Rotacinis variklis

Straipsnis iš Vikipedijos, laisvosios enciklopedijos.
 Broom icon.svg  Šį puslapį ar jo dalį reikia sutvarkyti pagal Vikipedijos standartus.
Jei galite, sutvarkykite.
Rotacinio variklio veikimo schema

Rotacinis variklis – viena ankstyvųjų vidaus degimo variklio rūšių, paprastai vienaeilis, žvaigždės formos su nelyginiu aplink vieną ašį išdėstytų cilindrų skaičiumi, kuriame cilindrų blokas sukasi apie ašį ant kurios sumontuoti fiksuoti stūmokliai. Šio tipo varikliai daugiausiai buvo naudojami aviacijoje, nors keletas modelių buvo montuojami į motociklus ir automobilius. Šis variklis buvo plačiai naudojamas Pirmojo pasaulinio karo išvakarėse ir karo pradiniame etape kaip alternatyva vieneiliams arba „V“ formos varikliams ir buvo vertinamas kaip „labai efektyvus galios, svorio ir patikimumo problemų sprendimas“.[1]

Trečiajame dešimtmetyje rotacinius variklius palaipsniui išstūmė vienaieiliai, „V“ formos ir žiediniai (radialiniai) varikliai.

Aprašymas[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Rotacinis variklis Le Rhône 9C. Suomijos aviacijos muzijeus

Skirtumas tarp rotacinio ir žiedinio variklio[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Rotacinis variklis iš esmės yra standartinis vidaus degimo (Otto) variklis, kurio cilindrai yra išdėstyti ratu aplink veleną. Nuo radialinio variklio jis skiriasi tuo, kad vidaus degimo ciklo metu juda ne stūmokliai cilindruose, sukdami veleną, o aplink fiksuotą veleną su fiksuotais stūmokliais sukasi visas variklio blokas. Dažniausiai gamintuose modeliuose variklio velenas buvo fiksuojamas prie lėktuvo fiuzeliažo, o propeleris buvo tvirtinamas tiesiai prie variklio bloko priekinės dalies.

Tokia konstrukcija sąlygoja didelius pagalbinių sistemų – tepimo, uždegimo, kuri padavimo, aušinimo – įrengimo ir veikimo skirtumus.

Prancūzijos Aviacijos ir kosmonautikos muziejaus (pranc. Musée de l'Air et de l'Espace) stendas eksponuojamas veikiantis septynių cilindrų variklio modelis, kuriame demonstruojamas tiek rotacinio, tiek ir radialinio variklio veikimas.

Konstrukcija[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Kaip ir „fiksuoti“ žvaigždiniai varikliai, rotaciniai varikliai paprastai buvo gaminami su nelyginiu cilindrų skaičiumi – paprastai 5, 7 arba 9. Tokiu būdu, generuojant uždegimą kas antrame cilindre, buvo užtikrinamas sklandesnis variklio darbas ir mažesnė vibracija. Uždegimas rotaciniuose varikliuose su lyginiu cilindrų skaičiumi veikė „dvejų eilių“ principu, kurą uždegant iš karto dvejuose cilindruose.

Dauguma rotacinių variklių buvo konstruojami žvaigždės pagrindu, su nuo veleno į išorę išeinančiais cilindrais. Be tokių, buvo sukurta keletas rotacinių opozicinių (boksininko tipo) modelių ir netgi modelių su vieno cilindru.

Privalumai ir trūkumai[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Bentley BR2 variklis

Rotaciniai varikliai pasižymėjo trimis pagrindiniais privalumais:

  • Tolygus darbas: rotaciniai varikliai veikė labai tolygiai ir su nedidele vibracija, nes variklio montavimo vietos atžvilgiu tokiuose varikliuose nėra į priešingas puses judančių dalių, o santykiniai didelė besisukančio cilindrų bloko masė veikė kaip stabilizuojantis smagratis.
  • Geresnis aušinimas: besisukdamas apie savo ašį variklis sukurdavo stiprią oro srovę, kuri efektyviai aušino cilindrų blokus net ir orlaiviui stovint ant žemės.
  • Svoris: dėl variklio konstrukcijos jo velenas buvo lengvesnis ir mažesnis lyginant su „fiksuotais“ stūmokliniais varikliais; varikliui nereikėjo stabilizuojančio smagračio, o besisukančio cilindrų bloko sąlygojamas efektyvesnis aušinimas leido gaminti plonesnes cilindrų sieneles bei mažesnius ir lengvesnius radiatorius.[2]

Kartu rotaciniai varikliai pasižymėjo keletu trūkumų, kurie ilgainiui sąlygojo tai, kad šios technologijos buvo atsisakyta:

  • Labai neefektyvi ir tepalą švaistanti tepimo sistema: tepalas į cilindrus buvo tiekiamas per tuščiavidurį veleną; patekęs į cilindrą dėl išcentrinės jėgos jo nebuvo galima gražinti į karterį, kaip kituose vidaus degimo varikliuose ir jis būdavo šalinamas į aplinką. Atitinkamai, vienintelis praktinis tepimo sprendimas buvo tepalą tiekti sumaišytą su kuru ir oru, kaip dvitakčiuose vidaus degimo varikliuose.
  • Galios augimas sąlygojo svorio ir dydžio augimą, kas, savo ruožtu, didino besisukančio variklio sukuriamą giroskopinę jėgą, kėlusią nemažų stabilumo išlaikymo ir valdumo sunkumų menkai patyrusiems pilotams.
  • Didelės energijos sąnaudos tenkančios oro pasipriešinimui nugalėti.
  • Variklio valdymas buvo ganėtinai sudėtingas ir sąlygojo ženklius kuro nuostolius. [3]

Pirmojo Pasaulinio karo pabaigoje sukurtas Bentley BR2 rotacinis variklis tapo didžiausiu šio tipo varikliu, žyminčiu šios technologijos maksimalios plėtros ribą. Galingesnių šio tipo variklių sukurti buvo fiziškai neįmanoma. Tai taip pat buvo paskutinis rotacinis variklis, naudotas britų Karališkųjų KOP.

Rotacinio variklio valdymas[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Gnome Monosoupape kuro tiekimo sistemos schema

Dėl kuro tiekimo sistemos konstrukcijos (kuro padavimas per tuščividurį veleną) rotacinių variklių valdymas pasižymėjo keletu ypatybių:

Varikliai su vienu cilindro vožtuvu[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Dažnai teigiama, kas rotoriniai varikliai neturėjo karbiuratoriaus ir atitinkamai, kuro padavimo droselio, todėl buvo valdomi trumpam išjungiant degimą ir kuro padavimą. Šis teiginys tinka tik varikliams su vienu vožtuvu (pranc. "monosoupape") tipo varikliams, kuriuose didžioji dalis oro į cilindro degimo kamerą patekdavo per išmetimo takto metu atdarą išmetimo vožtuvą. Dėl šios techninės savybės variklio veleno viduje esančiu vamzdžiu tiekiamo kuro ir per vožtuvą iš išorės įsiurbiamo oro mišinys negalėjo būti reguliuojamas. Piloto valdomas kuro vožtuvas leido šiek tiek reguliuoti variklio apsukas, tačiau jį atidarius daugiau kuro-oro mišinys greitai tapdavo per riebiu; uždarius – per liesu. Abejais atvejais variklis greitai netekdavo apsuku ir netgi kildavo pavojus pažeisti cilindrus. Pirmuosiuose modeliuose buvo montuojami primityvūs dujų paskirstymo fazės reguliatoriai (angl. VVT - variable valve timing) ir jų pagalba buvo mėginama reguliuoti variklio apsukas, tačiau tai neretai sukeldavo vožtuvų išdegimą.

Vieninteliu efektyviu variklio su vienu cilindro vožtuvu darbo žemomis apsukomis režimu tapo praretintas uždegimas – jungikliu variklis buvo perjungiamas į režimą, kurio metu uždegimas vykdavo tik kartą per du ar tris apsisukimo ciklus. Pagrindinis šio variklio darbo režimo trūkumas – dideli nesudegusio kuro išmetimai iš variklio. Toks kuras kaupdavosi po variklio gaubtu ir didindavo gaisro pavojų. Manoma, kad dėl šios priežasties ir menkos piloto patirties 1928 m. ore užsidegė Lietuvos karo aviacijos "Sopwith 1 ½ Struter".[4]

Kiti rotaciniai varikliai[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Clerget type 9b, 130 AG 16,29 l darbinio tūrio rotacinis variklis

