zde

Vyrábíme letecký motor 11. Konečně létáme !
Letecký motor 1,2 TSI 140HP/210Nm. Dobrý sluha...
Stoupat ve školním kluzáku za ultralehkou klubovou vlečnou nepřetržitě
kontinuálně 2,5 až 3,5m za sekundu? Je to vůbec možné? Fikce nebo skutečnost?
Ti, kdo čtou mé články pravidelně, jsou v obraze, pro ostatní,nahodilé čtenáře,
krátké shrnutí: Konvertuji automobilový motor na letecký. Vznikl prototyp
Československého letadlového motoru vhodného do ULL a ELSA vhodný do hor a pro
vlekání.
Jde o konverzi nebo-li úpravu stávajícího nejrozšířenějšího českého automobilového
motoru 1,2 TSI kod motoru CBZ0, CBZA, CBZB od mladoboleslavské Česany. Motor
má v základní neupravené verzi CBZB od výrobce 77kW / 105HP a 175Nm
posazených v rozmezí otáček 1500 až 4100.
Pro dodržení hmotnosti motoru aak, aby byl použitelný v UL letadle, byl použit motor s
osmiventilovou hlavou. Existují i 16-ti ventilové verze 1,2 TSI. Ty pak jdou upravit až
na 150HP.
Po úpravě slovenské fy. M.M. RACING z Bratislavy jsme zatím skutečně
dosáhli posunutí kroutícího momentu k vyšším otáčkám jakož i jeho absolutního
navýšení bez výrazného vlivu na životnost motoru. Takové tvrzení je dáno dostatečným
počtem upravených vozidel, bez zjevných závad. Motor má nyní až 144 Hp při
5500ot a 170-180Nm kroutícího momentu právě v těchto maximálních otáčkách.
V nižších otáčkách kolem 3000-4200 RPM osciluje kroutící moment motoru
dokonce kolem 200Nm! Proč udávám takové rozmezí výkonu a kroutícího momentu?
Zjistili jsme, že při 25 st C se motor chová subjektivně výrazně lenivěji než při 16,5 st
C kdy má plný, dle křivky ze skušební stolice deklarovaný, výkon. Tento nesoulad ve
výkonech je hlavně dán množstvím a teplotou protékajícího vnějšího vzduchu přes
"intercoolerový" chladič.
Proto, pro nejvyšší možný výkon při horkém letním dni byla nutná dodatečná
úprava chlazení stlačeného vstupního vzduchu, ta s sebou nese překonstruování
motorového krytu, nebo úpravu vstupu vzduchu do chladiče kapaliny určeného k
chlazení stlačeného vzduchu a rozdělení chlazení do dvou okruhů. Jeden na chlazení
bloku a hlavy a oleje, druhý na chlazení stlačeného vstupního vzduchu a
turbodmychadla, které jsou rovněž chlazeny kapalinou.
Výkony motoru mohu posoudit, pouze ve vztahu k použitému draku letadla,
který mám k dispozici, tedy letadla Yetti J-03. "Jetti" je velmi robusní a velké prostorné
letadlo s ocelovou příhradovinou v trupu s kovovým duralovým křídlem, vše potaženo
leteckým plátnem. Někdo o něm říká, že je to létající krabice, někdo, že zvládne snad
všechno, a unese všechny - pravda je, že v základní verzi bez aerodynamických úprav je
"Jeťák" dostatečně zaodporované letadlo, které vyžaduje větší výkon k tomu, aby
létalo stejně rychle jako podobná štíhlá letadla s malým rozpětím.
Při motorových zkouškách s konverzí motoru 1,2 TSI a následných letových
zkouškách s Yettim J-03 bylo použito několik vrtulí o různých průměrech a různých
úhlů náběhu vrtulí. Byla to taková dlouhodobá alchymie, kdy docházelo ještě k
následnému ladění motoru. Každá vrtule se chovala výrazně jinak, co do výkonu,
stoupavosti , tlumení vibrací i produkovaného hluku.
Nejlépe se osvědčila dvoulistá dřevěná široká a na zakázku k výkonu a
kroutícímu momentu navrhnutá vrtule od p.Rudolfa Wollnera o průměru 2000mm s
ruským profilem a stoupáním 18stupnů v 75procentech délky listu.
