Pyörivä moottori?

Mäntämoottori hallitsi lentokoneiden voimalaitteita moottorilentämisen ensimmäisinä vuosikymmeninä. Kaasuturbiini, ts. suihkumoottori tuli mukaan kuvaan vasta toisen maailmansodan aikana. Lentokoneen mäntämoottori on käynyt läpi monta kehitysvaihetta. Yksi varhaisimmista vaiheista oli pyörivä tähtimoottori. Tähtimoottoriksi kutsutaan moottoria jossa sylinterit ovat säteittäisesti kampiakselin ympärillä.

Moottoroidun lentämisen alkuvaiheissa 1900-luvun alussa ei ollut tarjolla lentokoneita varten suunniteltuja moottoreita. Vaihtoehdot olivat joko autoja, tai moottoripyöriä varten suunniteltuja moottoreita. Pyörivä tähtimoottori oli ensimmäinen lentokonetta varten suunniteltu moottorityyppi, vaikka saman toimintaperiaatteen moottoreita käytettiinkin aiemmin, ja myöhemmin mm. moottoripyörissä.

Le_Rhone_9C_OW

Pyörivässä tähtimoottorissa kampiakseli on kiinnitetty lentokoneen runkoon, ja potkuri kiinteästi sylinteriryhmään. Moottorin pyöriessä potkuri ja sylinterit pyöriväst siis yhdessä. Rakenteen etuina on mm. tasainen käynti (ei edestakaisin liikkuvia osia, suuri massa toimii vauhtipyöränä), kevyt massa (verrattuna mm. nestejäähdytteisiin rivimoottoreihin) ja hyvä jäähdytys koko moottorin pyöriessä ilmavirrassa. Haittapuolina olivat sitten suuret hyrrävoimat, ja kaikille tähtimoottoreille yhteinen vaiva: suuri poikkipinta-ala.

1280px-Le_Rhone_9_cylinder

Usein pyörivistä tähtimoottoreista puhuttaessa kerrotaan, että moottorin tehonsäätö tapahtui katkomalla sytytysvirtaa. Tehonsäätöongelmat liittyivät moottoreihin joiden sylintreissä oli vain yksi venttiili, suurimmassa osassa pyöriviä tähtimoottoreita oli sylintereissä kaksi venttiiliä, jolloin polttoaine-ilmaseos johdettiin sylintereihin tavallisen mäntämoottorin tapaan. Tällaisella moottorilla tyhjäkäynnin säätäminen esim. lähestymisessä oli haastavaa, ohje oli katkaista moottorin polttoaineen saanti, mutta tavallisempaa taisi olla sytysvirran katkominen.

Pyörivässä tähtimoottorissa voiteluöljy johdettiin sylintereihin ilma-polttoaineseoksen mukana. Öljyä ei kerätty takaisin kiertoon, vaan se paloi osittain ja poistui moottorista pakoventtiilin kautta. Pyörivät tähtimoottorit savuttivat käydessään, ja sotkivat nopeasti koneen öljyyn. Pyörivällä tähtimoottorilla varustetun koneen tunnistaakin helpoiten moottoriepllityksestä, joka muodostaa moottorin ympärille pohjasta avoimen kaukalon, jonka tarkoitus on ohjata öljy koneen alapuolelle.

Tunnetuin pyörivistä tähtimoottoreista on ranskalaisten Seguinin veljesten suunnittelema Gnome-moottoriperhe. Muita tunnettuja valmistajia olivat ranskalaiset Clerget ja Le Rhône. Myös saksalainen Siemens valmisti pyöriviä tähtimoottoreita ensimmäisen maailmansodan aikana.

Wikimedia Commons

Pyörivän tähtimoottorin asennus Fokker E.I -hävittäjään.

Pyörivät tähtimoottorit olivat suosionsa huipulla ensimmäisen maailmansodan aikana, ja heti sen jälkeen. 1920-luvun mittaan lentokonemoottoreiden kehitys siirtyi entistä tehokkaampiin moottoreihin, ja kehitys vei normaaleihin tähtimoottoreihin.

Suomessakin oli käytössä useita pyörivällä tähtimoottorilla varustettuja lentokonetyyppejä. Eniten käytetty oli Cauldron C.60 -koulukone, jonka moottorina oli Clerget 9B. Caudron oli käytössä Suomessa vuosina 1923-1936. Yksi yksilö on museoitu, sitä voi käydä katsomassa Suomen Ilmailumuseossa Vantaalla.

Kaikkien teknisten laitteiden historia on monimutkainen ja täynnä yksityiskohtia. Niin myös pyörivän tähtimoottorin. Tämä postaus on vain pintaraapaus aiheesta, lisätietoja löytyy internetistä, ja on aiheesta kirjoitettu muutama kirjakin. Omasta hyllystäni löytyy Science Museumin julkaisema The Rotary Aero Engine (ISBN 1-900747-12-X).

Jos moottorin toimintaperiaate jäi hämäräksi, ehkä tämä Youtube-video selventää asiaa:

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *