лэнгли на аэродроме , в результате чего он обанкротился, когда он пытался сделать гораздо более крупные версии своих двигателей. Роторный двигатель Бальцера позже был преобразован в статический радиальный режим помощником Лэнгли, Чарльзом М. Мэнли , создав при этом знаменитый двигатель Мэнли-Бальцера .

Де Дион-Бутон [ править ]

Знаменитая компания De Dion-Bouton произвела экспериментальный 4-цилиндровый роторный двигатель в 1899 году. Хотя он предназначался для использования в авиации, он не устанавливался ни на одном из самолетов. [9]

Адамс-Фарвелл [ править ]

Основная статья: Адамс-Фарвелл
Пятицилиндровый роторный двигатель Adams-Farwell адаптирован для экспериментов на вертолете

Автомобили фирмы Адамс-Фарвелл с первыми прокатными прототипами фирмы, использующими 3-цилиндровые роторные двигатели, разработанные Фэй Оливером Фарвелл в 1898 году, привели к производству автомобилей Адамс-Фарвелл сначала с 3-цилиндровыми, а вскоре после этого и с 5-цилиндровыми роторными двигателями. позже, в 1906 году, как еще один ранний американский автопроизводитель, использующий роторные двигатели, специально изготовленные для автомобильного использования. Эмиль Берлинерспонсировал разработку 5-цилиндрового роторного двигателя Адамса-Фарвелла в качестве легкого силового агрегата для своих неудачных экспериментов с вертолетом. Позднее двигатели Адамса-Фарвелла приводили в действие самолеты с неподвижным крылом в США после 1910 года. Также утверждалось, что конструкция Gnôme была заимствована из Adams-Farwell, поскольку автомобиль Adams-Farwell, как сообщается, был продемонстрирован французской армии в 1904. В отличие от более поздних двигателей Gnôme и, как и более поздних авиационных роторных двигателей Clerget 9B и Bentley BR1, роторные двигатели Адамса-Фарвелла имели обычные выпускные и впускные клапаны, установленные в головках цилиндров. [9]

Гном [ править ]

Виды в разрезе движка Gnome

Двигатель Gnome был разработан тремя братьями Сегенами, Луи, Лораном и Огюстеном. Это были талантливые инженеры и внуки известного французского инженера Марка Сегена . В 1906 году старший брат, Луи, был сформирован в Сосьете де Moteurs Gnome [12] , чтобы построить стационарные двигатели для промышленного применения, имея лицензионную продукцию Gnom одноцилиндровым стационарного двигателя от Motorenfabrik Оберурзель -кто, в свою очередь, встроенные лицензированные двигатели Gnome для немецких самолетов во время Первой мировой войны.

К Луи присоединился его брат Лоран, который разработал роторный двигатель специально для использования в самолетах с использованием цилиндров двигателя Gnom . Говорят, что первый экспериментальный двигатель братьев был 5-цилиндровым двигателем, который развивал 34 л.с. (25 кВт) и был скорее радиальным, чем роторным двигателем, но фотографии пятицилиндрового экспериментального образца не сохранились. Затем братья Сегуин обратились к роторным двигателям в интересах лучшего охлаждения, и первый в мире серийный роторный двигатель, 7-цилиндровый, с воздушным охлаждением, мощностью 50 л.с. (37 кВт) « Омега » был показан на Парижской автомобильной выставке 1908 года. Первый созданный Gnome Omega все еще существует и сейчас находится в коллекции Смитсоновского национального музея авиации и космонавтики . [13]Компания Seguins использовала самый прочный из доступных материалов - недавно разработанный сплав никелевой стали - и снизила вес за счет обработки деталей из твердого металла с использованием лучших американских и немецких станков для создания компонентов двигателя; Стенка цилиндра Gnome мощностью 50 л.с. имела толщину всего 1,5 мм (0,059 дюйма), в то время как шатуны были фрезерованы с глубокими центральными каналами для уменьшения веса. Несмотря на небольшую мощность в единицах мощности на литр, его удельная мощность составляла выдающиеся 1 л.с. (0,75 кВт) на кг.

В следующем, 1909 году, изобретатель Роджер Раво установил его на свой Aéroscaphe , комбинированный самолет на подводных крыльях , который он участвовал в соревнованиях моторных лодок и авиации в Монако. Использование Генри Фарманом Gnome на знаменитом авиалайнере в Реймсе в том году принесло ему известность, когда он выиграл Гран-при за самую большую беспосадочную дистанцию ​​полета - 180 километров (110 миль) - а также установил мировой рекорд для длительный полет. Самый первый успешный полет на гидросамолете, из Анри Фабр «s Le Canard , было приведено в действие с помощью Gnome Omega 28 марта 1910 года близ Марселя .

Производство роторных двигателей Gnome быстро увеличивалось, и до Первой мировой войны было произведено около 4000 машин, и Gnome также произвела двухрядную версию (100-сильный Double Omega), более крупный 80-сильный Gnome Lambda и двухрядный Double Lambda мощностью 160 л.с. По стандартам других двигателей того периода, Gnome считался не особенно темпераментным и считался первым двигателем, способным проработать десять часов между капитальными ремонтами. [ необходима цитата ]

В 1913 году братья Сегуин представили новую серию Monosoupape («одинарный клапан»), в которой впускные клапаны в поршнях были заменены по одному клапану в каждой головке блока цилиндров, который выполнял функции впускного и выпускного клапана. Скорость двигателя контролировалась изменением времени открытия и степени открытия выпускных клапанов с помощью рычагов, воздействующих на ролики толкателей клапанов, от системы позже отказались из-за сгорания клапанов. Вес Monosoupape был немного меньше, чем у более ранних двухклапанных двигателей, и он использовал меньше смазочного масла. Monosoupape мощностью 100 л.с. был построен с 9 цилиндрами и развивал номинальную мощность при 1200 об / мин. [14] В более позднем девятицилиндровом роторном двигателе Gnome 9N мощностью 160 л.с. использовалась конструкция клапана Monosoupape с добавлением запаса прочности двойного зажигания. система и была последней известной конструкцией роторного двигателя, в которой использовался такой формат клапана головки блока цилиндров.

Немецкий двигатель Oberursel U.III на выставке в музее

Роторные двигатели, производимые компаниями Clerget и Le Rhône, использовали обычные клапаны с толкателем в головке блока цилиндров, но использовали тот же принцип протяжки топливной смеси через коленчатый вал, при этом Le Rhônes имел выступающие медные впускные трубки, идущие от картера к картеру. верхней части каждого цилиндра, чтобы впустить впускной заряд.

Семицилиндровый двигатель Gnome мощностью 80 л.с. (60 кВт) был стандартом в начале Первой мировой войны, как Gnome Lambda, и быстро нашел свое применение в большом количестве конструкций самолетов. Он был настолько хорош, что получил лицензию от ряда компаний, включая немецкую фирму Motorenfabrik Oberursel, которая разработала оригинальный двигатель Gnom. Позднее Oberursel был куплен Fokker , чья 80-сильная копия Gnome Lambda была известна как Oberursel U.0. Для французских Gnôme Lambdas, использовавшихся в самых ранних образцах биплана Bristol Scout , не было ничего необычного , встретиться с немецкими версиями, использовавшимися в боях на Fokker EI Eindeckers со второй половины 1915 года.

Единственные попытки производить двухрядные роторные двигатели в любом объеме были предприняты Gnome с их четырнадцатицилиндровым двигателем Double Lambda мощностью 160 л.с. и с клоном конструкции Double Lambda, созданным немецкой фирмой Oberursel в начале Первой мировой войны, U.III такой же мощности. В то время как в сентябре 1913 года на примере двойной лямбды один из гоночных самолетов Deperdussin Monocoque достиг мирового рекорда скорости почти 204 км / ч (126 миль / ч), известно, что на него был установлен только Oberursel U.III. в несколько немецких серийных военных самолетов, истребитель-моноплан Fokker E.IV и Fokker D.III Истребители-бипланы, оба из которых не смогли стать успешными боевыми типами, были частично связаны с плохим качеством немецкой силовой установки, которая была подвержена износу уже через несколько часов боевого полета.

