Evolutiile avioanelor in luptele aeriene pe parcursul WWII, au generat permanent noi cerinte de imbunatire a performantelor motoarelor .
Primele versiuni ale motorului Rolls Royce Merlin, aveau un carburator cu flotor model SU, care si-a aratat deficientele constructive in luptele aeriene din Franta si apoi in batalia Angliei.
La manevre cu acceleratie negativa, benzina era transferata in amontele carburatorului, in loc sa ajunga la motor, iar la sarcini prelungite, flotorul se bloca pe deschis, inundand camera plutitorului.
Motorul se ineca sau chiar se oprea in astfel de conditii, ducand la dezavantaje evidente in lupta.
Germanii, care aveau motoare cu injectie , nu intampinau aceste probleme si foloseau frecvent evolutii cu g negativ, in timp ce englezii trebuiau sa execute jumatate de tonou in plus pentrru a evita acceleratiile negative.
Problema nu a fost rezolvata de RR, ci de o tanara inginera, Beatrice 'Tilly' Shilling , printr-o solutie simpla : instalarea unui orificiu calibrat in carburator , denumit cu umor englezesc, orificiul domnisoarei Shilling.
A fost introdus rapid pe toate avioanele si a rezolvat partial dezavantajele fata de cele germane, in special fata de Messeschmitt Bf 109E, echipat cu motorul Daimler Benz DB 601 .
Americanii au capturat in 1942 un Mitsubishi A6M Zero si pe parcursul testelor in zbor, au gasit aceeasi deficienta a carburatorului, ca si la motorul de pe Spitfire. In consecinta, pilotii americani au fost instruiti sa speculeze aceasta deficienta in luptele aeriene.
Solutia care a rezolvat aceasta problema , a fost folosirea carburatoarelor cu injectie , dezvoltate de RR si Bendix Stromberg in SUA incepand cu 1943.
Schema principiu carburator cu injectie
Tehnologia a fost transferata si japonezilor, fiind utilizata pe unele variante ale Mitsubishi Kinsei si Kasei .
Necesitatea unei puteri mai mari in conditiile de dogfight, a condus la dezvoltarea mai multor solutii tehnice specifice.
Cum americanii sunt specialisti in acronime, au folosit termenul WEP -War Emergency Power pentru regimul de functionare la puteri de peste 100% din cea normala, in situatii de urgenta, de obicei pe o perioada limitat de timp. Nemtii foloseau termenul Notleistung.
De obicei, puterea maxima normala era limitata de pozitia manetei de gaze, printr-o sarma de sigurantare . La o actionare mai in forta, sarma se rupea si motorul intra in regimul WEP.
Cresterea de putere putea fi realizata prin marirea presiunii compresorului - motorul Merlin in 1940, realiza prin aceasta metoda o putere de 1310 CP, cu 250 CP peste valoarea normala. Timpul de functionare era limitat la 5 minute.
Pentru a evita detonatia amestecului in cilindru la marirea gradului de compresie, s-a folosit injectia de apa, apa in amestec cu metanol.
Performante foarte bune s-au realizat pe Mustang P 51H, a carui putere WEP era de 2218 CP, cu 62% mai mare decat cea normala . In cazul F4U Corsair, cresterea a fost de 410 CP (17%).
MW-50 a fost sistemul de injectie apa metanol folsit de nemti. Imi place denumirea cu spritzung..
Methanol-Wassereinspritzung
Un amestec de 50/50 apa metanol este injectat in compresor pentru a limita detonatia si a raci compresorul si motorul. Apa produce prin evaporare un efect de micsorare a presiunii maxime in cilindru si evitarea detonatiei. In realitate proportia de apa este doar 49.5% , restul de 0.5% fiind un ulei anticoroziv. Aceste efecte permit cresterea gradului de comprimare a compresorului, ducand la cresteri de pana la 500 CP. Sistemul era eficace pana la inaltimi de 6000 m, dupa care cresterea puterii era de doar 4%. Timpul de utilizare era de maxim 10 minute.
