Koji je pravi razlog traženja alternative ?

Koji motor, za ugradnju na zrakoplov ?

Na listi današnjih samogradnji, poput Lancair i Glasair ili RV, konstruktori su predvidjeli instalaciju certificiranog avionskog motora !!! Razlog tome je jasan. Njihova visoka kvaliteta koja mora imati visoku pouzdanost, što podrazumijeva i visoku cijenu... Ta cinjenica za sobom povlaci i neminovna pitanja. I ustvari vec tu je poceo problem.

Da bi se uopce moglo pisati o tome, bilo je potrebno krenuti od osnovne ideje. Automobilski motori koristili su se, od samog pocetka. Ne rijetko se i na nasim prostorima experimentira sa raznim opcijama, od Trabanta, BMW , Citroena. Svjedocima smo bili prikazanih rijesenja na osnovu Fiata 850 i Skode videnih u Bassanu 97 . Neke od prvih americkih samogradnji imale su za pogon Fordove linijske motore koji su se ugradivali bez vecih zahvata i preinaka.

Cestovna masina za zracnu upotrebu

Mnogi od uspješnih samograditelja upuštali su se experimente sa raznim motorima. Korišten je WV boxer, Citroen boxer, Ford, no osnovni problem automobilskog motora do današnjeg dana ostao je isti.

Odnos između snage i težine

Kao što znamo mašine koje se koriste u automobilskoj industriji, izradene su uglavnom od lijevanog željeza sa celicnim košuljicama. S obzirom da su cesto hladeni tekucinom, nisu direktno ovisni o protoku zraka radi regulacije temperature, osim u predjelu hladnjaka.

Svi koji se ponekad bave pripremanjem hrane (makar i samo za vrijeme kampiranja ), znaju da nema posude bolje od one koja je lijevana od željeza. Zašto? Jednostavno, ona prenosi temperaturu podjednako svojom cijelom površinom, te ne ostavlja "hot spot" to jest žarište temperature na centru izvora topline kao kod aluminiskih posuda. Ovo navodimo upravo radi usporede sa mašinama radenim od kvalitetnog aluminija. Ako se na trenutak prisjetimo naše aluminijske tave u kuhinji primjetiti cemo da je na žarištu izvora topline izoblicena. Isto se dogada kod mašine izradene od aluminija naravno u manjim srazmjerima izoblicenja ali dovoljnim da uzrokuje poremecaj rada motora, upravo stoga što on ima svoju žarišnu tocku zagrijavanja prilikom dužeg rada. Mnogi od proizvodaca, godinama su eksperimentirali sa blokovima od aluminijskih legura. Rezultati koji su pri tome dobiveni nisu ispunili ocekivanja koja su pred njih postavljena. Razlozi za to bili su višestruki. No najvažniji je da rasprostiranje topline nije bilo ujednaceno kao što je to sa blokovima od ljevanog željeza, pa je dolazilo do pregrijavanja. Mnogi od njih nisu niti odustali od upotrebe mašina od lijevanog željeza, upravo zbog povjerljivosti u radu i dugovjecnosti trajanja.

Naravno u današnje vrijeme ucinjeni su veliki koraci pri tehnologiji izrade aluminijskih blokova. Smisao tome je smanjenje tezine motora, koja u automobilskoj industriji generalno i nije primarni cilj. Drugi, ali ne manje bitan razlog bilo je povecanje troškova izrade. No i pored toga postoje problemi vezani uz exploataciju motora u zrakoplovu, i ponešto izmijenjenoj sredini u odnosu na onu za koju je predviden.

Ako imate brojac okretaja u automobilu, onda znate da se i pri vecim brzinama (zbog sustava prijenosa ) motor sa lakocom pokrece u rasponu od 2000 - 3000 okretaja. Na zrakoplovu se ista mašina mora pokretati u dužem vremenu, u rasponu od 3800 - 5500 okretaja. Uz to istovremeno podnosi konstantno opterecenje elise koja se okrece 2,5 - 3 puta sporije od motora.Osim toga, u automobilu ne postoje žiroskopski momenti u radu motora, koji zbog pokretanja elise opterecuje radilicu motora ...

