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Il motore rotativo Wankel è stato una scelta ideale per molti proprietari e operatori di piccoli aerei ad elica. Rispetto ai motori a pistoni convenzionali, i rotativi Wankel sono piccoli, leggeri e hanno un alto rapporto potenza-peso. Sono quasi senza vibrazioni, non possono grippare o bussare, e hanno meno parti mobili (da rompere). A questo punto, è difficile migliorare il design Wankel; cioè, a meno che non si pensi di cambiare la forma del rotore… in una forma mutevole.
Una nuova configurazione di un motore rotativo – il motore rotativo Szorenyi – è stato sviluppato dalla Rotary Engine Development Agency (REDA) con sede a Melbourne. Mentre lo statore, o parte stazionaria del motore Szorenyi è simile a quello di un motore Wankel, la forma geometrica del rotore del motore è un rombo, che si deforma mentre ruota all’interno del contorno dello statore.

Ciclo del motore rotativo Szorenyi

Questa geometria si traduce in un motore rotativo con quattro camere di combustione rispetto alle tre del tradizionale Wankel. Ogni rivoluzione dell’albero motore produce una rivoluzione del rotore e un ciclo completo del motore in ciascuna delle quattro camere: o quattro colpi di potenza. Al contrario, il motore Wankel produce un colpo di potenza per ogni giro dell’albero motore.

Ciclo del motore rotativo Wankel

Un tipico motore rotativo Wankel usa un rotore a tre lati per creare cavità all’interno dello statore per un ciclo di aspirazione, compressione, accensione e scarico senza interruzioni. Il punto A segna uno dei tre apici del rotore, il punto B segna l’albero eccentrico, e la parte bianca è il lobo dell’albero eccentrico. (Fonte dell’immagine: Y tambe)
Secondo REDA, ogni modulo rotativo Szorenyi a quattro tempi è equivalente a un motore a otto cilindri alternativo o a pistoni contrapposti.
Il motore Szorenyi è anche più ottimizzato per la configurazione multirotore di un rotativo Wankel grazie all’uso di porte periferiche rispetto all’uso di complesse porte laterali del motore Wankel. La capacità di configurare facilmente i motori multi-rotore a quattro tempi potrebbe portare a centrali elettriche rotative che generano una potenza equivalente a quella di motori alternativi a 8, 16 o 24 cilindri. Inoltre, lo sviluppo di moduli standardizzati potrebbe ridurre i costi di produzione e di manutenzione del ciclo di vita.

Libero alla velocità

Tipicamente, i motori Wankel sono limitati a una velocità del rotore di 3.000 giri al minuto (rpm) a causa dell’eccessiva flessione dell’albero motore causata dalle forze centrifughe del rotore eccentrico. Il motore Szorenyi non è limitato ai giri in questo senso, in quanto ha usato un rotore bilanciato.
I limiti di giri potenziali più alti significano che il motore Szorenyi ha una densità di potenza più alta rispetto al motore Wankel, che potrebbe tradursi in una maggiore gamma di aerei, resistenza e capacità di carico utile. Inoltre, il motore Szorenyi ha più spazio per il raffreddamento interno del rotore e non ha bisogno di un riduttore in aerei e veicoli aerei senza equipaggio (UAV) con grandi eliche.
Secondo il documento, il motore Szorenyi potrebbe essere fatto funzionare a benzina, benzina avio (avgas), butano, o idrogeno (come le porte di ingresso e di scarico sono ben separati).
REDA ha anche notato che se una fase di pre-compressione è stata introdotta, il motore potrebbe utilizzare il gasolio – allineandosi con il concetto militare americano di “un carburante” e rendendo il motore più efficiente. Una versione abbreviata di The Development of the Szorenyi Four-Chamber Rotary Engine e altri documenti tecnici SAE riguardanti i motori di piccoli aerei e UAV sono disponibili nell’ultimo libro della serie So You Want to Design di SAE International, So You Want to Design Engines: UAV Propulsion Systems.
Il libro copre diverse tecnologie di propulsione UAV come i tradizionali motori a combustibile pesante, architetture ibride-elettriche, ventole distribuite alimentate a idrogeno, il già citato motore rotativo Szorenyi, e la propulsione sperimentale al plasma – o scarica a barriera dielettrica.

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William Kucinski è content editor presso SAE International, Aerospace Products Group a Warrendale, PA. In precedenza, ha lavorato come scrittore presso il Centro per la sicurezza della NASA a Cleveland, OH, ed era responsabile della scrittura dei casi di fallimento del sistema dell’agenzia. I suoi interessi includono letteralmente tutto ciò che ha a che fare con lo spazio, gli aerei militari passati e presenti e la tecnologia di propulsione.
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