A világháborús repülőgépek belső égésű motorjainak a teljesítménye a hengerekben munkát végző gáz nyomásától függött. Ennek az értéke pedig függött a feltöltő-rendszer munkájától és a dugattyúk munkájától is. Alább az ezen szempontok szerint eltérő, mértékadóbb repülőgépmotorokat hasonlítjuk össze.
Bevezetés
A második világháborús repülőgépmotorok esetében a hengerbe nyomott levegő nyomását két folyamat növelte. Az egyik magának a feltöltőrendszernek a működése volt. Ez a feltöltőrendszer lehetett mechanikus feltöltő (kompresszor), vagy pedig turbófeltöltő. A feltöltőrendszer hatását a töltőnyomással jellemezték.
A másik folyamat, ami növelte a nyomást, az a benzinmotor 4-ütemű ciklusának a sűrítési üteme volt. Ez a folyamat általában nagyobb nyomásnövekedést okozott, mint a feltöltőrendszer. A hengerek által végzett sűrítést a kompresszióviszonnyal jellemezték.
Különbségek
Amennyiben a brit Merlint és a német Daimler-Benz repülőgépmotorokat összehasonlítjuk, ezen a téren a számokból a következő különbség látszik: a német repülőgépmotoroknak nagyobb volt a kompresszióviszonya és a feltöltő-rendszerük kisebb nyomást állított elő. Ez azt jelentette, hogy a német Daimler-Benz repülőgépmotorok esetében a nyomásnövekedés inkább a hengerekben következett be. Például a Daimler-Benz DB 605 esetében a kompresszióviszony 7.3-7.5 volt, a kompresszor (mechanikus-feltöltő) pedig 1.41 bár nyomást állított elő.
Ezzel szemben a brit Merlin repülőgépmotorok esetében a hengerek kompresszióviszonya kisebb volt, viszont a feltöltő-rendszer által előállított nyomás nagyobb. A brit Merlin 61 esetében például a kompresszióviszony 6 egész, a feltöltő-rendszer által előállított nyomás pedig 2.04 bár volt.
Hatás
A két megközelítés gyakorlatilag azt eredményezte, hogy két úton jutottak hasonló értékhez, legalábbis hogyha a hengerekben előállított nyomást nézzük. Viszont ettől még a két megközelítésnek voltak előnyei egymáshoz képest.
A német megközelítésnek több előnye is volt. Az egyik az volt, hogy mivel a motor termodinamikai hatásfoka elsősorban a kompresszióviszonytól függött, ezért magasabb hatásfoka volt a Daimler-Benz repülőgépmotoroknak.
Egy másik előnye a Daimler-Benz megközelítésnek az volt, hogy mivel a feltöltő-rendszernek (kompresszornak) kisebb nyomást kellett előállítania, ezért az kevésbé szívta le a motort. Ez egyrészt tovább csökkentette az üzemanyag fogyasztást, másrészt kevesebb teljesítményt igényelt a kompresszor.
Emellett amennyiben a kompresszornak kisebb nyomást kellett előállítania, úgy az nagyobb repülési magasságon könnyebben tudta az igényelt nyomást biztosítani. A háború elején a Daimler-Benz repülőgépmotorok nagyobb repülési magasságig tudták biztosítani a szükségteljesítményhez szükséges nyomást, mint a Merlin. 1940-ben a DB 601 Aa kompresszora névlegesen 4000 méteres magasságig tudta a töltőnyomást biztosítani. A Merlin III esetében ez az érték 3734 méter volt.
A brit megközelítésnek is volt előnye: amennyiben egy motor nagyobb nyomáson üzemelt, úgy a 4-ütemű ciklus során a hengerekben a munkavégzéskor magasabb volt a középnyomás, ami azt jelentette, hogy a lökettérfogathoz képest nagyobb volt a munkavégzés és ez által a teljesítmény.
A Junkers Jumo 213 jellemzői
A fenti sorok leginkább akkor igazak, hogyha a német Daimler-Benz és a brit Merlin repülőgépmotorokat hasonlítjuk össze. A Daimler-Benzre jellemző volt, hogy a motorok fejlesztésével párhuzamosan növelték a kompresszióviszonyt.
Viszont nem minden német motorgyártóra volt ez (ennyire) jellemző. Például a világháború végén gyártott német Junkers Jumo 213, amit a legfejlettebb német repülőgépmotornak tartanak, közelebb volt a Merlin paramétereihez. A Jumo 213 esetében a kompresszióviszony 6.5 volt, a kompresszor által előállított nyomás pedig a Ladedrucksteigerungs-rüstsatz teljesítményfokozó-rendszer alkalmazása esetében 1.74 bár volt.
(Olvasónktól)
Források:
http://www.wwiiaircraftperformance.org/Aircraft_Engines_of_the_World_Rolls-Royce_Merlin.pdf
http://109lair.hobbyvista.com/techref/systems/engine/as_vs_d/as_vs_d.htm
http://www.wwiiaircraftperformance.org/fw190/fw190d9test.html
https://www.flight-mechanic.com/reciprocating-engine-power-and-efficiencies-part-two/
http://kurfurst.org/Engine/DB60x/DB601_datasheets_Aa.html
http://www.spitfireart.com/merlin_engines.html
Forrás:kuruc.info
Tovább a cikkre »