GM-1 (Goring Mischung 1) a fost un sistem de injectie protoxid de azot folosit de Luftwaffe.
Efectul este de crestere a cantitatii de oxigen din amestecul de combustibil , imbunatatind performantele motoarelor la altitudini mari. Dezvoltat in 1940, a fost folosit initial pe Me 109 E/Z.
Protoxidul de azot a fost initial stocat in butelii la presiune,mai tarziu fiind folosit lichefiat.
Era injectat la intrarea in compresor, simultan cu cresterea debitului de combustibil.
Injectia protoxid de azot (nitrous sau NOS)
Desi initial era destinat pentru toate avioanele Luftwaffe, a fost folosit mai mult pe intercetptoarele de mare altitudini.
Motorul JUMO 213, un V 12 inversat, montat pe Focke Wulf 152 TA (produse cca. 50 din ian. 1945)
folosea ambele sisteme MW 50 si GM 1.
Viteza maxima 755 km/h la altitudine maxima 13 000 m , folosind GM-1 si 560 km/h la nivelul marii cu MW 50.
FW 152 TA
Au existat si numeroase probleme legate de supapele de admisie si evacuare ale cilindrilor motoarelor cu piston. Pentru motoarele radiale este foarte dificila folosirea de patru supape pe cilindru, limitand astfel gradul de umplere cu amestec carburant si evacuarea eficienta.
In plus, supapele de evacuare sunt foarte solicitate termic.
Una din solutiile folosite, a fost supapa de evacuare umpluta cu sodiu, vare asigura o racire mai buna.
Supapa de evacuare cu sodiu
Englezii au dezvoltat o solutie originala, motorul cu admisie si evacuare prin camasi mobile.
Prin miscarea camasii mobile, sunt eliminate toate supapele si sistemele de actionare a lor.
Motoarele care au folosit acest sistem :
Bristol Hercules - radial cu 14 cilindri pe doua randuri, 38.7 l, 1356 CP, compresor mecanic.
Au fost fabricate 57 000 motoare.
Bristol Hercules
Halifax B III
Bristol Centaurus - motor derivat din Hercules cu 18 cilindri , putere de pana la 2600 CP, cilindree 53.6 l.
Au fost construite 2500 bucati.
Bristol Centaurus
Halifax B III
Napier Sabre - motor H 24 (adica 24 cilindri montati sub forma de H) , racit cu aer, putere de pana la 3500 CP. 37 l
A fost unul din cele mai puternice motoare cu piston.
A propulsat celebrele Hawker Typhoon si Hawker Tempest .
Am lasat la urma cel mai puternic motor radial cu piston produs in serie mare :
Pratt&Whitney R 4360
Conform codificarii P&W, 4360 este cilindreea exprimata in inch cubi, deci 71 480 cm3.
Numarul de cilindri este de 28, asezati in stea pe patru randuri.
Puterea este de 3500 CP . A echipat B 50 Superfortress, C 97 Stratofighter si celebrul H 4 Hercules.
Hughes H 4 Hercules Spruce Goose
in actualul display
Spruce goose, a fost cel mai mare hidroavion construit si totodata avionul cu cea mai mare anvergura - 97.74 m, fiind propulsat de 8 motoare P&W R 4360 .
Desi a facut un singur zbor de 21 secunde la o inaltime de maxim 21 m, ramane o ciudata realizare , un proiect ce a fost stopat la terminarea razboiului .
Celebrul Howard Hughes, s-a aflat la mansa acestui urias avion, ce trebuia sa transporte 750 soldati complet echipati , construit din lemn de mesteacan sub forma de compozit realizat cu procedeul Duramold.
Hughes H 4 Spruce Goose
Si un final de Hollywood
Dupa WWII , suprematia motoarelor cu piston a luat sfarsit , fiind inlocuite de cele cu reactie sau turbopropulsoare.
O mare parte din tehnologiile dezvoltate atunci, au fost preluate cu succes in industria auto.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu