Ұшақ поршеньді қозғалтқышы: шолу, құрылғы және сипаттамалар

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Ұзақ уақыт бойы 19 ғасырдың аяғынан 20 ғасырдың ортасына дейін поршенді ұшақ қозғалтқышы ұшақтардың ұшуын қамтамасыз ететін жалғыз қозғалтқыш болып қала берді. Өткен ғасырдың қырқыншы жылдары ғана ол басқа жұмыс принциптері бар қозғалтқыштарға - турбореактивті қозғалтқыштарға жол берді. Бірақ поршенді қозғалтқыштар өз орындарын жоғалтқанымен, олар оқиға орнынан жоғалған жоқ.

Поргоналды қозғалтқыштарға арналған заманауи қолданбалар

Қазіргі уақытта авиациялық поршеньді қозғалтқыштар негізінен спорттық ұшақтарда, сондай-ақ тапсырыс бойынша жасалған шағын ұшақтарда қолданылады. Бұл түрдегі қозғалтқыштардың өте аз пайдаланылуының негізгі себептерінің бірі - поршеньді қозғалтқыштың бірлік массасына қатынасы газ турбиналарымен салыстырғанда айтарлықтай аз. Жылдамдығы бойынша поршеньді қозғалтқыштар ұшақ өнеркәсібінде қолданылатын басқа қозғалтқыштармен бәсекелесе алмайды. Оның үстіне олардың тиімділігі 30-дан аспайды%.

Поршеньді ұшақ қозғалтқыштарының түрлері

Поршенді ұшақ қозғалтқыштары негізінен иінді білікке қатысты цилиндрлердің орналасу ретімен ерекшеленеді. Нәтижесінде поршеньді қозғалтқыштардың әртүрлі түрлерінің жеткілікті үлкен саны бар. Ең көп қолданылатындары мыналар:

• V-тәрізді қозғалтқыштар;
• цилиндрлер жұлдызша үлгісінде орналасқан поршенді радиалды қозғалтқыш;
• бокс қозғалтқышы, оның цилиндрлері бір қатарда.

V-қозғалтқыштар

Олар тек қана емес, ұшақ өнеркәсібіндегі іштен жанатын қозғалтқыштардың ең танымал және қолданылатын түрлері. Олардың атауы цилиндрлердің иінді білікке қатысты сипатты орналасуымен байланысты. Сонымен қатар, олардың бір-біріне қатысты бейімділік деңгейі әртүрлі. Ол 10-нан 120 градусқа дейін болуы мүмкін. Мұндай қозғалтқыштар басқа іштен жанатын қозғалтқыштармен бірдей принцип бойынша жұмыс істейді.

Цилиндрлердің V-тәрізді орналасуы бар қозғалтқыштардың артықшылығына олардың қуаттылығын сақтай отырып, салыстырмалы жинақылығы, сондай-ақ лайықты айналу моменті алу мүмкіндігі жатады. Конструкция жұмыс кезінде пайда болатын инерция іштен жанатын қозғалтқыштардың басқа түрлеріне қарағанда әлдеқайда жоғары болуына байланысты біліктердің айтарлықтай үдеулеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Басқа түрлермен салыстырғанда бұл ең кіші биіктікпен және сипатталадыұзындығы.

Бұл типтегі қозғалтқыштар иінді біліктің жоғары қаттылығына ие. Бұл бүкіл қозғалтқыштың қызмет ету мерзімін арттыратын үлкен құрылымдық беріктікті қамтамасыз етеді. Мұндай қозғалтқыштардың жұмыс жиіліктері үлкен диапазондарда ерекшеленеді. Бұл жылдам қарқын алуға, сондай-ақ шекті режимдерде тұрақты жұмыс істеуге мүмкіндік береді.

V-қозғалтқышы бар поршенді ұшақ қозғалтқыштарының кемшіліктеріне олардың конструкциясының күрделілігі жатады. Нәтижесінде олар басқа түрлерге қарағанда әлдеқайда қымбат. Сонымен қатар, олар қозғалтқыштың айтарлықтай үлкен енімен ерекшеленеді. Сондай-ақ, V-тәрізді қозғалтқыштар дірілдің жоғары деңгейімен, теңгерімдегі қиындықтармен сипатталады. Бұл олардың әртүрлі бөліктерін арнайы салмақтау қажеттігіне әкеледі.