Daugumoje rotacinių variklių buvo montuojami tradiciniai įsiurbimo vožtuvai per kuriuos, kaip ir įprastiniame keturtakčiame variklyje, į cilindrus buvo tiekiamas su oru sumaišytas kuro ir tepalo mišinys. Dėl besisukančio tuščiavidurio veleno tokiuose varikliuose nebuvo galima naudoti karbiuratoriaus, todėl variklio apsukų valdymas vyko pastačius droselį į pageidaujamą padėtį (paprastai pilnai atidaryti) ir tada reguliuojant kuro ir oro mišinio riebumą. Dėl rotacinio variklio inercijos pilotai turėjo pakankamą laiko atsargą tam, kad nustatyti norimą kuro ir oro mišinio santykį bandymų ir klaidų metodu, tuo pat metu nerizikuojant sukurti smukos padėtį.

Variklio apsukoms sumažinti reikėjo uždaryti kuro padavimą ir nustatyti naują kuro ir oro mišinio santykį. Ši procedūra buvo gana sudėtinga, todėl variklio apsukų mažinimas, ypač tūpimo metu buvo atliekamas „blip“ jungikliu trumpam išjungiant variklį. Trumpam išjungus variklį kuro padavimas nesustodavo. Dėl šios priežasties neretai tepalu apsinešdavo žvakių elektrodai, kas apsunkindavo variklio paleidimą ore. Be to, per išmetimo vožtuvą pašalintas kuro ir tepalo mišinys kaupdavosi po variklio gaubtu ir keldavo gaisro pavojų. Vėlesniuose modeliuose buvo įrengiami specialūs tokio susikaupusio mišinio pašalinimo kanalai.

1918 m. „Clerget“ instrukcija rekomendavo variklį valdyti reguliuojant oro ir kuro padavimą, o variklį įjungti ar išjungti atitinkamai įjungiant ar išjungiant kuro padavimą. Tūpimo rekomendacijos numatė kuro padavimo išjungimą uždarant kuro padavimo svertą, tačiau paliekant įjungtą degimą. Propeleris užtikrindavo, kad variklis suksis, o neišjungtas degimas degino ant žvakių elektrodų patenkantį tepalą. Pilotams uvo rekomenduojama neišjungti degimo, nes ilgainiui tokie veiksmai galėjo sugadinti variklį..

Išlikusių rotaciniais varikliais varomų lėktuvų pilotai paprastai laikosi nuostatos, kad saugiau yra naudoti degimo išjungimą nei išjungti variklį tūpimo metu ir rizikuoti, kad jis gali neužsivesti.

Istorija[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

1897 m. Félix Millet motociklas

Millet[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

1889 m. Pasaulinėje parodoje Paryžiuje Feliksas Milje (pranc. Félix Millet) pristatė savos gamybos 5 cilindrų rotaciniu varikliu varomą dviratį. 1888 m. Milje užpatentavo šį variklį. Toks dviratis dalyvavo 1895 m. lenktynėse Paryžius-Bordo-Paryžius, o 1900 m. jį serijiniu būdu pradėjo gaminti įsikūrusi įmonė Darracq and Company London.

Hargrave[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

1889 m. suspaustą orą naudojančio rotacinio variklio prototipą sukūrė britų inžinierius Lorencas Hargreivas (angl. Lawrence Hargrave). Išradėjas jį ketino montuoti į sklandytuvą, tačiau dėl svorio ir žemos gamybos kokybės šis variklis liko tik prototipu.[5]

Balzer[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Langley Aerodrome A

XIX a. dešimtame dešimtmetyje Niujorke gyvenęs laikrodininkas Styvenas Balzeris (angl. Stephen M. Balzer) sukūrė keletą rotacinio variklio prototipų. Pagrindinis jo modelis buvo 1894 m. sukurtas 3 cilindrų variklis, kurį naudojo Smitsono instituto sekretorius Samuelis Lenglis (angl. Samuel Langley) 1901-1914 m. kurdamas jį bankrutuoti privertusią orlaivių Aerodrome seriją. Vėliau, jau antrame dešimtmetyje šį variklį modifikavo Balzerio asistentas Čarlis Menlis (angl. Charles M. Manly), sukūręs žvaigždinį (radialinį) Menlio-Balzerio (angl. Manly-Balzer) variklį.

De Dion-Bouton[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

1899 m. Prancūzijos įmonė "De Dion-Bouton" sukūrė 4 cilindrų rotacinį variklį. Nors jis ir buvo kuriamas kaip aviacinis, tačiau nebuvo panaudotas jokiame orlaivyje..

