Характеристики авиационного дизельного двигателя

Двухтактный дизель — будущее лёгкой авиации

Двухтактный дизель — будущее лёгкой авиации

В авиации к двигателям подход особый. Самая, пожалуй, важная характеристика — это удельная мощность (или удельная тяга), то есть количество киловатт или лошадиных сил (или ньютонов) на единицу массы. Оно и понятно. Если мы установим на автомобиль тяжёлый двигатель, автомобиль всё равно поедет. А вот самолёт с тяжёлым двигателем может просто не взлететь. Из коммерчески выпускаемых ныне авиационных двигателей самыми лучшими по этому показателю являются турбореактивные (ТРД). Однако они выдают желаемые показатели при весьма высоких оборотах, поэтому требуют очень высокой культуры производства и, следовательно, дороги. Газотурбинные (ГТД), или турбовальные (ТВД), двигатели несколько тяжелее, так как в них турбина вращает не только компрессор, но и понижающий редуктор — дополнительный механизм, обладающий немалой массой. Они тоже очень дороги, но имеют свои преимущества. Например, они экономичны в диапазоне скоростей до 600 км/ч, и ещё могут устанавливаться на вертолёты. Тем не менее, в классе мощностей до 200-250 л.с. ГТД фактически отсутствуют, по причине дороговизны. Это по-прежнему царство поршневых двигателей.

В лёгкой авиации самым массовым типом ДВС является 4-тактный карбюраторный оппозитный воздушного охлаждения. Конструкция таких двигателей отработана десятилетиями — например, оппозитный Лайкоминг был разработан ещё до Второй мировой войны. Однако в последнее время обнаружилась угроза дальнейшему существованию этих двигателей. Дело в том, что они рассчитаны на применение специального авиационного бензина. А нынешний мировой авиапарк в основном потребляет реактивные топлива, базирующиеся на керосине, производство авиационного бензина сократилось, и он перешёл в разряд дефицита. Энтузиасты лёгкой авиации пробуют разные пути выхода из бензинового тупика. Кто-то пытается конвертировать имеющиеся конструкции под доступный автомобильный бензин, а кто-то предлагает новую (то есть хорошо забытую старую) альтернативу — 2-тактный авиационный дизель.

Маленькая квази-теоретическая лекция

Тактом рабочего цикла ДВС является ход поршня от одной мёртвой точки до другой. Один такт соответствует 180-градусному повороту (полуобороту) коленчатого вала. При 4-тактном процессе рабочий цикл осуществляется за два оборота вала, при 2-тактном — за один.

Что касается 4-тактного рабочего цикла, то между схемами Дизеля и Отто различий немного. Присутствуют те же 4 такта: впуск — сжатие — расширение — выпуск. Сначала открывается впускной клапан, поршень идёт вниз, под действием создающегося разрежения в цилиндр поступает свежая топливовоздушная смесь или воздух — это такт впуска. Затем клапан закрывается, поршень идёт вверх — происходит сжатие. Следующий такт: сжатая смесь воспламеняется искрой или в сжатый воздух форсунка впрыскивает топливо, которое самовоспламеняется, поршень под действием этого идёт вниз — это расширение, или рабочий ход поршня. Двигатель совершает полезную работу именно в течение такта расширения. Потом поршень идёт вверх, открывается выпускной клапан, через который продукты сгорания топлива выходят в атмосферу — это такт выпуска.

В случае с двухтактным процессом всё уже не так просто. Такты условно называются сжатие и расширение. Как видно, места отдельным тактам впуска и выпуска здесь не нашлось. Это не случайно. Хотя в двухтактном двигателе процессы впуска и выпуска присутствуют, для их осуществления необходимо, чтобы давление на входе в цилиндр было выше атмосферного. То есть нужен принудительный наддув. Те, кто знаком с двухтактными мотоциклетными бензиновыми двигателями, могут возразить: на мотоциклах нет никаких турбо- или механических компрессоров. Отдельного компрессора в мотоциклетном двухтактнике действительно нет. Функция компрессора возложена на картер двигателя.

В простых мотоциклетных моторах нет клапанов в головке цилиндра, вместо них существуют впускные и выпускные окна в стенках цилиндра, перекрываемые телом поршня. Впускные окна связаны с карбюратором не напрямую, а через перепускные каналы, выходящие в картер. В течение хода поршня вверх нижний край открывает окно, на котором находится карбюратор, рабочая смесь под действием разрежения, создаваемого идущим вверх поршнем, устремляется в картер. Когда поршень идёт вниз, он перекрывает это окно, рабочая смесь начинает сжиматься. Поршень идёт далее вниз, открывая перепускные окна, рабочая смесь под давлением подаётся в цилиндр, где вытесняет отработанные газы в выпускное окно. Поршень идёт снова вверх, и процессы под его днищем повторяются, а в это время в цилиндре происходит сжатие рабочей смеси. Затем сжатая смесь воспламеняется свечой, и поршень идёт вниз, совершая такт расширения, или рабочий ход.