Ұшақ радиалды поршеньді қозғалтқыш

Қазіргі уақытта радиалды поршенді қозғалтқыштар авиацияда қайтадан сұранысқа ие. Олар спорттық ұшақ модельдерінде немесе тапсырыс бойынша жасалған модельдерде белсенді түрде қолданылады. Олардың барлығы шағын көлемде. Радиалды типтегі авиациялық поршеньді қозғалтқыштың құрылғысы, басқа қозғалтқыштардан айырмашылығы, оның цилиндрлері иінді біліктің айналасында радиалды сәулелер (жұлдызшалар) сияқты бірдей бұрыштарда орналасқан. Бұл оған жұлдыз тәрізді атау берді. Мұндай қозғалтқыштар радиалды сәулелерде бөлінетін шығару жүйесімен жабдықталған. Сонымен қатар, мұндай қозғалтқышта бірнеше жұлдыздар болуы мүмкін - бөлімдер. Бұл иінді біліктің ұзындығы бойынша ұлғаюына байланысты мүмкін. Әдетте, радиалды қозғалтқыштар цилиндрлердің тақ санымен жасалады. Бұл цилиндрге ұшқынның түсуіне мүмкіндік бередібір. Бірақ олар цилиндрлердің саны жұп болатын радиалды қозғалтқыштарды да жасайды, бірақ олардың саны екіден көп болуы керек.

Радиалды қозғалтқыштардың ең үлкен кемшілігі - ұшақ тұрғанда қозғалтқыштың төменгі цилиндрлеріне майдың өту мүмкіндігі. Бұл мәселе көбінесе лезде су балғасының пайда болуына әкеледі, бұл бүкіл иінді механизмнің бұзылуына әкеледі. Қозғалтқышты іске қоспас бұрын мұндай ақаулардың алдын алу үшін төменгі цилиндрлердің күйін үнемі тексеріп, оларға май еніп кетпеуін қамтамасыз ету қажет.

Радиалды қозғалтқыштардың артықшылықтарына олардың шағын өлшемдері, пайдаланудың қарапайымдылығы және лайықты қуат жатады. Әдетте олар спорттық үлгідегі ұшақтарға орнатылады.

Қарсы тұрған ұшақ поршеньді қозғалтқыш

Қазіргі уақытта боксшылар ұшақтарының қозғалтқыштары қайта туа бастады. Өлшемдері шағын және салмағы салыстырмалы түрде жеңіл болғандықтан, олар жеңіл спорттық ұшақтарға орналастырылады. Олар жеткілікті қуатты дамыта алады және өте жоғары жылдамдықты қамтамасыз етеді.

Боксшы қозғалтқыштарында дизайнның бірнеше түрі бар:

1. Мотор «боксшы» әдісі бойынша жасалған (Subaru). Мұндай қозғалтқыштарда бір-біріне қарама-қарсы орналасқан цилиндрлердің поршеньдері бірдей қашықтықта қозғалады. Бұл әр цикл сайын біреуі жоғарғы өлі нүктеде, екіншісі төменгі өлі нүктеде болады.

2. қозғалтқыштар,OROS құрылғысымен (қарсы поршеньді қарсы цилиндр) жабдықталған. Мұндай қозғалтқыштарда цилиндрлер иінді білікке қатысты көлденең орналасады. Олардың әрқайсысында екі поршень бар, олар жұмыс кезінде бір-біріне қарай жылжиды. Алыстағы поршень иінді білікке арнайы шатун арқылы қосылған.

3. Кеңестік 5TDF қозғалтқышында қолданылатын принцип негізінде жасалған қозғалтқыш. Мұндай өнімде поршеньдер бір-біріне қарай жылжиды, әрбір жеке цилиндрде жұппен жұмыс істейді. Екі поршень де жоғарғы өлі нүктеге жеткенде, олардың арасына отын айдалады. Бұл сорттың қозғалтқыштары керосиннен бензинге дейін отынның әртүрлі түрлерінде жұмыс істей алады. Боксшы қозғалтқыштарының қуатын арттыру үшін олар турбокомпрессормен жабдықталған.