Adams-Farwell Gyro Motor Rotary 5

Adams-Farwell[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

1898 m. automobilių gamintojas Adams-Farwell sukūrė 3 cilindrų rotacinį automobilinį variklį. 1906 m. jis buvo modifikuotas ir sukurtas 5 cilindrų variklis. Pastarasis variklis buvo naudojamas ir pirmuosiuose Emilio Berlinerio (angl. Emil Berliner) mėginimuose sukurti sraigtasparnį. Variklis buvo plačiai naudojamas pirmuosiuose JAV orlaiviuose su fiksuotu sparnu. Teigiama, kad šis variklis, 1904 m. bandytas parduoti Prancūzijos kariuomenei, galėjo tapti įkvėpimu Gnôme įmonės sukurtiems varikliams. Tiesa, priešingai nei vėlesni Gnôme varikliai ir panašiai kaip vėlesni Clerget 9B ir Bentley BR1 aviaciniai rotaciniai varikliai, Adams-Farwell motorų cilindrų galvutėse buvo montuojami įprastiniai įsiurbimo ir išmetimo vožtuvai..

Gnome[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Gnome GA variklio brežinys

Vieną žymiausių XX a. pradžios aviacijos variklių - Gnome – sukūrė trys broliai inžinieriai Segui (pranc. Seguin) – Liudvikas, Loranas ir Augustinas (Louis, Laurent, Augustin). 1906 m. vyriausias brolis Liudvikas įkūrė įmonę Société des Moteurs Gnome , kuri pradžioje gamino stacionarius variklius pramonei bei, pagal Motorenfabrik Oberursel licenciją – vieno cilindro variklius Gnom. Vėliau jau Oberursel įsigijo licenciją gaminti prancūziškus Gnome variklius, kurie itin plačiai buvo naudojami I Pasaulinio karo pradžios vokiškuose orlaiviuose.

1913 m. sukurto 100 AG (75 kW) galios Gnome Omega Omega brėžinys

Vokiško Gnom variklio pagrindu Loranas sukūrė 5 cilindrų radialinį aviacinį variklį, išvystydavusį 34 AG (24 kW) galią. Tolimesne bandymų kryptimi tapo rotaciniai varikliai, kurių konstrukcija siūlė efektyvesnį aušinimo problemų sprendimą. Pirmuoju jų gaminiu tapo 1908 m. Paryžiaus automobilių parodoje pristatytas pirmasis pasaulyje serijinis oru aušinamas 7 cilindrų variklis „Omega“, išvystęs 50 AG (37 kW) galią. Variklio konstrukcijoje buvo panaudotos moderniausios to meto technologijos – korpusas buvo išlietas iš tvirčiausios to meto medžiagos – nikelio ir plieno lydinio, atskiros dalys buvo gaminamos siekiant kuo mažiausio svorio – pvz. cilindro sienelė buvo tik 1,5 mm storio, stūmokliai buvo gaminami su išfrezuotais kanalais. Nors variklio darbinio tūrio ir galios santykis nebuvo įspūdingas, tačiau jo galios santykis su svoriu buvo vienas geriausių pasaulyje – 1 AG (0,76 kW) / 1 kg. Šis variklis yra eksponuojamas JAV Smitsono Nacionaliniame oro ir kosmoso muziejuje.

Dvieilis rotacinis variklis Oberursel U.III

1909 m. šis variklis buvo sumontuotas Rožė Ravo (pranc. Roger Ravaud) laivo su povandeniniais sparnais ir lėktuvo derinyje Aéroscaphe, dalyvavusiame Monake vykusiose tiek laivų, tiek ir lėktuvų lenktynėse. Variklį išgardino ir Anri Farmano (pranc. Henry Farman) sprendimas jį naudoti didįjį nuotolio lenktynių (180 km) prizą laimėjusiame ir pasaulinį skrydžio trukmės rekordą pagerinusiame lėktuve „Rheims“. Variklis buvo sumontuotas ir pirmajame sėkmingame hidroplane – Anri Fabrė (pranc. Henri Fabre) „Le Canard“, į orą pakilusiame 1910 m. kovo 28 d. Marselyje.

