Archiv rubriky: Motory



Dobové výukové video seznamující s principy a vnitřním uspořádáním leteckých pístových motorů. Pokud vás zajímají technické detaily týkající se konstrukce hvězdicových a řadových leteckých motorů, rozhodně si udělejte 30 min čas na tento dokument.

Motory



Každý, koho zajímají letouny 2. světové války, nejspíše ví, že hlavní nevýhodou motorů Rolls Royce Merlin, používáných během Bitvy o Británii jako pohonné jednotky pro Spitfiry a Hurricany, byl plovákový karburátor. Ten při leteckých manévrech způsobujících negativní přetížení trpěl zaplavením a následným vynecháním motoru. Pilot tak ztratil na několik cenných vteřin výkon motoru a následky si jistě každý umí představit. Zmíněného nedostatku si piloti Luftwaffe ve svých Bf 109 samozřejmě rychle všimli a naučili se brzy využívat výhod svých motorů Daimler Benz s přímým vstřikováním paliva. Zatímco pilot Bf 109 mohli kdykoliv přejít bez obav do střemhlavého letu, museli piloti Spitfirů a Hurricanů provést nejprve půlvýkrut, aby odstředivou silou zabránili zaplavení karburátoru a teprve poté mohli přejít do střemhlavého letu. To samozřejmě jejich protivníkům umožňovalo včas bezpečně uniknout z dostřelu.

Narazil jsem na video s pěknou animací (viz níže), které nejen názorně ukazuje jak (ne)fungoval klasický plovákový karburátor při obrácené poloze letounu, ale ve svém závěru také zmiňuje šikovný nápad, se kterým přišla mladá inženýrka Beatrice Schillingová známá spíše pod přezdívkou Tilly.

Tato talentovaná žena, byla už od svého dětství fascinována motory a věnovala jim všechen svůj čas. Jako mladá absolventka University of Manchester (1932) se například úspěšně účastnila motocyklových závodů, pro které si svůj motocykl dovybavila na svojí dobu revolučním kompresorem. Ten jí umožňoval dosahovat rychlosti až 106 mph.

V r. 1936 začala Tilly pracovat pro Royal Aircraft Establishment (RAE) ve Farnborough. Tady na počátku válečného konfliktu navrhla na pohled jednoduché, ale velmi účinné vylepšení. Před vstupem paliva do karburátoru Merlinu umístila jednoduchý průtokový regulátor vytvořený z mosazného kroužku s otvorem. Velikost otvoru vypočítala na přesný průměr tak, aby umožňoval průtok takového množství paliva, které dostačovalo pro maximální výkon motoru, ale ani o kapku více. Tato drobná vychytávka účinně zabraňovala zaplavení karburátoru při manévrech s negativním přetížením. Navíc úpravu mohli snadno instalovat i mechanici na letištích a nebylo nutné kvůli úpravě letouny přelétávat do továren a zpět. Oficiálně se úprava nazývala “RAE Restrictor“, ale personál RAF dal součástce okamžitě vlastní název: “Miss Shilling’s Orifice”. Raději zde nebudu uvádět překlad, ti kdo anglicky neznají, si mohou dohledat ve slovníku :-)

A nyní již zmíněné video:

Motory



Coffmanův vynález se používal ke startování velkých spalovacích motorů a jeho vznik se datuje do 30. let 20. století. Někdy se mu také říká “shotgun starter” tedy startér ala brokovnice. Roscoe A. Coffman totiž vymyslel geniálně jednoduchý způsob, jak roztočit klikovou hřídel velkých motorů, kdy počáteční energii nutnou k zážehu motoru dodá “výstřel” z patrony.

Nejedná se samozřejmě o výstřel v pravém slova smyslu, pouze se použije podobná patrona jako do brokovnice, pouze větších rozměrů, naplněná explozivním korditem. Při jejím odpálení se vytvoří nárazová vlna stlačeného vzduchu, která, vedena ocelovým potrubím, dorazí k povrchu motoru a nárazem jej roztočí. Jakmile je motor v pohybu, sepne se startér připojený na klikovou hřídel a může dojít k zážehu. Pozdější verze Coffmanova startéru posílaly nárazovou vlnu už nikoli na motor, ale přímo na zpřevodovaný startér, který pak pomocí setrvačníku roztáčel motor.

Za 2. sv. v. se Coffmanův startér úspěšně používal jako alternativa k elektrickým startérům, které měly řadu nevýhod: baterie po čase začaly být slabé a především pro dobíjení vyžadovaly zdroj elektrické energie, která na polních letištích nebývala vždy k dispozici, accu vozíky byly zase velké a samozřejmě ke startování byla nezbytná asistence mechaniků, kteří externí zdroj připojili a po nastartování opět odpojili od letounu.

Akumulátorový startovací vozík

Coffmanovo řešení bylo menší a flexibilnější, mělo však také své nevýhody. Jednak bylo zapotřebí patron, které byly každá z podstaty věci pouze na jedno použití a jednalo se tedy o relativně drahé řešení. Roztočení motoru bylo díky jedinému impaktu stlačeného vzdchu krátké, a motor proto nemusel stihnout včas naskočit a pokus se musel opakovat, samozřejmě za použití další patrony. Hlavní nevýhodou ale bylo zanášení startovacího válce motoru uhlíkem. Aby se uhlík z válce odstranil, musela se vyplýtvat další patrona, která tlakem vzduchu (bez zapnutého zapalování) uhlík z válce vymetla (dobře je to vidět ve video ukázce z filmu Let Fénixe – viz níže). Existovaly různé varianty Coffmanových startérů, některé se zásobníkem na 2-3 patrony jiné na 6 i více patron.

Coffmanův startér ve Spitfiru Mk II na 5 patron.

Nejznámější motory s tímto způsobem startování byly některé verze motorů Rolls-Royce Merlin používaných ve Spitfirech, Pratt and Whitney R-1820 v FM-2 Wildcatech a Napier Sabre II používaný v Typhoonech a Tempestech.

Coffmanův startér pro motor Napier Sabre II.

Existovaly i další podobné systémy startování odvozené od Coffmanova řešení jako např. Breezeho patronový systém. Používala ho většina amerických letadel s hvězdicovým motorem.

Startování Wildcatu pomocí originální patrony a “shotgun” startéru:

A na závěr slavná scéna z filmu Let Fénixe (1965):

Motory