ODBORNÉ

Letecké motory část 2. - pístové motory

Pístové motory byly v dopravním letectví používány již od prapůvodních počátků ve dvacátých letech minulého století. Jsou to motory s vnitřním spalováním, kde přeměna tepelné energie v mechanickou probíhá uvnitř válců motoru.

Pístové motory se dělí podle několika kritérií. Tím prvním je způsob zapálení směsi paliva uvnitř válců motoru. Zde se motory dělí na zážehové (benzínové) a vznětové (dieselové). V moderním letectví se používají již výhradně motory zážehové. Dieselové motory jsou totiž těžké a mají tvrdý chod, který působí nepřijatelnými silami na konstrukci letounu.

Pokusy s jejich použitím probíhaly zejména za válečných a poválečných let, kdy byl nedostatek kvalitního benzínu, zatímco nafty byl ještě relativní dostatek.  Sověti například zkoušeli použití dieselových motorů Čaromsky AČ-30B na Iljušinu Il-12, ale zjistili, že jsou v civilním provozu téměř nepoužitelné. Iljušiny Il-12 byly poté již vybavovány zážehovými motory Švecov AŠ-82.



Motor Švecov AŠ-82, patrné jsou dvě hvězdice válců za sebou (foto: © VargaA)

Dalším kritériem rozdělení leteckých pístových motorů je uspořádání válců. Zde se motory dělí na řadové a hvězdicové. U řadových motorů, jak již označení napovídá, jsou válce v motoru umístěny v řadě za sebou. V letectví se v drtivé většině používají tzv. invertní řadové motory, kde jsou válce umístěny nastojato nad klikovou skříní nebo nad hlavami válců směrem dolů. Díky tomu má invertní motor nízko položené těžiště a vrtule je co nejvíce vzdálena od země.

Při hvězdicovém uspořádání jsou válce uspořádány dokola okolo společného klikového hřídele. Toto uspořádání má několik nesporných výhod. Motor se tak snadno chladí vzduchem, dobrá přístupnost válců při výměně, minimální kmitání klikového mechanismu.  Jejich nevýhodou je velký čelní odpor, používají se proto pouze u motorů větších výkonů. U menších letadel se tak většinou používají motory řadové. U velkých pístových letadel bylo používáno i více hvězdic válců za sebou. Příkladem může být již zmíněný Švecov AŠ-82, který byl použit u Iljušinů Il-12 a Il-14, který měl za sebou dvě hvězdice po sedmi válcích. Vycházel z amerického motoru Pratt & Whitney R-1830 Twin Wasp pohánějící legendární Douglasy DC-3. Z dalších amerických zástupců můžeme zmínit Wright R-3350 Duplex Cyclone, což byl dvouhvězdicový osmnáctiválec pohánějící čtyřmotorové Douglasy DC-7 a Lockheedy Constellation.



Výměna motoru Wright R-3350 Duplex Cyclon u letounu Douglas DC-7 (foto: © http://www.nationalmuseum.af.mil/)

Princip fungování jakéhokoliv pístového motoru je všeobecně známý, tak jen pro připomenutí.

1. sání – do válce se přivede co největší množství palivové směsi

2. stlačení – píst stlačuje ve válci směs na co největší tlak. Čím větší je dosažen tlak v pístu, tím větší je pak práce a menší spotřeba paliva

3. expanze – stlačená palivová směs je pomocí svíček ve válci zapálena a následuje přeměna tepelné energie na mechanickou práci, kdy se píst tlakem spálených plynů přesune z horní úvrati do dolní úvrati

4. výfuk – píst pohybem z horní úvrati do dolní úvrati vytlačuje výfukové plyny, které z válce unikají otevřeným výfukovým ventilem.

Tento proces se opakuje neustále dokola od spuštění motoru do jeho zastavení.

Z konstrukčního hlediska se pístový motor skládá z následujících celků: motorové skříně, válců a hlav válců, klikového mechanismu, rozvodového mechanismu, skříně pohonů, případně vrtulového reduktoru a kompresoru.

V motorové skříni  jsou uchyceny válce motoru a uložen klikový hřídel a vrtulový reduktor. Ve válci se uskutečňuje termodynamický proces a slouží pro vedení pístu. Válce jsou chlazeny vzduchem nebo kapalinou, u velkých letadel se používá v drtivé většině chlazení vzduchem, kvůli zbytečně nesené hmotnosti kapaliny v chladiči. Klikových mechanismus převádí síly s přímočaře se pohybujícího pístu na otáčivý pohyb klikového hřídele. Rozvodový mechanismus slouží k naplnění válce čerstvou směsí a odvodu spalin, u čtyřdobých motorů jsou většinou používány rozvody pomocí ventilů. Skříň pohonů slouží k zajištění pohonu hlavních i pomocných soustav motoru a zároveň k zajištění pohonu letadlových celků – agregátů.  Ve skříni pohonů je rovněž uložen olejový systém letounu a olejová čerpadla.  Vrtulový reduktor slouží ke snížení otáček dodávaných z klikového hřídele na vrtuli, tak aby byly otáčky vrtule co nejefektivnější cca 1400 otáček za minutu nebo méně. Kompresor slouží k zabezpečení stálého výkonu motoru ve výšce, kde se již nevyskytuje vzduch v požadované hustotě, tudíž je nutno motoru dodávat stlačený vzduch dodávaný kompresorem.

Doba velkých pístových letadel je už nenávratně pryč. Svého vrcholu dosahovaly tyto letouny v polovině padesátých let minulého století. Mezi špičky této kategorie tehdy patřily například Lockheedy L-1649 Starliner, Douglas DC-7C.  V dnešní době jsou sériově vyráběny s pístovými pouze malé dopravní letouny, které používají řadové motory. Příkladem za všechny je například šestimístný Piper Seneca.



Funkční model pístového hvězdicového sedmiválce



Start osmnáctiválců  Wright R-3350-DA3 Turbo Compound


Zdroj:
www.wikipedia.org
Ing. Jiří Tůma - Letadla - 2.díl



You have no rights to post comments