Iki I Pasaulinio karo „Gnome“ pagamino apie 4 tūkst. rotacinių variklių. Vienas jų modelių buvo dvieilis rotacinis 100 AG galios „Double Omega“, taip pat didesnis 80 AG galios „Gnome Lambda“ ir 160 AG galios dvieilis „Double Lambda“. Grome varikliai buvo laikomi itin patikimais, jie tapo pirmaisiais varikliais, kurių resursas tarp einamųjų remontų siekė dešimt valandų.

1913 m. broliai Segui praėjo gaminti „Monosoupape“ – vieno vožtuvo variklius. Variklio sukimosi greitis buvo valdomas ant cilindro montuojamais svertais keičiant vožtuvų atidarymo trukmę. Šios sistemos netrukus buvo atsisakyta, nes taip valdomi vožtuvai dažnai perdegdavo. „Monosoupape“ variklis buvo truputį lengvesnis nei dviejų vožtuvų motorai ir naudojo mažiau tepalo. "Monosoupape" turėjo 9 cilindrus ir išvystydavo 100 AG galią esant 1 200 aps./min. Vėlesnė jo modifikacija – 9 cilindrų Gnome 9N turėjo dvigubą uždegimo sistemą ir išvystydavo 160 AG galią ir galimybę nustatyti ketvirčio, pusės ir vienos aštuntosios galios variklio darbo režimus. 2022 m. pasaulyje egzistavo viena Fokker D.VIII parasolio tipo naikintuvo replika su originaliu Gnome 9N varikliu (Old Rhinebeck aerodromas).  

Fokker E.I Eindecker

I Pasaulinio karo pradžioje rotacinio variklio standartu buvo laikomas 80 AG (60 kW) galios 7 cilindrų Gnome Lambda bei Vokietijoje gaminta jos licencinė kopija Oberursel U.0. Pastarąją įmonę įsigijus Fokker koncernui, šie varikliai buvo montuojami į Fokker E.I Eindecker monoplanus naikintuvus, 1915 m. antroje pusėje kovojusius su britų gamybos Bristol Scout biplanais, varomais tokiais pat "Gnome Lambda".

Tiek Gnome, tiek Oberursel mėgino sukurti ir dvieilius rotacinius variklius. Oberursel U.III ir Double Lambda buvo 160 AG galios keturiolikos cilindrų varikliai. Gnome gaminys buvo gaminamas maža serija ir naudojamas „Deperdussin Monocoque“ lenktyniniame lėktuve, 1913 m. rugsėjo mėn. pasiekusiame 204 km/h greitį. Oberursel U.III buvo naudojamas naikintuvuose Fokker E.IV ir Fokker D.III. Dėl tik keletą valandų siekusio variklio darbinio resurso šis modelis netapo serijiniu..

Siemens-Halske dvigubo rotoriaus modelis[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Siemens-Halske Sh.IIIa, Museo Storico dei Motori e dei Meccanismi, Palermo uiversitetas
Siemens-Halske Sh.III

Pirmojo Pasaulinio metu Siemens AG pamėgino praktiškai įgyvendinti Redrupo modelį: propeleris buvo montuojamas ant 900 aps./min. greičiu prieš laikrodžio rodyklę besisukusio alkūninio veleno su kuriuo kartu sukosi cilindrai, o cilindrų blokas sukosi priešingą pusę. To rezultate variklis faktiškai dirbo 1800 aps./min. greičiu. Ši schema buvo praktiškai įgyvendinta vienuolikos cilindrų variklyje Siemens-Halske Sh.III. Šis variklis buvo montuojamas į keletą karo pabaigoje pradėtų gaminti orlaivių, vienas iš kurių buvo ir Lietuvos karo aviacijos turėtas naikintuvas Siemens-Schuckert D.IV. Pastarajame orlaivyje buvo sėkmingai išnaudoti žemomis apsukomis veikusio variklio privalumai, kartais montuotas ir keturių menčių propeleris, leidęs pasiekti tiek iki 240 AG galią (modelis Sh. IIIa), tiek ir įspūdingus kilimo greičius.: 12 

Šią schemą taip pat buvo mėginama pritaikyti ir jau senstelėjusiuose 110 AG (82 kW) Oberusel Ur. II varikliuose (prancūziško Le Rhône 9J kopija), kuriuos buvo ketinama montuoti į Fokker D.VIII naikintuvus.

