Alai

Rotační motor Wankel byl ideální volbou pro mnoho majitelů a provozovatelů malých letadel poháněných vrtulí. Ve srovnání s běžnými pístovými motory jsou Wankelovy rotační motory malé, lehké a mají vysoký poměr výkonu k hmotnosti. Jsou téměř bez vibrací, nemohou se zadřít ani klepat a mají méně pohyblivých částí (které se mohou rozbít). V tuto chvíli je obtížné Wankelovu konstrukci vylepšit; tedy pokud neuvažujete o změně tvaru rotoru… do měnícího se tvaru.
Novou konfiguraci rotačního motoru – Szorenyiho rotační motor – vyvinula Agentura pro vývoj rotačních motorů (REDA) se sídlem v Melbourne. Zatímco stator neboli stacionární část Szorenyiho motoru je podobná statoru Wankelova motoru, geometrický tvar rotoru motoru je kosočtverec, který se při otáčení uvnitř obrysu statoru deformuje.

Cyklus Szorenyiho rotačního motoru

Tato geometrie znamená rotační motor se čtyřmi spalovacími komorami na rozdíl od tradičních tří Wankelových rotačních motorů. Každá otáčka klikového hřídele vyvolá jednu otáčku rotoru a kompletní cyklus motoru v každé ze čtyř komor: neboli čtyři výkonové zdvihy. Naproti tomu Wankelův motor vytváří jeden výkonový zdvih na jednu otáčku klikového hřídele.

Cyklus Wankelova rotačního motoru

Typický Wankelův rotační motor používá třístranný rotor, který vytváří dutiny ve statoru pro plynulý sací, kompresní, zážehový a výfukový cyklus. Bod A označuje jeden ze tří vrcholů rotoru, bod B označuje excentrický hřídel a bílá část je lalok excentrického hřídele. (Zdroj obrázku: Y tambe)
Podle společnosti REDA odpovídá každý čtyřtaktní Szorenyiho rotační modul osmiválcovému pístovému nebo protiběžnému pístovému motoru.
Šorenyiho motor je také optimálnější pro vícerotorovou konfiguraci než Wankelův rotační motor díky použití obvodových otvorů ve srovnání s Wankelovým motorem, který používá složité boční otvory. Schopnost snadné konfigurace vícerotorových čtyřtaktních motorů by mohla vést ke vzniku rotačních pohonných jednotek, které by generovaly výkon odpovídající 8, 16 nebo 24 válcovým pístovým motorům. Vývoj standardizovaných modulů by navíc mohl snížit náklady na výrobu a údržbu během životního cyklu.

Volné otáčky

Typicky jsou Wankelovy motory omezeny na otáčky rotoru 3 000 otáček za minutu (rpm) z důvodu nadměrného ohybu klikového hřídele způsobeného odstředivými silami excentrického rotoru. Motor Szorenyi není v tomto ohledu omezen otáčkami, protože používá vyvážený rotor.
Vyšší potenciální omezení otáček znamená, že motor Szorenyi má vyšší hustotu výkonu než Wankelův motor, což by se mohlo projevit ve větším doletu, vytrvalosti a nosnosti letadla. Kromě toho má Szorenyiho motor více prostoru pro vnitřní chlazení rotoru a nepotřebuje redukční převodovku v letadlech a bezpilotních prostředcích (UAV) s velkými vrtulemi.
Podle dokumentu by Szorenyiho motor mohl pracovat na benzín, letecký benzín (avgas), butan nebo vodík (protože vstupní a výfukové otvory jsou dobře odděleny).
REDA také poznamenala, že pokud by byla zavedena fáze předkomprese, motor by mohl používat motorovou naftu – což je v souladu s americkou legislativou.
Úplné podrobnosti o konstrukci a testování nového motoru společnosti REDA jsou k dispozici v technickém dokumentu
SAE International, The Development of the Szorenyi Four-Chamber Rotary Engine.
Zkrácená verze dokumentu The Development of the Szorenyi Four-Chamber Rotary Engine a další technické dokumenty SAE týkající se motorů pro malá letadla a bezpilotní letadla jsou k dispozici v nejnovější knize z řady SAE International So You Want to Design, So You Want to Design Engines:
Kniha se zabývá několika technologiemi pohonu UAV, jako jsou tradiční motory na těžká paliva, hybridně-elektrické architektury, distribuované ventilátory na vodíkové palivo, výše zmíněný Szorenyiho rotační motor a experimentální plazmový pohon – neboli dielektrický bariérový výboj.

• Pratt & Whitney získá 437 milionů dolarů na pokračování vývoje adaptivních motorů

• Tříproudová architektura motoru zvažovaná pro příští-generace vojenských letadel

• Lockheed Martin a Arconic spolupracují na 3D tisku a pokročilých leteckých materiálech

William Kucinski je redaktorem obsahu v SAE International, Aerospace Products Group ve Warrendale, PA. Dříve pracoval jako autor v Centru pro bezpečnost NASA v Clevelandu v Ohiu a byl zodpovědný za psaní agenturních případových studií o selhání systému. Mezi jeho zájmy patří doslova vše, co souvisí s vesmírem, minulými i současnými vojenskými letadly a pohonnými technologiemi.
V případě jakýchkoli nápadů na články nebo spolupráci ho kontaktujte e-mailem na adrese [email protected].
Pokračovat ve čtení „