Боксшы қозғалтқыштарындағы басты артықшылық - жинақылық, шағын өлшемдер. Оларды өте шағын ұшақтарда қолдануға болады. Олардың күші айтарлықтай жоғары. Олар қазір спорттық ұшақтарда көбірек қолданылуда.

Негізгі кемшілігі – көп отын шығыны және әсіресе қозғалтқыш майы. Басқа типтегі қозғалтқыштарға қатысты боксшы қозғалтқыштары жанар-жағар майды екі есе көп тұтынады. Олар майдың тұрақты өзгеруін қажет етеді.

Қазіргі ұшақ қозғалтқыштары

Заманауи поршенді ұшақ қозғалтқыштары өте күрделі жүйелер. Олар заманауи қондырғылармен және тораптармен жабдықталған. Олардың жұмысын заманауи жүйелер мен құрылғылар қамтамасыз етеді және басқарады. Өтінімге байланыстыозық технология, қозғалтқыштың салмақ сипаттамасы айтарлықтай төмендейді. Олардың қуаттылығы артты, бұл олардың жеңіл моторлы және спорттық авиацияда кеңінен қолданылуына ықпал етеді.

Авиациялық майлар

Поршенді ұшақ қозғалтқыштарындағы май өте қиын жағдайларда жұмыс істейді. Бұл поршеньдік сақиналар учаскелерінде, поршеньдердің ішкі бөліктерінде, клапандарда және басқа компоненттерде жоғары температуралар. Сондықтан айтарлықтай температуралар, қысымдар, жүктемелер жағдайында қозғалтқыштың жоғары сапалы жұмысын қамтамасыз ету үшін олар арнайы тазалауға ұшырайтын жоғары тұтқыр майларды пайдаланады. Олар жоғары майлау қабілетіне ие болуы керек, металдар мен қозғалтқыштың басқа құрылымдық материалдарына бейтарап болуы керек. Поршеньді қозғалтқыштарға арналған авиациялық майлар сақтау кезінде қасиеттерін жоғалтпау үшін жоғары температура әсерінен тотығуға төзімді болуы керек.

Отандық поршеньді ұшақ қозғалтқыштары

Ресейдегі поршенді қозғалтқыштарды шығару тарихы 1910 жылдан басталады. Жаппай өндіріс Бірінші дүниежүзілік соғыс кезінде басталды. Кеңес Одағында 1922 жылы өз дизайны бойынша кеңестік поршенді ұшақ қозғалтқыштары жасала бастады. Өнеркәсіптік өндірістің, соның ішінде авиацияның өсуімен елде 4 өндірушінің поршенді қозғалтқыштары сериялық түрде шығарыла бастады. Бұлар В. Климов, А. Швецов, №29 зауыт, А. Микулиннің қозғалтқыштары болды.

Соғыстан кейін КСРО авиациясын жаңғырту процесі басталады. Жаңа ұшақтарға арналған авиациялық қозғалтқыштар жобаланған және жасалған. Реактивтіұшақ құрылысы. 1947 жылы жоғары жылдамдықпен жұмыс істейтін барлық әскери ұшақтар реактивті қозғалысқа көшті. Поршеньді ұшақ қозғалтқыштары тек оқу, спорттық, жолаушылар және әскери көлік ұшақтарында қолданылады.

Ең үлкен поршенді ұшақ қозғалтқышы

Ең қуатты поршенді ұшақ қозғалтқышы 1943 жылы АҚШ-та жасалған. Ол Lycoming XR-7755 деп аталды. Бұл отыз алты цилиндрлі қозғалтқыш болды. Оның жұмыс көлемі 127 литр болды. Ол 5000 ат күшін дамыта алды. Convair B-36 ұшағына арналған. Алайда сериал шықпады. Прототиптер ретінде екі данада жасалды.