Šiems eksperimentams labai neigiamai atsiliepė Sąjungininkų vykdyta Vokietijos jūrinė blokada, dėl kurios nepavykdavo gauti pakankamos kokybės ricinos aliejaus. Naudotos alternatyvos pasižymėjo neigiamu poveikiu varikliui, sąlygojusius aukštas darbines temperatūras ir sparų besitrinančių paviršių susidėvėjimą.

Pirmasis pasaulinis karas[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Sopwith Camel be dangos

Geras galios ir svorio santykis sąlygojo, jog Pirmojo pasaulinio karo pradžioje rotaciniai varikliai buvo dažniausiai naudojami naikintuvuose. Tuo metu į didesnius orlaivius dažniausiai buvo montuojami vienaeiliai varikliai.

Rotacinių variklių trūkumai buvo didelis kuro ir tepalo (ricinos aliejaus) suvartojimas, nes tokie motorai dažniausiai veikdavo maksimaliomis apsukomis. Tepimui naudotas ricinos aliejus nepriklausomai nuo santykio su benzinu nekeisdavo savo savybių, tačiau jis sąlygodavo didelį išmetamųjų dujų dūmingumą, o skrydžio metu aliejaus ir jo degimo produktų prisiuostę pilotai kentėdavo nuo viduriavimo, jų drabužiai prisigerdavo tepalo.[6] Sudėtingas ir netikslus vožtuvų valdymas taip pat greitai trumpindavo jų tarnavimo laiką.

Ricinos aliejus, Pirmojo Pasaulinio karo metu naudotas kaip aviacinių variklių tepalas

Kitas variklio trūkumas buvo didelio besisukančio variklio sąlygojamas giroskopinis efektas. Dėl jo posūkis į kairę reikalaudavo labai didelių piloto pastangų, o jo metu lėktuvas turėjo tendenciją  kelti nosį. Tuo tarpu posūkis į dešinę įvykdavo labai greitai, su nosies smukimo tendencija. Kai kuriais atvejais, pvz. naikintuvams manevrinėse kautynėse, tai buvo pranašumas. Kituose orlaiviuose, pvz. Sopwith Camel, dėl šio efekto, norint atlikti viražą tiek į kairę, tiek į dešinę, reikėdavo pilnai išminti kairį vairo pedalą. Nedideliu greičiu darant kilpą ir jos viršuje padidinus variklio apsukas, kildavo didelis pavojus nuvirsti į suktuką. Dėl šios priežasties viražus buvo rekomenduojama daryti ne mažesniame kaip 300 m. aukštyje.

Mėginimų įveikti rotacinių variklių inercijos problemą buvo dar prieš I Pasaulinį karą. 1906 m. britų inžinierius Č. Redrupas (angl. Charles Benjamin Redrup) britų karo aviacijos (Royal Flying Corps) vadovybei siūlė variklio modelį, kuriame velenas ir cilindrų blokas sukosi į priešingas puses ir kiekvienas jų suko atskirą propelerį. 1914 m. šis modelis, gavęs pavadinimą „Reactionless 'Hart'“, buvo patobulintas, atsisakyta antro propelerio, o likęs sukosi į kitą pusę nei cilindrų blokas, taip beveik kompensuodamas inercijos efektą. Dėl sudėtingos konstrukcijos variklis nebuvo pradėtas masiškai naudoti.

Karo eigoje rotacinis variklis buvo nuolat tobulinamas, kuriami nauji vožtuvų ir uždegimo valdymo mechanizmai, naudojamos lengvesnės medžiagos. Karo metu vidutinės aviacinių variklių maksimalios apsukos padidėjo nuo 1 200 aps./min iki 2 000 aps./min. Rotaciniai varikliai tokių apsukų pasiekti negalėjo dėl smarkiai augančio išilginio oro pasipriešinimo: padidinus variklio apsukas nuo 1200 iki 1400 aps./min., cilindrų bloko sukuriamas oro pasipriešinimas išaugdavo greičio pokyčio kvadratu, t. y. 36%. Dėl šio priežasties galingesnių rotacinių variklių konstravimas tapo beprasmiu, nes išaugusi galia būdavo sunaudojama išaugusiam pasipriešinimui kompensuoti.