Первая мировая война [ править ]

Siemens-Гальске Sh.III сохранились в Technisches музее Wien (Вена Музей Technology). Этот двигатель использовался в некоторых типах немецких истребителей к концу Первой мировой войны.

Выгодное соотношение мощности к весу из роторы было их главное преимущество. В то время как более крупные и тяжелые самолеты полагались почти исключительно на обычные рядные двигатели, многие конструкторы истребителей предпочитали роторные вплоть до конца войны.

Роторные двигатели имели ряд недостатков, в частности, очень высокий расход топлива, частично из-за того, что двигатель обычно работал на полностью открытой дроссельной заслонке, а также из-за того, что фазы газораспределения часто были не идеальными. Расход масла тоже был очень высоким. Из-за примитивной карбюрации и отсутствия настоящего картера смазочное масло добавлялось в топливно-воздушную смесь. Это сделало пары двигателя тяжелыми из-за дыма от частично сгоревшего масла. Касторовое масло было предпочтительным смазочным материалом, так как его смазывающие свойства не зависели от наличия топлива, а его склонность к образованию смол не имела отношения к системе смазки с полным отсутствием смазки. Прискорбным побочным эффектом было то, что пилоты Первой мировой войны вдыхали и проглатывали значительное количество масла во время полета, что приводило к стойкой диарее . [15] Летная одежда пилотов роторных двигателей обычно пропитывалась маслом.

Вращающаяся масса двигателя также превратила его в большой гироскоп . В горизонтальном полете эффект не был особенно заметен , но при повороте гироскопическая прецессия стала заметной. Из-за направления вращения двигателя повороты влево требовали усилия и происходили относительно медленно, в сочетании с тенденцией к подъему носа, в то время как повороты вправо были почти мгновенными с тенденцией к опусканию носа. [16] В некоторых самолетах это может быть полезно в таких ситуациях, как воздушный бой. Сопвич Camelпострадали до такой степени, что требовалось левое рулевое управление как для левого, так и для правого поворотов, и было бы чрезвычайно опасно, если бы пилот использовал полную мощность в верхней части петли на низких скоростях. Пилоты-стажеры Camel были предупреждены, что делать первые резкие повороты вправо следует только на высоте более 1000 футов (300 м). [17] Самый известный немецкий враг верблюда, то Fokker Dr.I триплан , также используется ротационный двигатель, как правило , клон Oberursel Ur.II из французских сложенного Le Rhone 9J 110 л.с. силовой установки .

Еще до Первой мировой войны были предприняты попытки решить проблему инерции роторных двигателей. Еще в 1906 году Чарльз Бенджамин Редрап продемонстрировал Королевскому летному корпусу в Хендоне двигатель «без реакции», в котором коленчатый валвращаются в одном направлении, а блок цилиндров - в противоположном, каждый из которых приводит в движение винт. Более поздним развитием этого был безреакционный двигатель Hart 1914 года, разработанный Редрупом, в котором был только один пропеллер, соединенный с коленчатым валом, но он вращался в направлении, противоположном блоку цилиндров, тем самым в значительной степени нейтрализуя негативные эффекты. Это оказалось слишком сложным для надежной работы и Redrup изменили конструкцию к статическому радиальным двигателем, который впоследствии был судим в экспериментальной Vickers FB12b и FB16 самолетов, [18] , к сожалению , не увенчались успехом.

По мере развития войны авиаконструкторы требовали все большего количества энергии. Рядные двигатели смогли удовлетворить этот спрос за счет улучшения своих верхних пределов оборотов, что означало большую мощность. Улучшения в фазах газораспределения, системах зажигания и облегчении материалов сделали эти более высокие обороты возможными, и к концу войны средний двигатель увеличился с 1200 до 2000 об / мин. Роторный не смог сделать то же самое из-за сопротивления вращающихся цилиндров по воздуху. Например, если модель начала войны на 1200 об / мин увеличивала обороты до 1400, сопротивление цилиндров увеличивалось на 36%, поскольку сопротивление воздуха возрастало пропорционально квадрату скорости. На более низких оборотах сопротивление можно было просто игнорировать, но по мере того, как число оборотов росло, роторный двигатель вкладывал все больше и больше мощности в раскрутку двигателя,с меньшим остаточным количеством, чтобы обеспечить полезную тягу через винт.

