Mesin piston pesawat: ikhtisar, perangkat, dan karakteristik

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Untuk waktu yang lama, dari akhir abad ke-19 hingga pertengahan abad ke-20, mesin pesawat piston tetap menjadi satu-satunya mesin yang menyediakan penerbangan pesawat. Dan hanya pada empat puluhan abad terakhir, ia memberi jalan ke mesin dengan prinsip operasi lain - turbojet. Namun terlepas dari kenyataan bahwa mesin piston telah kehilangan posisinya, mereka tidak menghilang dari tempat kejadian.

Aplikasi Modern untuk Mesin Reciprocating

Saat ini, mesin piston penerbangan digunakan terutama di pesawat olahraga, serta di pesawat kecil yang dibuat sesuai pesanan. Salah satu alasan utama mengapa mesin jenis ini digunakan sangat sedikit adalah karena rasio daya satuan terhadap satuan massa mesin piston jauh lebih kecil dibandingkan dengan turbin gas. Dalam hal kecepatan, mesin piston tidak dapat bersaing dengan mesin lain yang digunakan dalam industri pesawat terbang. Selain itu, efisiensinya tidak melebihi 30%.

Jenis mesin pesawat piston

Mesin pesawat piston berbeda terutama dalam urutan silinder dalam kaitannya dengan poros engkol. Akibatnya, ada cukup banyak jenis motor piston yang berbeda. Yang paling banyak digunakan adalah sebagai berikut:

• Mesin berbentuk V;
• mesin radial reciprocating dimana silinder disusun dalam pola bintang;
• mesin boxer, silindernya sejajar.

V-mesin

Mereka adalah jenis mesin pembakaran internal yang paling terkenal dan digunakan di industri pesawat terbang dan tidak hanya. Nama mereka dikaitkan dengan pengaturan karakteristik silinder sehubungan dengan poros engkol. Pada saat yang sama, mereka memiliki tingkat kecenderungan yang berbeda dalam hubungannya satu sama lain. Ini dapat berkisar dari 10 hingga 120 derajat. Motor tersebut bekerja dengan prinsip yang sama seperti mesin pembakaran dalam lainnya.

Kelebihan mesin dengan susunan silinder berbentuk V termasuk kekompakannya yang relatif sambil mempertahankan kinerja tenaga, serta kemampuan untuk mendapatkan torsi yang layak. Desainnya memungkinkan untuk mencapai akselerasi poros yang signifikan karena fakta bahwa inersia yang dibuat selama operasi jauh lebih tinggi daripada jenis mesin pembakaran internal lainnya. Dibandingkan dengan jenis lain, ini ditandai dengan ketinggian terkecil danpanjang.

Motor jenis ini memiliki kekakuan poros engkol yang tinggi. Ini memberikan kekuatan struktural yang lebih besar, yang meningkatkan umur mesin secara keseluruhan. Frekuensi operasi motor tersebut berbeda dalam rentang besar. Ini memungkinkan Anda untuk mendapatkan momentum dengan cepat, serta bekerja dengan mantap pada mode batas.

Kekurangan mesin pesawat piston dengan mesin V termasuk kerumitan desainnya. Akibatnya, mereka jauh lebih mahal daripada jenis lainnya. Selain itu, mereka berbeda dalam lebar mesin yang agak besar. Juga, motor berbentuk V dicirikan oleh tingkat getaran yang tinggi, kesulitan dalam menyeimbangkan. Ini mengarah pada fakta bahwa perlu untuk secara khusus menimbang berbagai bagian mereka.

Mesin Piston Radial Pesawat

Saat ini, mesin piston radial kembali diminati di dunia penerbangan. Mereka secara aktif digunakan dalam model pesawat olahraga, atau yang dibuat sesuai pesanan. Semuanya berukuran kecil. Perangkat mesin piston penerbangan tipe radial, tidak seperti motor lain, terletak pada kenyataan bahwa silindernya terletak di sekitar poros engkol pada sudut yang sama, seperti sinar radial (tanda bintang). Ini memberinya nama - berbentuk bintang. Motor semacam itu dilengkapi dengan sistem pembuangan yang menyimpang dalam balok radial. Selain itu, mesin jenis ini dapat memiliki beberapa bintang - kompartemen. Ini dimungkinkan karena fakta bahwa poros engkol bertambah panjang. Sebagai aturan, mesin radial dibuat dengan jumlah silinder ganjil. Hal ini memungkinkan percikan untuk diterapkan ke silinder melaluisatu. Tetapi mereka juga membuat mesin radial dengan jumlah silinder yang genap, tetapi jumlahnya harus lebih dari dua.

Kerugian terbesar dari mesin radial adalah kemungkinan minyak menembus silinder bawah mesin saat pesawat diparkir. Masalah ini cukup sering menyebabkan terjadinya palu air seketika, yang mengarah pada kerusakan seluruh mekanisme engkol. Untuk mencegah masalah seperti itu sebelum menghidupkan mesin, pemeriksaan konstan kondisi silinder bawah diperlukan untuk memastikan tidak ada penetrasi oli ke dalamnya.

Kelebihan mesin radial termasuk ukurannya yang kecil, kemudahan pengoperasian, dan tenaga yang layak. Biasanya dipasang di pesawat model sport.

Mesin Piston Pesawat Lawan

Saat ini, mesin pesawat boxer mulai mengalami kelahiran kembali. Karena ukurannya yang kecil dan bobot yang relatif ringan, mereka ditempatkan di pesawat olahraga ringan. Mereka mampu mengembangkan kekuatan yang cukup dan memberikan kecepatan yang sangat tinggi.

Mesin boxer memiliki beberapa jenis desain:

1. Motor dibuat menurut metode "petinju" (Subaru). Dalam mesin seperti itu, piston silinder yang terletak saling berhadapan bergerak dengan jarak yang sama. Ini menghasilkan satu di titik mati atas dan yang lainnya di titik mati bawah setiap siklus.

2. mesin,dilengkapi dengan perangkat OROS (Opposed Piston Opposed Cylinder). Pada motor seperti itu, silinder terletak secara horizontal dalam kaitannya dengan poros engkol. Masing-masing berisi dua piston, yang bergerak ke arah satu sama lain selama operasi. Piston jauh dihubungkan ke poros engkol dengan batang penghubung khusus.

3. Mesin yang dibuat berdasarkan prinsip yang diterapkan pada mesin 5TDF Soviet. Dalam produk seperti itu, piston bergerak ke arah satu sama lain, bekerja berpasangan di setiap silinder individu. Ketika kedua piston mencapai titik mati atas, bahan bakar disuntikkan di antara keduanya. Mesin jenis ini dapat beroperasi pada berbagai jenis bahan bakar, dari minyak tanah hingga bensin. Untuk meningkatkan tenaga mesin boxer dilengkapi dengan turbocharger.

Kelebihan utama mesin boxer adalah kekompakan, dimensi kecil. Mereka dapat digunakan pada pesawat yang sangat kecil. Kekuatan mereka cukup tinggi. Mereka sekarang semakin banyak digunakan di pesawat olahraga.

Kelemahan utama adalah konsumsi bahan bakar yang tinggi dan terutama oli mesin. Sehubungan dengan mesin jenis lain, mesin boxer mengkonsumsi bahan bakar dan pelumas dua kali lebih banyak. Mereka membutuhkan penggantian oli yang konstan.

Mesin pesawat modern

Mesin pesawat piston modern adalah sistem yang sangat kompleks. Mereka dilengkapi dengan unit dan rakitan modern. Pekerjaan mereka disediakan dan dikendalikan oleh sistem dan perangkat modern. Karena aplikasiteknologi canggih, karakteristik bobot mesin berkurang secara signifikan. Kapasitasnya telah meningkat, yang berkontribusi pada penggunaannya secara luas dalam penerbangan bermesin ringan dan olahraga.

Minyak penerbangan

Oli dalam mesin pesawat bolak-balik beroperasi dalam kondisi yang agak sulit. Ini adalah suhu tinggi di area cincin piston, di bagian dalam piston, di katup dan komponen lainnya. Oleh karena itu, untuk memastikan pengoperasian motor yang berkualitas tinggi dalam kondisi suhu, tekanan, beban yang signifikan, mereka menggunakan oli dengan viskositas tinggi, yang mengalami pembersihan khusus. Mereka harus memiliki pelumasan tinggi, tetap netral terhadap logam dan bahan struktural mesin lainnya. Oli penerbangan untuk mesin piston harus tahan terhadap oksidasi saat terkena suhu tinggi, agar tidak kehilangan sifat selama penyimpanan.

Mesin pesawat piston domestik

Sejarah produksi mesin piston di Rusia dimulai pada tahun 1910. Produksi massal dimulai selama Perang Dunia Pertama. Di Uni Soviet, mesin pesawat piston Soviet dengan desain mereka sendiri mulai dibuat pada tahun 1922. Dengan pertumbuhan produksi industri, termasuk penerbangan, negara ini mulai memproduksi secara massal mesin piston dari 4 pabrikan. Ini adalah mesin V. Klimov, A. Shvetsov, pabrik nomor 29, A. Mikulin.

Setelah perang, proses modernisasi penerbangan Uni Soviet dimulai. Mesin pesawat untuk pesawat baru dirancang dan dibangun. Yang reaktifkonstruksi pesawat. Pada tahun 1947, semua pesawat militer yang beroperasi dengan kecepatan tinggi beralih ke propulsi jet. Mesin pesawat piston hanya digunakan pada pesawat latih, olah raga, penumpang dan angkut militer.

Mesin pesawat piston terbesar

Mesin pesawat piston paling kuat diciptakan di AS pada tahun 1943. Itu disebut Lycoming XR-7755. Itu adalah mesin tiga puluh enam silinder. Volume kerjanya adalah 127 liter. Dia mampu mengembangkan kekuatan 5000 tenaga kuda. Dirancang untuk pesawat Convair B-36. Namun, seri tidak pergi. Dibuat dalam dua salinan, sebagai prototipe.