Дизель, подобный мотоциклетному мотору, не сделаешь. В цилиндр надо подавать чистый воздух, которому в картере делать нечего — он там будет выдавливать имеющуюся смазку из трущихся узлов. Поэтому двухтактные дизельные двигатели (танковые и судовые) больше похожи на четырёхтактные. У них также есть масло в картере и клапана в головке блока цилиндров. Однако кроме клапанов, у них ещё есть окна в стенках цилиндров. Обычно через боковые окна нагнетается воздух, а выпуск производится через клапаны.

Цикл происходит так: поршень идёт вниз и открывает впускное окно, через которое внешним нагнетателем подаётся воздух; затем поршень начинает движение вверх; пока впускное окно не закрылось полностью, открывается выпускной клапан в головке, и отработанные газы вытесняются в выпускной тракт; закрывается клапан, перекрывается впускное окно, воздух сжимается движением поршня к верхней мёртвой точке и от сжатия нагревается; в верхней мёртвой точке форсунка впрыскивает в цилиндр топливо, которое от соприкосновения с горячим воздухом воспламеняется; поршень идёт вниз, совершая рабочий ход, пока не откроет впускное окно; далее см. начало абзаца.

Преимущества дизелей как таковых: использование в качестве топлива более дешёвых и более энергоёмких фракций нефти; больший крутящий момент на валу; отсутствие системы зажигания (тут к месту афоризм, приписываемый конструкторам дизеля В-2: «Самая надёжная деталь — та, которой нет»).

Недостатки дизелей как таковых: низкая удельная мощность, что обусловлено необходимостью усиления конструкции (сгорание топлива не такое плавное, как в бензиновом двигателе, плюс в 2 раза большая степень сжатия — а иначе откуда большой крутящий момент возьмётся?); наличие куда более сложной и привередливой системы питания, нежели у бензинового двигателя.

Преимущества двухтактных дизелей: вдвое большая частота рабочих ходов, что решает проблему удельной мощности; более плавная работа двигателя.

Недостатки двухтактных дизелей: обязательность механического компрессора или турбонаддува.

Хорошо забытое старое

Первые работоспособные авиационные дизели были сконструированы до Второй мировой войны моторостроительным подразделением Юнкерса — ЮМО. Планировалось ставить их на трансатлантические авиалайнеры и дальние бомбардировщики.

Конструировались они и у нас — А. Д. Чаромским специально для бомбардировщика Ер-2. Однако довести их до беспроблемной эксплуатации не удалось — в войну было не до изысканий. А после войны началась реактивная эра, и потенциальную нишу моторов для сверхдальних перелётов заняли ТВД; потом и турбореактивные двигатели, обзаведясь вторым контуром, стали достаточно экономичными. Об авиационных дизелях забыли. До 90-х годов.

В последнее время по крайней мере две фирмы — немецкая Zoche и британская DeltaHawk — предпринимают усилия по сертификации и выводу на рынок авиационных двухтактных дизелей в диапазоне мощностей до 300 л.с. Общее между ними — бесклапанное (то есть через окна в цилиндре) газораспределение; наличие двух нагнетателей — механического компрессора и турбокомпрессора. Гамма продукции Zoche включает звездообразные 2-х(70 л.с.), 4-х(150 л.с.) и 8-цилиндровые(300 л.с.) двигатели воздушного охлаждения. Цилиндро-поршневые группы одинаковы для всех вариантов. Механический нагнетатель является также пневмостартером, что позволяет надёжно пускать двигатель при любой температуре. Система смазки обеспечивает работу двигателя при любом положении в пространстве.

Двухтактный дизельный цикл — удачный вариант для моторов лёгкой авиации. За счёт вдвое большего числа рабочих ходов и использования наддува они могут превзойти по удельной мощности традиционные оппозитники, которые плохо переносят турбонаддув. Наличие наддува также благоприятно сказывается на высотности двигателя. Системы зажигания (которая на бензиновых двигателях нередко дублируется для надёжности) у дизелей просто нет. То есть заглушить дизель можно лишь прервав подачу топлива (бензиновый двигатель этим способом тоже глушится). Дизель не боится низких температур, чреватых обледенением карбюратора (в том числе и за отсутствием карбюратора как такового) — наоборот, ему холодный воздух даже идёт на пользу. Топливо для дизеля дешевле и доступнее.

Читайте также:  Сколько масла в двигателе мерседес w164

Правда, при эксплуатации на авиакеросине есть свои сложности. Дело в том, что самый сложный и точный агрегат дизеля — топливный насос высокого давления — смазывается маслянистыми фракциями дизельного топлива. А керосин от этих фракций очищен. Поэтому в реактивное топливо необходимо добавлять специальную смазывающую присадку.