S touto vrtulí konvertovaný letecký motor 1,2 TSI a úpravou M.M Racing točí
při okolní venkovní teplotě 16,5 st. C a 620m nadmořské výšky až 5500 RPM za letu,
což je při převodovém poměru reduktoru i 2,14 cca 2570 otáček na vrtuli.
Letové výkony s československým konvertovaným automobilovým motorem
1,2 TSi:
Zkušební ultralehký letoun Yetti J-03 s flaperony a deskovými turbulátory
mojí vlastní konstrukce po celém rozpětí hlavního křídla s navěšeným motorem 1,2 TSI
je poněkud přemotorovaný. Pro pilota s jistými zkušennostmi, který celý život touží po
podstatném nárustu výkonu oproti R912S ( 100HP) je to skvělá zpráva. Ovšem nic
není zadarmo, to méně příjemné se skrývá v několika konkrétních detailech, které jsou
vlastně téměř shodné pro většinu velmi výkonných letadel.
Při vzletu letounu s konvertovaným motorem 1,2 TSI, díky reakčnímu
momentu, potřebuje letoun od pilota dát více pravé nohy než na co jsou piloti z R 912
S, ULS a R 914 obvykle zvyklí.
Gyroskopický moment od velké vrtule a výkonného motoru samozřejmě
zvyšuje nároky na znalost pilota na takový fenomén.
Někdy se stane, že Vaše plocha není zrovna dlouhá a na konci jsou překážky, které je
nutno přestoupat. S tímto letounem a motorem 1,2 TSI můžete stoupat při bezvětří už
i na pouhých Vx 30 KT tj. asi 56km na malých vysunutých klapkách. Stoupavost v
obsazení solo 85kg a plnou nádrží 36l v 620m nad mořem je při teplotě okolního
vzduchu 16,5 St. C až 1300ft/min což je cca 6,5m/s. (po přepočtení na MSA bude
hodnota jiná - vyšší).
Můžete si to představit i jinak: za 1 minutu stoupavého letu v této konfiguraci jste v
400m nad letištěm vzletu pokud má 634m AMSL. Úhel náběhu je značný- vhodně
umístěné vortex generators udělají své...
V případě, že to přeženete s úhlem náběhu, nic moc se nestane, letoun
přepadne do polohy těžký na čumák s minimální ztrátou výšky získá vztlak a pokračuje
v letu.
Po přestoupání překážek obvykle pokračujeme ve stoupání na Vy- Nejvyšší
stoupavost v čase, tedy ta rychlost, při které se dostaneme na přiměřené rychlosti Vy
nejrychleji co nejvýše, zpravidla v čisté konfiguraci a je blízko rychlosti pro vlekání.
Vy je u Yettiho s 1,2 TSI kolem 110-125km/h.
Po přetlačení letounu do horizontálního letu při plné přípusti se celkem lehce,
při nepozornosti méně zkušeného pilota, může stát, že dojde k překročení nejen Vna,
Návrhová rychlost, kdy už nepoužíváme více než třetinovou výchylku kormidel ale o
něco později i V Ne ( Never exeded) Nikdy nepřekročitelné rychlosti, která je u
Yettiho pouze 182Km/h. Za touto rychlostí může dojít k destrukci letounu na rychlosti.
Proto je třeba plně se věnovat pilotáži a né té brunetce s copánkem a hlubokýma
modrýma očima na sedadle vedle.
Maximální rychlost tohoto letounu vybaveným upraveným motorem 1,2 TSI
od M.M. Racing se pohybuje, pokud se jen na okamžik v horizontu zapomenete na
5500ot, velmi blízko hodnoty V Ne, a to i přesto, že vrtule byla původně navržena spíš
na stoupání, než na rychlost vodorovného letu.
Výkony takto upraveného motoru jsou více než dobré a požadují dostatečně
zkušeného pilota, který si plně uvědomuje výše posané situace a je na ně přeškolen.
Tento motor, s trochu jiným, vyšším reduktorem (větší zástavbová výška
vrtule), si velmi dobře umím představit v letadlech, která jsou prodávána i jako
stavebnice, např: Alto, NG 4, Bristell, Skyleader 600, Zenair 701 STOL, M-4 Irbis,
nebo Super STOL. Teprve tento motor ukáže možnosti těchto draků letadel. Zvýší
stoupavost i cestovní rychlost společně se snížením spotřeby!