Upravo to rezultira vecim opterecenjem motora i ležaja na radilici koji za to nisu bili predvidedni u prvotnoj varijanti. U proteklim vremenima Volkswagenov boxer zasigurno je jedan od najcešce korištenih motora u samogradnjama zrakoplova. Njegova konstrukcija i porijeklo koje je povezano sa razvojem zrakoplovnih motora odlicna su osnova za preradu.Upravo WV motori su u biti toliko slicni avionskim motorima, da se vecina može koristiti sa direktnim prenosom bez potrebe korištenja reduktora radi smanjenja broja okretaja elise.

Vrlo cest primjer tome su samogradnje KR-1 i KR-2 koji su pogonjeni upravom tim masinama a nekoliko ih je sagradjeno upravo u Hrvatskoj. Glavni problem cešceg korištenja ovog motora (ako izuzmemo rijesenje problema elektrostartera) je njegova relativno mala snaga u odnosu na potrebnu. I ovdije naravno nije kraj problemima sa ugradnjom automobilskog motora, od rijesenja ucvrscenja, pokretanja, prijenosa sile na elisu ...

Automobilski motor uza sve to ima niz problem koji ce zakomplicirati život samograditelju. Izbor motora za tu namjenu je danas veci nego prije desetak godina. Mnoge od radionica bave se preradama cestovnih masina za upotrebu na zrakoplovima.

Dvotaktni motor

Ugradnja dvotaktnog motora ustvari je i najcesce rijesenje u ultralakom letenju. Vrlo povoljan odnos snage i tezine, vrlo jednostavan i bez suvisnih dijelova, ovdije ga je ucinio popularnom opcijom. Iako nekada vrlo uobicajena nestabilnost u radu dvotaktnih motora iz vremena prerada Trabanta, danas i nije primjerena modernijim dvotaktnim motorima i rijesenjima koja se sada primjenjuju. Iako njihova sama konstrukcija ne daje posebne novosti, mnogi od nas osvjedocili su se u njihovu trajnost.Na zalost otkazi dvotaktnih motora na zrakoplovima koji su se desavali, vrlo cesto su bili posljedica loseg ili gotovo nikakvog odrzavanja.

Spomenuti cemo dvtaktne motore sa zracnim hladenjem kao sto je nesto stariji Rotax 447, ili noviji Rotax 503. Zracno hladenje ima za posljedicu nejednako hladenje cijele mašine. Nešto duži prazan hod, bez obzira na prisilno hladenje može uzrokovati pregrijavanje i povecati faktor uništenja svijecica. Vecina malih dvotaktnih motora imaju po jednu svijecicu na svakom cilindru, te sam rad motora ovisi o te dvije svijecice. Svijecice bi trebale biti provjerene svakih nekoliko sati rada. Jednostavno ih je skinuti ocistiti ili zamjeniti i tako povecati sigurnost letenja. Potrebno je nauciti vizualno ocjeniti u kakvom je stanju svjecica kada ju skinete. Spoznajte kako ona izgleda kada se pregrije, zatim što je uzrok njenom mokro-uljnom izgledu na elektrodama. Naucite gledati u unutrašnjost njenog keramickog kucišta spoznajuci imali pukotina ili oštecenja na njenom srednjem omotacu. Da bi dobili ispravno iskrenje na svijecici sistem za paljenje mora biti dobro podešen.