У дизелей в лёгкой авиации неплохие перспективы. Если кто-либо из крупных мировых моторостроителей проявит к ним интерес, и сможет предложить массовый недорогой сертифицированный дизель, то ситуация несомненно изменится в их пользу. До тех пор, пока не появится массовый недорогой сертифицированный ГТД.

Источник

Авиационный дизельный двигатель — Aircraft diesel engine

Дизельный двигатель самолета или аэродинамический дизель является дизель Приведено авиационных двигателей . Они использовались в дирижаблях и испытывались в самолетах в конце 1920-х и 1930-х годах, но так и не получили широкого распространения. Их основными преимуществами являются превосходный удельный расход топлива , пониженная воспламеняемость и несколько более высокая плотность топлива, но они перевешиваются комбинацией присущих им недостатков по сравнению с бензиновыми или турбовинтовыми двигателями. Постоянно растущая стоимость бензина и сомнения относительно его доступности в будущем привели к возрождению производства авиационных дизельных двигателей в начале 2010-х годов.

Использование дизельных двигателей в самолетах также является выгодным с точки зрения защиты окружающей среды, а также защиты здоровья человека, поскольку антидетонационный компонент тетраэтилсвинца в авиационном газе давно известен своей высокой токсичностью и загрязнением окружающей среды.

Содержание

Развитие

Ранний дизельный самолет

Ряд производителей построили дизельные авиадвигатели в 1920-х и 1930-х годах; Самыми известными были радиальные машины Packard с воздушным охлаждением и Junkers Jumo 205 , которые были умеренно успешными, но оказались непригодными для боевого применения во время Второй мировой войны . Однако тримоторный морской патрульный летающий катер Blohm & Voss BV 138 был оснащен более развитой силовой установкой Junkers Jumo 207, и был более успешным с его тройкой дизельных Jumo 207, обеспечивающих боевой радиус до 2100 км (1300 миль). почти 300 экземпляров BV 138, построенных во время Второй мировой войны.

Первым успешным дизельным двигателем, разработанным специально для самолетов, был радиальный дизель Packard DR-980 1928–1929 годов, который был выполнен в знакомом радиальном формате с воздушным охлаждением, подобном конструкциям Wright и Pratt & Whitney, и был современником Beardmore Tornado. Используется в дирижабле R101 . Использование дизельного топлива было рекомендовано из-за его топлива с низкой пожароопасностью. Первый успешный полет дизельного самолета был совершен 18 сентября 1928 года на самолете Stinson model SM-1DX Detroiter, регистрационный номер X7654. Примерно в 1936 году более тяжелые, но менее требовательные дизельные двигатели были предпочтительнее бензиновых, когда время полета составляло всего 6–7 часов.

Поступивший на вооружение в начале 1930-х годов, двухтактный двигатель Junkers Jumo 205 с оппозитными поршнями получил гораздо большее распространение, чем предыдущие авиадизели. Он был умеренно успешным при использовании в Blohm & Voss Ha 139 и даже больше в использовании дирижаблей . В Великобритании компания Napier & Son по лицензии построила более крупный Junkers Jumo 204 под названием Napier Culverin , но в производстве он не использовался. Дизельный двигатель Daimler-Benz был также использован в дирижаблях , в том числе злополучного LZ 129 Гинденбурга . Этот двигатель оказался непригодным для использования в военных целях, и последующая разработка немецких авиационных двигателей была сосредоточена на бензиновых и реактивных двигателях.

Советский II времен Первой мировой войны четырехмоторный стратегический бомбардировщик Пе-8 был построен с АЧ-30 дизельных двигателей; но только после завершения войны , как ее дизелями и бензиновыми двигателями Микулина рядный V12 двигателей для выживающих Пе-8 планеров были заменены Швецов -разработана радиальных бензиновых двигателей из — за проблем эффективности. Ермолаев Ер-2 дальний средний бомбардировщик был построен с дизельными двигателями авиадизель А.Д. Чаромского.

Другие производители также экспериментировали с дизельными двигателями в этот период, например, французский Bloch (позже Dassault Aviation ), чей прототип бомбардировщика MB203 использовал дизели Clerget радиальной конструкции. Royal самолет Учреждение разработало экспериментальное воспламенение от сжатия (дизель) версии Rolls-Royce Condor в 1932 году, полет его в Hawker Horsley для целей тестирования.

Послевоенное развитие

Интерес к дизельным двигателям в послевоенное время был спорадическим. Более низкое отношение мощности к массе дизелей, особенно по сравнению с турбовинтовыми двигателями, давило на дизельный двигатель. Из-за дешевой доступности топлива и большого интереса исследователей к турбовинтовым двигателям и реактивным двигателям для высокоскоростных авиалайнеров самолеты с дизельными двигателями практически исчезли. На грани смерти рынка авиации общего назначения в 1990-х годах наблюдался резкий спад в разработке любых новых типов авиационных двигателей.