Vzhledem k stavební výšce středu osy vrtule od zemského povrchu, u
některých letadel, kdy není možné použít vrtuli s průměrem 2000mm a větší, vidím
skoro jako nutné využít pro takový motor vrtuli stavitelnou za letu, kde by se zcela
plně využilo vyššího kroutícího momentu 210Nm v nižším spektru otáček pro zvýšení
cestovní rychlosti a ekonomiky letu. Trochu potíž je v tom, že v ČR nikdo nevyrábí
takové vhodné a lehké za letu stavitelné vrtule pro 130-150HP. Nicméně v Evropě
takoví výrobci vhodných za letu stavitelných vrtulí jsou.
Cítím, že i naši výrobci vrtulí, pokud nebudou chtít být převálcováni
konkurencí, budou muset reagovat na poptávku trhu, zejména pokud se ROTAXU
podaří dát do sériové výroby dlouho avizovaný R915i s 135HP. Je tedy brzská naděje
na změnu.
Hmotnost motoru zastavěného v draku závisí na všech komponentech, které
požadujete. Koneckonců motor od Rotaxu 915iS, 135HP váží suchý údajně 84kg. To je
taktika... Připočtěte váhu: originálního mezilože, chladiče ( vodní , olejový, a
stlačeného vzduchu) olejový a vodní termostat, olej a chladící kapalinu, motorové lože,
elektrickou a elektronickou soustavu, řídící jednotky a kde co je k němu ještě třeba,
včetně modifikace vstupu vzduchu do intercooleru a zjistíte že jste na nějakých
+98kg?
Rozdíl mezi československou konverzí 1,2 TSI a fabricky vyráběným
motorem R 915iS za bezmála půl milionu není větší než 12-17kg dle konfigurace!
Velmi zjednodušeně snad mohu tvrdit, že v těch letadlech, kde byl použit
zastaralý japonský motor Subaru EA 81, nebo novější Suzuki 1,6 , možné použít
konvertovaný československý motor 1,2 TSI, který by mohl aspirovat, aby se stal
jejich náhradou.
Výhody československého konvertovaného motoru 1,2 TSI:
- snadná dostupnost motoru a jeho komponentů
- velmi nízká cena servisu a náhradních dílů
- velmi malá hlučnost s použitým tlumičem výfuku
- jemný chod samotného řadového motoru
- malá spotřeba při letu na maximálním kroutícím momentu v rozmezí 3000-4200 ot.
- vysoký výkon k hmotnosti motoru cca 1kw/ 1kg
- samotný motor je zástavbově velmi malý
- motor nezamrzá díky absenci karburátoru
- nepotřebuje starter, motor lze velmi jednoduše nahodit ručně ( úspora hmotnosti)
https://www.youtube.com/watch?v=A7qiD7cJ-WM
- absence mezilože v zástavbě a snadné uchycení motoru do stávajících montážních
uzlů/bodů na letadle.
- nouzový režim je nastaven tak, že nedojde k omezení výkonu ani motor se nevypne.
Nevýhody:
-Nulová provozní historie motoru
- jednoduché zapalování s jedním okruhem
-Nutnost vyměnit vadné součásti z výroby ( rozvodový řetěz, občas elektrický motorek
turba)
- U některých letadel bude nutno modifikovat požární přepážku a zastavět motor kvůli
těžišti více do prostoru pro osádku,
- bude potřeba udělat nový motorový kryt nebo rozumně modifikovat stávající.
- v případě potřeby vyššího výkonu nutnost dvou externích chladičů
- složitější zástavba chlazení při výkonu nad cca 125HP.
Představte si, že jste amaterský stavitel letadla UL, nebo ELSA, který motor:
Subaru EA 91, Suzuki 1,6, R 912, (R915iS za půl mega) nebo konverzi 1,2 TSI za
méně než třetinu si vyberete a proč?
Doufám že mi bude dáno, abych tento letoun s československým
konvertovaným motorem 1,2 TSI představil na akci LAA sobě v Jihlavě, nejen jako
statickou ukázku.