18 апреля
Автор: Volodia

Поршневой двигатель: взгляд на современные технологии.

Если сравнивать автомобильные двигатели выпусков 30-40-летней давности с современными по внешнему виду, то отличия видны невооруженным глазом. Поэтому ни у кого не возникает вопросов, почему они стали мощнее и экономичнее. Что касается авиационных двигателей внутреннего сгорания, то на вид они практически не изменились. Где же прогресс, спросите Вы. И есть ли отставание авиационного двигателестроения от автомобильного? 

fly0412_engine2

Конечно, нет. Например, инжекторная система непосредственного впрыска топлива, разработанная Lycoming, значительно совершеннее, нежели любая автомобильная. За исключением, может быть, применяемой на болидах Формулы-1. Даже через 100 лет после их появления, поршневые моторы сохранили черты, присущие их «прародителям». Они, в большинстве своем, и сейчас остаются двигателями внутреннего сгорания возвратно-поступательного действия с рядным расположением цилиндров и с поршнями, вращающими общий коленчатый вал. Оснащаются, правда, алюминиевыми картерами и блоками, но также имеют возможность вырабатывать топливо самотеком. Появление высокоточных металлорежущих станков, управляемых компьютерными программами, позволило создавать двигатели с меньшими зазорами между деталями, что ведет к росту компрессии, а значит и производительности. Современные системы управления двигателями все еще комплектуются РУДами, но большинство функций теперь возложено на электронику. Современные поршневые двигатели оснащаются самой совершенной электроникой, позволяющей управлять работой и контролировать каждый параметр мотора с высокой дискретностью. Системы FADEC моторов Continental, Lycoming и Rotax во многом превосходят аналоги, применяемые на новейших турбореактивных двигателях, ставших синонимом научно-технического прогресса. Например, FADEC iE2 (Lycoming TO-540) автоматически регулирует зажигание и впрыск, анализируя данные о температуре выходящих газов и головки блока цилиндров, оборотах, давлении в линии подачи топлива. Система сама регулирует состав смеси, поступающей в мотор на всех режимах работы и высотах полета вне зависимости от условий эксплуатации. Причем давление топлива на входе остается постоянным с изменением атмосферного давления. Пилоту остается только нажать кнопку запуска и управлять газом и шагом винта. За последние 12 лет возможности поршневых двигателей изменились до неузнаваемости. Не в последнюю очередь это связано с увеличением качества и автоматизацией процесса производства, в которое производители инвестировали огромное количество денег. Благодаря этому, выросли ресурс и экономичность моторов, а также интервалы техобслуживания. Существенно изменилась конструкция топливных систем, с появлением новых технологий напыления многие компоненты которых стали работать эффективнее и надежнее. В последнее время были разработаны новые технологии турбонаддува, появились высокопроизводительные дизельные моторы, работающие на керосине JetA1, а некоторые производители работают над созданием альтернативных видов топлива. Появление двигателей, способных работать на более дешевом, чем авиабензин, авиационном керосине и альтернативных видах топлива, стало настоящим прорывом технологий. В первую очередь, это касается дизельных двигателей. В настоящее время Continental работает над доводкой двигателя TD300 с прямым приводом. Это 4-цилиндровый, 230-сильный дизель, способный поддерживать постоянное давление топлива в линии всасывания до высоты 10,000 футов (критическая высота для 2200 об/мин). Отсутствие коробки приводов снижает вес конструкции и увеличивает надежность силовой установки. TBO данного мотора составляет 2000 часов, как и у бензиновых двигателей. Правда, дизели пока отличаются несколько большим весом и дороговизной из-за сложной топливной системы, требующей поддержания высокого давления. Зато их экономичность впечатляет. Расход дизельного TD300, как заявляют в Continental, составит 9 гал/ч, что вдвое меньше расхода бензинового аналога. И это при том, что стоимость керосина, например, в Европе в два с половиной раза ниже цены на бензин. TD300 появится в продаже в конце этого или в начале будущего года. Данная новость должна особенно порадовать владельцев Diamond DA42, которым приходилось каждые 300 часов осматривать, а зачастую и менять, коробки приводов их дизельных Centurion производства обанкротившейся Thielert. Новый Austro AE300, предлагающийся Diamond для своих самолетов, хотя и оснащен уменьшенной коробкой приводов и обладает меньшим расходом, имеет ресурс всего 1800 часов. Кроме того, Continental сейчас работает над двумя шестицилиндровыми дизелями, один из которых (TD450) будет обладать мощностью порядка 300 л.с.

Но все это не означает закат эры бензиновых моторов. Ведь только в США парк поршневых машин насчитывает примерно 225,000 самолетов. Что определенно понятно, так это то, что дни бензина марки 100LL сочтены. На смену ему, по крайней мере в АОН, придут новые виды горючего.

 

по материалам www.flyingmag.com