Компания Napier & Son в Великобритании разработала Napier Culverin, производную от Junkers Jumo 205 , перед Второй мировой войной и снова занялась дизельными двигателями в 1950-х годах. Британское министерство авиации поддержало разработку Napier Nomad мощностью 3000 л.с. (2200 кВт) , сочетания поршневых и турбовинтовых двигателей, который был исключительно эффективным с точки зрения удельного расхода топлива на тормоза , но был признан слишком громоздким и сложным и в 1955 году был отменен.

Современные разработки

Появилось несколько факторов, изменивших это уравнение. Во-первых, появился ряд новых производителей самолетов авиации общего назначения, разрабатывающих новые конструкции. Во-вторых, особенно в Европе, бензин стал очень дорогим. В-третьих, в некоторых (особенно удаленных) местах добыть автомобильный газ труднее, чем дизельное топливо. Наконец, автомобильные дизельные технологии значительно улучшились в последние годы, предлагая более высокие отношения мощности к массе, более подходящие для применения в самолетах.

В настоящее время доступны сертифицированные легкие самолеты с дизельными двигателями, и ряд компаний разрабатывают для этих целей новые конструкции двигателей и самолетов. Многие из них работают на доступном авиационном топливе (керосине) или на обычном автомобильном дизельном топливе.

Моделирование показывает меньшую максимальную полезную нагрузку из-за более тяжелого двигателя, но также большую дальность полета при средней полезной нагрузке.

Приложения

Дирижабли

В дирижаблях LZ 129 Гинденбург и LZ 130 Граф Цеппелин II , были в движение с помощью реверсивных дизелей. Направление работы изменялось переключением шестерен на распредвале. При переходе на полную мощность двигатели можно было остановить, переключить и перевести на полную мощность при движении задним ходом менее чем за 60 секунд.

Невил Шуте из Норвегии писал, что демонстрационный полет дирижабля R100 был изменен с Индии на Канаду, «когда она получила бензиновые двигатели, потому что считалось, что полет в тропики с бензином на борту будет слишком опасным. двадцать лет, чтобы вспомнить, как все боялись бензина в те дни (около 1929 г.), потому что с тех пор самолеты с бензиновыми двигателями совершали бесчисленные часы полетов в тропиках и не загорались при каждом полете. правда в том, что в те дни все были склонны к дизельному топливу; казалось, что дизельный двигатель для самолетов был не за горами, обещая большую экономию топлива ».

Таким образом, злополучный дизельный R101, разбившийся в 1930 году, должен был вылететь в Индию, хотя у ее дизельных двигателей были бензиновые стартерные двигатели, и было только время заменить один на дизельный стартер. На R101 использовался авиационный дизельный двигатель Beardmore Tornado , причем два из пяти двигателей можно было реверсировать путем регулировки распределительного вала. Этот двигатель был разработан на основе двигателя, используемого в железнодорожных вагонах .

Сертифицированные двигатели

Производитель Модель Сертификация Сила Prop. RPM Вес Удельная мощность
Technify Motors TAE 125 6 марта 2007 г. 114 кВт (153 л. 2309 134 кг (295 фунтов) 0,85 кВт / кг (0,52 л.с. / фунт)
Technify Motors TAE 125-02-125 22 июля 2020 г. 125 кВт (168 л. 2309 156 кг (344 фунта) 0,8 кВт / кг (0,49 л.с. / фунт)
DieselJet TDA CR 1.9 8V 11 июня 2010 г. 118 кВт (160 л. 2450 205 кг (452 ​​фунта) 0,58 кВт / кг (0,35 л.с. / фунт)
Austro Engine E4P 26 марта 2015 г. 132 кВт (177 л. 2300 185 кг (408 фунтов) 0,71 кВт / кг (0,43 л.с. / фунт)
DieselJet TDA CR 2.0 16V 8 марта 2016 г. 142 кВт (193 л. 2306 219 кг (483 фунтов) 0,65 кВт / кг (0,40 л.с. / фунт)
SMA SR305-230 20 апреля 2001 г. 169 кВт (227 л. 2200 195 кг (430 фунтов) 0,87 кВт / кг (0,53 л.с. / фунт)
SMA SR305-260 15 февраля 2019 г. 194 кВт (260 л. 2200 206 кг (454 фунта) 0,94 кВт / кг (0,57 л.с. / фунт)
Technify Motors Центурион 3.0 20 июн 2017 221 кВт (296 л. 2340 265 кг (584 фунта) 0,83 кВт / кг (0,50 л.с. / фунт)
Technify Motors Центурион 4.0 26 сен 2007 257 кВт (345 л. 2309 286 кг (631 фунт) 0,9 кВт / кг (0,55 л.с. / фунт)
Красный Самолет КРАСНЫЙ A03 19 декабря 2014 г. 368 кВт (500 л. 2127 363 кг (800 фунтов) 1,01 кВт / кг (0,61 л.с. / фунт)
Читайте также:  Реверсный режим работы двигателя