Анимация внутренней работы Siemens-Halske Sh.III

Двухроторные конструкции Сименс-Хальске [ править ]

Одна умная попытка спасти конструкцию, аналогичную британской концепции "безреакционного" двигателя Редрупа, была предпринята Siemens AG . Картер (с пропеллером, все еще прикрепленным непосредственно к его передней части) и цилиндры вращались против часовой стрелки со скоростью 900 об / мин, если смотреть снаружи с точки зрения «носа впереди», в то время как коленчатый вал (который, в отличие от других конструкций, никогда не «выходил» из картера, ) и другие внутренние части вращались по часовой стрелке с той же скоростью, поэтому установка эффективно работала со скоростью 1800 об / мин. Это было достигнуто за счет использования конической передачи в задней части картера, что привело к созданию 11-цилиндрового двигателя Siemens-Halske Sh.III с меньшим сопротивлением и меньшим крутящим моментом. [19] Используется на нескольких типах поздней войны, в частности на Siemens-Schuckert D.IVfighter, низкая скорость вращения нового двигателя в сочетании с большими гребными винтами с крупным шагом, иногда с четырьмя лопастями (как на SSW D.IV), обеспечивала типам, оснащенным его двигателем, выдающуюся скороподъемность, с некоторыми примерами позднего производства Sh. Силовая установка IIIa, по слухам, выдает 240 л.с. [20]

Один новый самолет с роторным двигателем, D.VIII от Fokker , был спроектирован, по крайней мере частично, для того, чтобы частично использовать резервные двигатели Ur.II мощностью 110 л.с. (82 кВт) на заводе в Оберурзеле , которые сами являются клонами роторного двигателя Le Rhône 9J .

Из-за блокады судоходства союзниками немцы все больше не могли получить касторовое масло, необходимое для смазки их роторных двигателей. Заменители никогда не были полностью удовлетворительными, вызывая повышение рабочих температур и сокращение срока службы двигателя. [21] [22] [23]

Послевоенное [ править ]

К моменту окончания войны роторный двигатель устарел и довольно быстро исчез из употребления. Британские Королевские ВВС, вероятно, использовали роторные двигатели дольше, чем большинство других операторов. Стандартный послевоенный истребитель Королевских ВВС, Sopwith Snipe , использовал роторный двигатель Bentley BR2 как самый мощный (около 230 л.с. (170 кВт)) роторный двигатель, когда-либо построенный союзниками во время Первой мировой войны . Стандартный учебно-тренировочный самолет RAF в первые послевоенные годы, Avro 504 K 1914 года выпуска , имел универсальное крепление, позволяющее использовать несколько различных типов маломощных роторных двигателей, которых было много в избытке. Точно так же шведская FVM Ö1 Tummelisa Учебно-тренировочный самолет, оснащенный роторным двигателем Le-Rhone-Thulin мощностью 90 л.с. (67 кВт), прослужил до середины тридцатых годов.

Конструкторам пришлось уравновесить дешевизну излишков военных двигателей с их низкой топливной экономичностью и эксплуатационными расходами на систему смазки с полным отсутствием потерь, и к середине 1920-х годов роторные двигатели были более или менее полностью вытеснены даже на британской службе, в основном за счет новое поколение "стационарных" радиальных двигателей с воздушным охлаждением, таких как Armstrong Siddeley Jaguar и Bristol Jupiter .

Эксперименты с концепцией роторного двигателя продолжились.

В первой версии двигателя Michel 1921 года , необычного двигателя с оппозитными кулачками , использовался принцип роторного двигателя, заключающийся в том, что его «блок цилиндров» вращался. Вскоре он был заменен версией с такими же цилиндрами и кулачком, но со стационарными цилиндрами и кулачковой дорожкой, вращающейся вместо коленчатого вала. Более поздняя версия полностью отказалась от кулачка и использовала три соединенных коленчатых вала.

К 1930 году советские пионеры вертолетной техники Борис Н. Юрьев и Алексей Михайлович Черемухин, работавшие в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ, ЦАГИ), построили одну из первых практических однолифтных роторных машин с их одноместными ЦАГИ 1-ЭА винтовой вертолет, оснащенный двумя роторными двигателями М-2 советской конструкции, которые сами по себе являются улучшенными копиями роторного двигателя Gnome Monosoupape времен Первой мировой войны. ЦАГИ 1-EA установил неофициальный рекорд высоты в 605 метров (1985 футов). Черемухин пилотировал его 14 августа 1932 года на сдвоенных роторных двигателях М-2. [24]

Использование в автомобилях и мотоциклах [ править ]

Хотя роторные двигатели в основном использовались в самолетах, некоторые автомобили и мотоциклы были построены с роторными двигателями. Возможно, первым из них был мотоцикл Millet 1892 года. Известным мотоциклом, выигравшим множество гонок, был Megola , у которого был роторный двигатель внутри переднего колеса. Другой мотоцикл с роторным двигателем был Чарльз Redrup «ы 1912 Redrup Радиальная , который был трехцилиндровый 303 куб.см роторный двигатель установлен на ряд мотоциклов по Redrup.

В 1904 году двигатель Барри , также разработанный Редрупом, был построен в Уэльсе: вращающийся двухцилиндровый оппозитный двигатель весом 6,5 кг [3] был установлен внутри рамы мотоцикла.

Немецкий мотоцикл Megola начала 1920-х годов использовал пятицилиндровый роторный двигатель в конструкции передних колес.

В 1940-х годах Кирилл Пуллин разработал Powerwheel , колесо с вращающимся одноцилиндровым двигателем , сцеплением и барабанным тормозом внутри ступицы, но оно так и не пошло в производство.

Другие роторные двигатели [ править ]

Помимо конфигурации цилиндров, вращающихся вокруг фиксированного коленчатого вала, несколько различных конструкций двигателей также называются роторными двигателями . Самый известный бес поршневой роторный двигатель , роторный двигатель Ванкеля , использовался NSU в автомобиле Ro80 , Mazda в различных автомобилях, таких как серия RX, и в некоторых экспериментальных авиационных приложениях.

В конце 1970-х был испытан концептуальный двигатель под названием Bricklin-Turner Rotary Vee . [25] [26] Роторный Vee похож по конфигурации на локтевой паровой двигатель . Поршневые пары соединяются как сплошные V-образные элементы, причем каждый конец плавает в паре вращающихся групп цилиндров. Пары вращающихся цилиндров расположены так, что их оси расположены под большим углом V. Поршни в каждом блоке цилиндров движутся параллельно друг другу, а не в радиальном направлении. Двигатель этой конструкции не производился. Rotary Vee был предназначен для питания Bricklin SV-1 .

См. Также [ править ]

  • Бензиновый двигатель
  • Monosoupape двигатель
  • Двигатель Мэнли-Бальцера
  • Двигатель с качающимся диском
  • Квазитурбина
  • Турбина
  • Роторный двигатель Ванкеля

Примечания [ править ]