Naudojimas tarpukariu[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Jau karo pabaigoje buvo akivaizdus rotacinių variklių ribotumas ir po jo iš esmės nebuvo kuriami nauji modeliai. Viena iš negausių išimčių tapo 230 AG (170 kW) galios Bentley BR2 varikliu varomas naikintuvas Sopwith Snipe ir iki ketvirto dešimtmečio Švedijos KOP naudotas lavinimosi lėktuvas FVM Ö1 Tummelisa su 90 AG (67 kW) galios "Le-Rhone-Thulin" varikliu. Rotaciniams varikliams skirti tvirtinimo mazgai buvo įrengiami ir standartiniame britų tarpukario mokymosi lėktuve Avro 504K, tačiau paprastai juose buvo montuojami vienaeiliai varikliai. Iki trečiojo dešimtmečio pagrindinės aviacinės valstybės sunaudojo turėtas karo metų variklių atsargas, o vieninteliu žvaigždės formos varikliu tapo fiksuoto rotoriniai varikliai, tokie kaip Armstrong Siddeley Jaguar ir Bristol Jupiter.

Iki ketvirtojo dešimtmečio pabaigos buvo dar keletas mėginimų reanimuoti rotacinio variklio koncepciją. 1921 m. buvo sukurtas opozicinis rotacinis stūmoklinis Mišelio (Michel) variklis, ketvirtojo dešimtmečio pradžioje SSRS sraigtasparnių statybos pradininkai Centrinio aviacijos ir hidrodinamikos instituto (CAHI) inžinieriai B. Jurijevas ir A. Čeremuchinas savo sukurtame sraigtasparnyje CAGI 1-EA (TsAGI 1-EA) sumontavo du sovietinės gamybos rotacinius variklius M-2. Nors šis sraigtasparnis 1932 m. rugpjūčio 14 d. pasiekė oficialiai neužregistruotą sraigtasparnių skrydžio aukščio rekordą (605 m.), tačiau nei naudota aerodinaminė schema, nei varikliai toliau nebuvo tobulinami.

Rotacinio variklio schema tapo pagrindu 1912 m. pradėtai vystyti žvaigždinio variklio schemai, kurioje propeleris sukosi aplink fiksuotą cilindrų bloką.

Naudojimas automobiliuose ir motocikluose[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

MHV Megola su priekiniame rate įmontuotu radialiniu varikliu

Nors rotaciniai varikliai buvo kuriami visų pirma lėktuvams, buvo ir keletas mėginimų juos montuoti į antžemines transporto priemones. 1892 m. buvo sukurtas rotaciniu varikliu varomas „Millet“ motociklas, trečiojo dešimtmečio pradžioje – labai sėkmingas lenktyninis „Megola“, kurio rotacinis 5 cilindrų variklis buvo įrengtas priekiniame rate. Tokia pat konstrukcija buvo naudojama ir 1912 m. Č. Redrupo sukurtame „Redrup Radial“, varomame trijų cilindrų 303 cm2 darbinio tūrio rotacinio variklio.

1904 m. Redrus sukūrė dvejų cilindrų „Barry“ variklį, svėrusį tik 6,5 kg, skirtą motociklams. Paskutiniu žymesniu bandymu buvo penktame dešimtmetyje inžinieriaus Cirilo Pulino (Cyril Pullin) sukurtas „Powerwheel“ – rotacinis, rate montuojamas vieno cilindro variklis, kuriame tilpo sankaba ir būgninis stabdis.

Kiti rotaciniai varikliai[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Rotaciniams varikliams priskiriami ir rotoriniai (Vankelio) varikliai, nuo XX a. aštuntojo dešimtmečiuose naudoti kai kuriuose NSU ir Mazda automobiliuose.

Aštuntame dešimtmetyje taip pat buvo pristatytas alkūninio garo variklio pagrindu sukurtas „Rotary Vee“ variklis, kurį buvo ketinama montuoti į Bricklin SV-1 sportinį automobilį.[7][8]

Lietuvoje[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

Lietuvos karo aviaicjos "Sopwith 1 1/2 Strutter", 1926 m., Kaunas

Lietuvos karo aviacija savo pradžioje naudojo daugiausiai Pirmojo Pasaulinio karo pabaigoje sukurtus vokiškus lėktuvus, varomus vienaeiliais varikliais. Karo aviacijos naudotų orlaivių sąraše yra tik du lėktuvai su rotaciniais varikliais – Sopwith 1 ½ Strutter ir Siemens-Schukert D.IV.