Technify Motors

Дочерняя компания Continental Motors, Inc. Technify Motors GmbH из Санкт-Эгидиена , Германия, является новым обладателем TC двигателя Thielert TAE 110, сертифицированного EASA 8 марта 2001 г., 4-цилиндрового четырехтактного двигателя объемом 1689 см³ с непосредственным впрыском Common Rail. турбокомпрессор, редуктор 1: 1.4138 и FADEC, производящие 81 кВт (109 л.с.) на взлете при 3675 об / мин и 66 кВт (89 л.с.) непрерывно при 3400 об / мин для 141 кг (311 фунтов). TAE 125-01, сертифицированный 3 мая 2002 г., совпадает с коробкой передач 1: 1.689, весит 134 кг (295 фунтов) и развивает максимальную мощность 99 кВт (133 л.с.) при 3900 об / мин, как и более поздний TAE 125-02 1991 см³. -99 сертифицирован 14 августа 2006 г., затем TAE 125-02-114 6 марта 2007 г. на 114 кВт (153 л.с.) при 3900 об / мин и TAE 125-02-125 мощностью 125 кВт (168 л.с.) при 3400 об / мин для 156 кг (344 фунта).

Centurion 4.0 — это четырехтактный 8-цилиндровый двигатель объемом 3996 см3, с общей топливораспределительной рампой, 2 турбонагнетателями, редуктором 1: 1.689, регулятором пропеллера и FADEC весом 286 кг (631 фунт), сертифицированный 26 сентября 2007 г. на мощность до 257 кВт (345 фунтов). л.с.) максимальная, 243 кВт (326 л.с.) при 3900 об / мин. Centurion 4.0 V8 не сертифицирован для установки на планер.

Сертифицированный EASA 20 июня 2017 года Centurion 3.0 представляет собой четырехтактный двигатель V6 объемом 2987 см³, также с системой Common Rail, турбонагнетателем, электронным блоком управления двигателем (EECU) и редуктором 1: 1,66, весом 265 кг (584 фунта) и мощностью 221 кВт. (300 л.с.) на взлете, 202 кВт (272 л.с.) постоянно, оба при 2340 об / мин гребного винта.

Thielert

Компания Thielert , базирующаяся в немецком Лихтенштейне, Саксония, была первоначальным обладателем TC модели 1.7 на базе турбодизеля Mercedes A-класса , работающего на дизельном и реактивном топливе A-1. Он был сертифицирован для модернизации Cessna 172s и Piper Cherokees , заменив 160 л.с. (120 кВт) Lycoming O-320 320 куб. Дюймов (5200 см 3 ) двигателя Avgas . 134 кг (295 фунтов) двигателя 1,7 мощностью 99 кВт (133 л.с.) аналогичен O-320, но его рабочий объем меньше трети, а максимальная мощность достигается при 2300 об / мин вместо 2700.

Австрийский производитель самолетов Diamond Aircraft Industries предложил свой одномоторный Diamond DA40 -TDI Star с двигателем 1,7 и Diamond DA42 Twin Star с двумя двигателями , предлагая низкий расход топлива — 15,1 л / ч (4,0 галлона США / ч). Robin Aircraft также предлагал DR400 Ecoflyer с двигателем Thielert.

В мае 2008 года Thielert обанкротилась, и хотя управляющий по делам о несостоятельности Thielert, Бруно М. Кублер, смог объявить в январе 2009 года, что компания «в убытке и работает на полную мощность», к тому времени Cessna отказалась от планов по установке двигателей Thielert в некоторые модели, и компания Diamond Aircraft теперь разработала собственный собственный дизельный двигатель: Austro Engine E4 . Летят несколько сотен самолетов с двигателями Thielert.

Двигатели SMA

SMA Engines , расположенная в Бурже , Франция, разработала SMA SR305-230 : четырехтактный турбодизель с прямым приводом, воздушным и масляным охлаждением, состоящий из четырех горизонтально противоположных цилиндров с рабочим объемом 4988 см 3 (304,4 куб. Дюйма) с электронно-управляемым двигателем. с управляемым впрыском топлива с механическим насосом , он получил сертификат EASA 20 апреля 2001 года на мощность 169 кВт (227 л.с.) при 2200 об / мин, вес 195 кг (430 фунтов). SR305-260 мощностью 194 кВт (260 л.с.) был сертифицирован в феврале 2019 года. SR305-230 получил сертификацию Федерального управления гражданской авиации США в июле 2002 года. В настоящее время он сертифицирован для модернизации нескольких моделей Cessna 182 в Европе и США, и Maule работает над этим. аттестация М-9-230. Команда инженеров SMA пришла из Renault Sport (Формула 1) и разработала его с нуля.