  1. ↑ Наум, Эндрю (1999). Роторный авиационный двигатель . NMSI Trading Ltd. стр. 40. ISBN 1-900747-12-X.
  2. ^ Vimeo видео Musee De l'Air «роторный / радиальный» переменная авиационный поперечное сечение кинетическая модель дисплей
  3. ^ а б "Чарльз Бенджамин Редруп" . Проверено 11 апреля 2008 .
  4. ^ Технические примечания Air Board, RAF Air Board, 1917, перепечатано Camden Miniature Steam Services, 1997
  5. ^ Например, сравните Gnome Monosoupape с Bentley BR2
  6. ^ Ганстон, Билл (1986). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей . Веллингборо: Патрик Стивенс. С. 22–26.
  7. ^ a b Наум, Эндрю (1999). Роторный авиационный двигатель . НМСИ Трейдинг Лтд. С. 44–45. ISBN 1-900747-12-X.
  8. ^ Донован, Фрэнк; Фрэнк Роберт Донован (1962). Ранние орлы . Додд, Мид. п. 154.
  9. ^ a b c Наум, Эндрю (1999). Роторный авиационный двигатель . NMSI Trading Ltd. стр. 20. ISBN 1-900747-12-X.
  10. ^ Харгрейв, Лоуренс (1850-1915) . Австралийский биографический словарь в Интернете.
  11. ^ "Патенты на автомобили Balzer" . Национальный музей американской истории. 2016-11-02.
  12. ^ "САФРАН" (на французском языке) . Проверено 14 сентября 2009 . 6 июля 1905 г., Луи и Лоран Сеген основали общество моторов Gnome à Gennevilliers
  13. ^ "Роторный двигатель Gnome Omega № 1" . Смитсоновский институт . Проверено 14 апреля 2012 года .
  14. ^ Вивиан, Э. Чарльз (2004). История воздухоплавания . Kessinger Publishing. п. 255. ISBN 1-4191-0156-0.
  15. ^ Артур Гулд Ли (2012). Открытая кабина: пилот Королевского летного корпуса . Grub Street. ISBN 978-1-908117-25-0.
  16. ↑ McCutcheon, Kimble D. «Gnome Monosoupape Type N Rotary» (PDF) . Историческое общество авиационных двигателей. Архивировано из оригинального (PDF) 06.07.2008 . Проверено 1 мая 2008 .
  17. ^ Abzug, Malcolm J .; Э. Юджин Ларраби (2002). Устойчивость и управляемость самолета . Издательство Кембриджского университета. С.  9 . ISBN 0-521-80992-4.
  18. ^ Фэрни, Уильям (2007). Человек с ножом и вилкой - Жизнь и творчество Чарльза Бенджамина Редрапа . Издательство Дизель. ISBN 978-0-9554455-0-7.
  19. ^ Грей, Питер Л. (1966). Самолет в профиль № 86 - Siemens Schuckert D.III и IV . Leatherhead, Surrey, England: Profile Publications, Ltd., стр. 4 и 5 . Проверено 7 августа 2013 года .
  20. ^ Грей, Питер Л. (1966). Самолет в профиль № 86 - Siemens Schuckert D.III и IV . Лезерхед, Суррей, Англия: Profile Publications, Ltd. стр. 12 . Проверено 7 августа 2013 года .
  21. ^ Guilmartin, Джон Ф., младший (1994). «Технология и стратегия: каковы пределы?». Два историка техники и войны . Военный колледж армии США, Институт стратегических исследований. п. 10. ISBN 1428915222.
  22. Перейти ↑ Fisher, Suzanne Hayes (1999). «Самолет, производство во время войны». У Спенсера К. Такера; Лаура Матысек Вуд; Джастин Д. Мерфи (ред.). Европейские державы в Первой мировой войне: энциклопедия . Тейлор и Фрэнсис. п. 10. ISBN 081533351X.
  23. ^ Комиссия по тарифам США (1921). Обзоры тарифной информации по статьям пунктов 44 и 45 Закона о тарифах 1913 года . Вашингтон, округ Колумбия: Государственная типография. п. 40.
  24. ^ Савин, Александр. «ЦАГИ 1-ЭА». ctrl-c.liu.se, 24 марта 1997 г., дата обращения 12 декабря 2010 г.
  25. ↑ Popular Science, август 1974 г.
  26. ↑ Popular Science, апрель 1976 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Paris Musee de l'Air - комбинация "вращающегося" и "радиального" кинетического дисплея с функцией двигателя.
  • Страница Смитсоновского института NASM Gnôme Omega № 1
  • Смитсоновский институт NASM Le Rhône 9J page
  • Анимация Gnome Rotary в действии
  • Веб-сайт работающего миниатюрного роторного двигателя Рэя Вильямса
  • Роторный двигатель, работающий исключительно на сжатом воздухе
  • Линейка двигателей Чарльза Редрупа
  • Видео 1909 Gnome Omega Engine - запуск в апреле 2009 г.
  • Роторно-цилиндрический двигатель Бриклина-Тернера
  • Двухроторный двигатель от Franky Devaere