„Sopwith 1 1/2 Strutter“ (Nr. A/1527) – buvęs bolševikų lėktuvas, mūšio dėl Alytaus metu kurui pasibaigus nusileidęs Lietuvos kariuomenės kontroliuojamoje teritorijoje prie Jiezno ir paimtas kaip karo grobis 1919 m. vasario 5 d. arba vasario 14 d.[9][4] Lėktuvas buvo apgadintas ir suremontuotas buvo tik 1921 m. Nors po remonto lėktuvas buvo pripažintas tinkamu ir formaliai priskirtas Pirmąjai eskadrilei, tačiau buvo naudojamas tik retkarčiais. Pagrindinė to priežastis - trumpas tarpremontinis jo variklio resursas. Daugiau tokių variklių ir atsarginių dalių Kaune nebuvo, todėl jį intensyviai eksploatuoti, remontuoti ir užsakinėti užsienyje atsargines dalis būtų buvę neracionalu. Be to, trečiojo dešimtmečio pradžioje ši 1915 m. konstrukcija jau buvo ir techniškai, ir moraliai pasenusi.[9] Lėktuvas sudužo 1928 m. demonstracinio skrydžio metu, greičiausiai dėl piloto L. Pesecko klaidos ore kilus gaisrui.[10]

Vienas Siemens-Schukert D.IV (gamyklinis Nr. 6177/18) buvo tarp karo grobio, kurį Lietuvos kariuomenė paėmė po Radviliškio kautynių. Nesant rotacinius variklius galinčių aptarnauti specialistų olaivis nebuvo eksploatojamas ir kurį laiką buvo saugomas Cepelino angare Kauno aerodrome.[11]

Literatūra[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

  • (EN) Air Board Technical Notes, RAF Air Board, 1917, reprinted by Camden Miniature Steam Services, 1997
  • (EN) Gould Lee, Arthur (2012). Open Cockpit: A Pilot of the Royal Flying Corps. Grub Street. ISBN 978-1-908117-25-0.
  • (EN) Gunston, Bill (1986). World Encyclopedia of Aero Engines. Wellingborough: Patrick Stephens. pp. 22–26.
  • (EN) Hargrave, Lawrence (1850–1915), Australian dictionary of biography
  • (EN) Nahum, Andrew (1999). The Rotary Aero Engine. NMSI Trading Ltd. ISBN 1-900747-12-X.
  • (LT) Peseckas L, Ant degančio lėktuvo sparno, Plieno sparnai // Peseckas, Leonardas , Karo lakūno pasakojimai. Kaunas, LAM, 2006.
  • (LT) Pirmasis lėktuvas, Plieno sparnai // Peseckas, Leonardas , Karo lakūno pasakojimai. Kaunas, LAM, 2006.
  • (LT) Pirmieji karo aviacijos lėktuvai 1919-23 m., Plieno sparnai.
  • (EN) Popular Science August 1974
  • (EN) Popular Science April 1976
  • (LT) Ramoška, Gytis, „Sopwith „1 ½ Strutter“, „Plieno Sparnai“ Nr. 8, 2006 m.

Išnašos[redaguoti | redaguoti vikitekstą]

  1. Nahum, Andrew (1999). The Rotary Aero Engine., p. 40.
  2. Air Board Technical Notes, RAF Air Board, 1917, reprinted by Camden Miniature Steam Services, 1997
  3. Gunston, Bill (1986). World Encyclopedia of Aero Engines. Wellingborough: Patrick Stephens. pp. 22–26.
  4. 4,0 4,1 Pirmasis lėktuvas, Plieno sparnai // Peseckas, Leonardas , Karo lakūno pasakojimai. Kaunas, LAM, 2006.
  5. Hargrave, Lawrence (1850–1915), Australian dictionary of biography
  6. Arthur Gould Lee (2012). Open Cockpit: A Pilot of the Royal Flying Corps.
  7. Popular Science August 1974
  8. Popular Science April 1976
  9. 9,0 9,1 Ramoška, Gytis, „Sopwith „1 ½ Strutter“, „Plieno Sparnai“ Nr. 8, 2006 m.
  10. Peseckas L, Ant degančio lėktuvo sparno, Plieno sparnai // Peseckas, Leonardas , Karo lakūno pasakojimai. Kaunas, LAM, 2006.
  11. Pirmieji karo aviacijos lėktuvai 1919-23 m., Plieno sparnai.