SMA разрабатывает шестицилиндровую версию SR460 мощностью 330-400 л.с. На выставке AERO Friedrichshafen 2016 SMA представила демонстрационный образец двигателя с высокой удельной мощностью: одноцилиндровый четырехтактный одноцилиндровый двигатель объемом 135 л.с. (100 кВт), объемом 38 кубических дюймов (0,62 литра) и мощностью 215 л.с. (160 кВт) на литр, с возможностью масштабирования от 400 до 800 лошадиных сил и до 1,5 л.с. / фунт. (2,5 кВт / кг) удельная мощность с удельным расходом топлива 0,35 фунта / л.с. / час (210 г / кВт · ч).

Austro Engine

Компания Austro Engine GmbH, расположенная в Винер-Нойштадте , Австрия, 28 января 2009 года получила сертификат E4 от EASA . Это 4-цилиндровый четырехтактный двигатель объемом 1991 см³ с прямым впрыском Common Rail , турбонагнетателем, редуктором 1: 1,69 и электронным Блок управления двигателем . Он развивает 123,5 кВт (165,6 л.с.) на взлете и в непрерывном режиме при 2300 оборотах винта в минуту для веса 185 кг (408 фунтов). E4P такого же веса был сертифицирован 26 марта 2015 года: 132 кВт (177 л.с.) на взлете с той же скоростью и 126 кВт (169 л.с.) в непрерывном режиме при 2200 об / мин гребного винта.

В 2011 году Austro Engine в сотрудничестве со Steyr Motors разрабатывала 6-цилиндровый двигатель мощностью 280 л.с. (210 кВт) на основе их 3,2-литрового блока для использования в Diamond DA50 .

DieselJet

Компания DieselJet srl из Кастель-Маджоре , Италия, получила сертификат TDA CR 1.9 8V EASA 11 июня 2010 года: 4-цилиндровый 4-тактный 8-клапанный двигатель с жидкостным охлаждением объемом 1,9 л, с турбонаддувом и системой впрыска Common Rail, сокращение 1: 0,644. коробка передач и двойной FADEC, он выдает 118 кВт (160 л.с.) на взлете и 107 кВт (146 л.с.) в непрерывном режиме при 2450 оборотах винта в минуту для 205 кг (452 ​​фунта). TDA CR 2.0 16V, сертифицированный 8 марта 2016 года, представляет собой 16-клапанный двигатель объемом 2,0 л с передаточным числом 1: 0,607 и аналогичной конфигурацией, производящий 142 кВт (193 л.с.) в непрерывном режиме и 160 кВт (217,5 л.с.) на взлете на 2306 об / мин винта на 219 кг (483 фунта). В 2016 году DieselJet разрабатывал TDA CR 3.0 24V мощностью 240 кВт (320 л.с.).

Континентал Моторс

Компания Continental Motors, Inc. из г. Мобил, штат Алабама , получила 19 декабря 2012 г. типовой сертификат на свой Continental CD-230 под официальным обозначением TD-300-B: четырехтактный четырехтактный плоский четырехцилиндровый двигатель с воздушным охлаждением и прямым приводом с турбонаддувом. 4972 см3, с прямым впрыском топлива и электронным блоком управления с механическим дублированием, непрерывная выдача 230 л.с. (170 кВт) при 2200 об / мин для 431 фунта (195,5 кг) сухой. Он разработан на основе SMA SR305-230 .

Красный Самолет

Компания RED Aircraft GmbH из Аденау , Германия, получила сертификат типа EASA 19 декабря 2014 года на свой четырехтактный двигатель RED A03 V12 объемом 6134 см³ с общей топливораспределительной рампой, турбонагнетателем, редуктором 1: 1,88 и однорычажным FADEC / EECS мощностью 368 кВт (500 л. ) при взлете при 2127 об / мин гребного винта и 338 кВт (460 л.с.) при 1995 об / мин непрерывно для 363 кг (800 фунтов) сухого. RED A05 — это предварительный проект с двигателем V6 объемом 3550 куб. См, мощностью 300 л.с. (220 кВт) на взлете при 2127 оборотах винта в минуту и ​​280 л.с. (210 кВт) непрерывно при оборотах винта 1995 года, при 210 г / кВт / ч з) лучший тормозной удельный расход топлива .

Экспериментальные двигатели

Ряд других производителей в настоящее время разрабатывают экспериментальные дизельные двигатели, многие из которых используют конструкцию для конкретных самолетов, а не адаптированные автомобильные двигатели. Многие используют двухтактные модели, а некоторые конструкции с оппозитными поршнями напрямую вдохновлены оригинальной конструкцией Junkers.

Компании Diesel Air Limited, Wilksch и Zoche столкнулись с серьезными проблемами при запуске в производство своих прототипов с задержками в несколько лет. Дирижабль с двигателем Diesel Air Limited больше не зарегистрирован Управлением гражданской авиации Великобритании.

Читайте также:  Сколько лить масла в двигатель для минска

Двухтактный

Британская компания Wilksch Airmotive разрабатывает трехцилиндровый двухтактный дизель (WAM-120) мощностью 120 л.с. (89 кВт) и работает над четырехцилиндровым двигателем мощностью 160 л.с. (120 кВт) (WAM-160). В 2007 году Wilksch заявила, что они выполнили несколько испытаний LSA WAM-100 в соответствии со стандартом ASTM F 2538 — WAM-100 LSA является уменьшенным WAM-120. Первоначально Wilksch показывал прототип с двумя цилиндрами наряду с моделями с тремя и четырьмя цилиндрами. В апреле 2008 года компания IndUS Aviation представила первый дизельный легкий спортивный самолет с WAM 120, налетавший 400 часов на Thorp T211 в Англии за последние четыре года. К середине 2009 года было продано около 40 единиц WAM-120, примерно половина из которых находится в эксплуатации. Британский владелец VANS RV-9A, оснащенного WAM-120, сообщает о достижении 125 узлов (232 км / ч) TAS на высоте 6000 футов (1800 м) на 15 литрах / час топлива Jet A-1. Рутан LongEz-толкач (G-LEZE) также летал с двигателем WAM-120 с испытательными полетами, показавшими TAS 160 узлов (300 км / ч) на высоте 11000 футов (3400 м) и 22 л / час. В экономичном крейсерском режиме 125 узлов (232 км / ч) на высоте 2000 футов (610 м) расход топлива составляет 12 л / час, что дает запас хода 1890 нм (3500 км).

Американская компания DeltaHawk Engines в настоящее время разрабатывает три модели V-4 мощностью 160, 180 и 200 л.с. (150 кВт), причем две последние версии имеют турбонаддув. Используя переносную двухтактную конструкцию, они также использовали прототип двигателя в толкающей конфигурации . Самолеты Velocity заявляют о поставке несертифицированных двигателей с 2005 года и надеются получить сертификацию в начале 2011 года. Двигатели DeltaHawk имеют сухой масляный поддон, поэтому они могут работать в любом положении: вертикальном, перевернутом или вертикальном валу за счет изменения расположения масла. порт для мусора. Они также могут вращаться в противоположных направлениях для установки в сдвоенные двигатели, чтобы устранить критическую проблему с двигателем . Двигатель DeltaHawk с водяным охлаждением был успешно установлен на вертолет Rotorway , он весил столько же, сколько бензиновый двигатель с воздушным охлаждением аналогичной мощности, и был способен поддерживать эту мощность на высоте 17000 футов.

С клейма Zoche авиационного дизельного топлива , компания «Майкл Zoche Antriebstechnik» в Мюнхене / Германия произвела ряд прототип трех радиальных с воздушным охлаждением двухтактных дизельных авиационных двигателей , включающий V-образный , однорядный кросс- 4 и двухрядная крестовина 8. Двигатель Zoche успешно прошел испытания в аэродинамической трубе . Кажется, что Zoche чуть ближе к производству, чем десять лет назад.

Энди Хиггс из Advanced Component Engineering разработал ступенчатый поршневой двигатель V12 мощностью 1000 л.с. (750 кВт) и весом 665 фунтов / 302 кг с редуктором для замены низкокачественных PT6 мощностью от 580 до 1200 л.с., как в Cessna Caravan ; четырехцилиндровый двигатель мощностью 350 л.с. (260 кВт), 302 фунта / 137 кг с коробкой передач для уменьшения опоры. оборотов до 2300 с 5300; и 1,5-литровый V4 весом 103 фунта / 47 кг и мощностью 120 л.с. (89 кВт). 1000 в 3 (16 л) v12 могут приводить в действие генераторы, танки, лодки или дирижабли, а также могут быть получены версии v4 и v8.

Двигатели с оппозитными поршнями

Двигатель Bourke , разработанный Расселом Бурком из Петалумы, Калифорния, представляет собой двухцилиндровую конструкцию с оппозитным жестким соединением, использующую принцип детонации.

Diesel Air Limited — британская компания, разрабатывающая двухцилиндровый (т.е. четырехпоршневой) двухтактный двигатель с оппозитными поршнями мощностью 100 л.с. (75 кВт), вдохновленный оригинальной конструкцией Junkers. Их двигатель использовался в испытательных самолетах и ​​дирижаблях. В отличие от Junkers, он сделан для горизонтальной установки с центральным выходным валом для кривошипов, общая установленная форма, таким образом, приблизительно напоминает четырехтактный четырехтактный двигатель .

Британская компания Powerplant Developments разрабатывает двигатель с оппозитными поршнями мощностью 100 и 120 л.с. (75 и 89 кВт) под названием Gemini 100/120, который напоминает двигатель Diesel Air Limited и использует двухкривошипный принцип Junkers, опять же для горизонтальной установки. с центральным выходным валом для кривошипов. Однако Gemini 100 — это двигатель. Как и Diesel Air Limited, Powerplant Developments утверждает, что использует для производства Weslake Air Services. Недавно они объявили, что Tecnam будет тестировать прототип с двигателем Gemini.

Gemini Diesel, дочерняя компания Superior Air Parts, разрабатывает трехцилиндровые двухтактные конструкции с шестью оппозитными поршнями, мощностью 100 л.с. / 75 кВт и весом 159,5 фунтов / 72,5 кг и двигателем с турбонаддувом 125 л.с. / 118 кВт и весом 175 фунтов / 72,5 кг, оба имеют размер 23 Ширина × 16 дюймов × высота 23 дюйма (58 × 40 см × 58 см) и достигающие 0,38 и 0,378 фунта / л.с. / ч (231 и 230 г / кВт / ч) BSFC соответственно; в то время как более крупный трехцилиндровый шестипоршневой двигатель будет производить 180-200 л.с. / 134-149 кВт при весе 276 фунтов / 125 кг при размерах 29 дюймов × 16 дюймов × 29 дюймов (73 × 41,5 × 72,5 см) и 300–360 224-268 кВт с турбонаддувом при массе 386 фунтов / 175 кг в пределах 29 дюймов × 19 дюймов × 37 дюймов (73 × 47,5 × 95 см), в то время как пять цилиндров и 10 поршней будут производить 450 л.с. / 336 кВт при взвешивании. 474 фунта / 215 кг в пределах 29 дюймов × 22 дюйма × 43 дюйма (73 × 55 × 110 см) и шести цилиндров, 12 поршневых двигателей будут развивать 550 л.с. / 410 кВт при весе 551 фунт / 250 кг при 29 ”Вт × 22 ”В × 48” Д (73 × 55 × 122 см), расход от 0,386 до 0,360 фунта / л.с. / ч (от 235 до 219 г / кВт / ч) Версия на 100 л.с. будет стоить менее 25000 долларов.

Еще одна британская компания Weslake Engine представила свой легкий дизельный двигатель A80 на выставке Friedrichshafen Aero 2015.

Четырехтактный

Компания Engineered Propulsion Systems из Висконсина разрабатывает двигатель V-8 с жидкостным охлаждением Graflight со стальными поршнями и картером из чугуна с уплотненным графитом, который обеспечивает лучшую прочность и долговечность, чем алюминий при аналогичном весе, увеличивая время между капитальными ремонтами до 3000 часов. Он управляется ЭБУ Bosch и потребляет Jet A, JP-8 или прямое дизельное топливо для самолетов авиации общего назначения и небольших вертолетов , военных дронов , небольших лодок или авианосцев, а его низкая вибрация позволяет использовать композитные или алюминиевые винты . При 262 л.с. (195 кВт), 75% от максимальной мощности 350 л.с. (261 кВт), он потребляет 77 фунтов / ч (35 кг / ч) по сравнению с Continental TSIO-550 -E, который сжигает 110 фунтов / ч. ч (50 кг / ч)

Автомобильный производный

Американская компания Raptor Turbo Diesel LLC в настоящее время разрабатывает дизельный двигатель Raptor 105. Это четырехтактный рядный двигатель с турбонаддувом. Ранее Vulcan Aircraft Engines (до сентября 2007 г.).

ECO Motors разработала 4-тактный 4-цилиндровый дизельный двигатель EM 80 и EM 100 л.с. (75 кВт) с FADEC на основе автомобильного двигателя массой 98 кг (216 фунтов) сухого типа, но исчез с 2008 года.

FlyEco дизель трехцилиндровый, 0.8L двигателем мощностью 80 л.с. / 58,8 кВт до 3800 оборотов в минуту и уменьшается на 1: 1,50-1,79, полученный из салона автомобиля . На нем установлен гибридный электрический самолет Siemens-FlyEco Magnus eFusion .

Teos / Austro Двигатель AE440

В рамках программы экологических исследований Green Rotorcraft European Clean Sky Joint Technology Initiative, стартовавшей в 2011 году, демонстратор технологии Airbus Helicopters H120 Colibri, оснащенный дизельным двигателем высокой степени сжатия HIPE AE440, работающим на реактивном топливе , впервые поднялся в воздух 6 ноября 2015 года. жидкостное охлаждение , с сухим картером смазкой 4,6-литрового 90 ° двигателя V8 с 1800 баром общих железнодорожной системы непосредственным впрыском, полностью механически обработанными алюминиевыми блоками, титановыми шатунами стальных поршнями и гильзами, один турбокомпрессором на стороне цилиндров.

С воздушно-воздушным промежуточным охладителем он весит 197 кг (без коробки передач), а установленный силовой агрегат мощностью 330 кВт (440 л.с.) весит 249 кг. Его удельный расход топлива составляет 200 г / кВт.ч. Он производится Teos Powertrain Engineering, совместным предприятием Mecachrome и D2T (группа IFPEN) по механическому проектированию, производству, сборке и испытанию основных деталей двигателя, а также Austro Engine для двухканального FADEC и жгутов, топливной системы, летной годности.

Источник

Adblock
detector