Jedna od cesto primjenjivanih opcija paljenja na dvotaktnim motorima nazvana CDI, je ustvari elektronski sistem paljenja. Mašine sa tim ugradenim sistemom rijetko zadaju ikakve probleme na tom polju djelovanja. Sa ugradenim dvostrukim CDI sistemom još je bolje. 1990. godine ROTAX na svoje mašine dodaje dvostruki CDI sistem paljenja, na poznati model 503 sa zracnim hladenjem. Taj model ostaje do danas najpouzdanjij ROTAX-ov izum u rangu dvotaknih avio motora. Dupli sistem koristi talianski Ducati (na svojim motorkotacima ), gdje je CDI sistem paljenja zastupljen sa po dvije svijecice na svakom cilindru. Svijecice su postavljene tako da uslijed prestanka rada jednog CDI sistema, drugi CDI sistem dalje dovodi iskru na oba cilindra. Na noviju generaciju motora ugraduju se po dvije svijecice na jedan cilindar što dakako smanjuje zabrinutost o prestanku rada motora prilikom letenja, no dvije svijecice nemaju samo taj cilj. Njihova zadaca je ujedno da poboljsaju kvalitetu izgaranja goriva u cilindru. Nerjetko se dogada da dvotaktni motori prestanu raditi u zraku upravo zbog oslabljenih svijecica. Jednostavno objasnjeno, dolazi do naslage komadica karbona, koji se oslobada iskrenjem izmedu dviju elektroda na glavi svijecice, smanjujuci tako prostor potreban za stvaranje iskre. Vremenom iskra više nemože skociti sa elektrode na elektrodu, vec putem nakupljenog karbona dolazi do uzemljenja.

Rezultat toga je opterecenje rada drugog cilindra i smanjenje snage motora, na što ce neiskusan pilot reagirati dodavanjem gasa, a time ce dovesti do bržeg zagošenja i tog preostalog cilindra te njegov prestanak rada. Naravno ispravno rijesenje je prihvatiti da motor radi sa pola snage te ga netreba opterecivati sa dodatnim gasom, vec to iskoristiti da bi pronašao pogodno mijesto za slijetanje makar i sa minimalnim radom motora (jednog cilindra ).

• U cemu je ustvari problem ?

Kod mješavine ulja i goriva kakvu koriste dvotaktni motori, cestice karbona nerijetko ostaju zadržane u glavi cilindra nakon sagorjevanja sto je posljedica nepotpunog sagorijevanja nekvalitetnih ulja. Najnoviji razvoj specijalnih ulja za dvotaktne motore uveliko je smanjio zadržavanje i samo nastajanje cestica.

To neznaci da tu prestaje briga oko goriva. Pilot ultralakih zrakoplova mora voditi brigu da gorivo/ulje ne ostane stajati tjednima, mjesecima u spremniku za gorivo bez obzira radi li se o najkvalitetnijem ili obicnom ulju. Kada se dvotakni motor duže vrijeme ne upotrebljava u njemu se kondenzira vlaga. Nastanak vlage u bloku motora raspršuje i potiskuje ulje sa ležajeva na osovini te oni korodiraju i postaju beskorisni.

Rezultat toga je isti kao i koristenje goriva bez ulja, sto za rezultat ima zaribavanje motora. Dvotaktni motor može raditi u takvim uvjetima ali je sigurnije da se ne koristi u takvom stanju. Evo zašto ! Recimo da je pilot nakon duže pauze odlucio ponovno poletjeti u svom ultralakom avionu, i da motor prilikom paljenja i samog rada odaje ispravno stanje, on polijece pod punom snagom i diže se u zrak. Jedini je problem što korozijom ošteceni motor nece zadržati "tako dobro" radno stanje dovoljno dugo u zraku. Korodirani ležaj na osovini ce uslijed velikog trenja te zagrijavanja povecati svoj obujam i tako zaustaviti okretanje osovine i rad motora. To je uzrok vecine nezgoda kod ultralakih aviona neposredno nakon poljetanja.

Mnogi od zrakoplovnih udesa koji su se desili u Hrvatskoj najcesce su bili posljedica loseg odrzavanja, ili nedovoljne brige oko radnog stanja motora.

Jos jedna od razlika ultralakih dvotaktnih motora u odnosu na tvornicke avio motore je drukciji tip karburatora i njihovo postavljanje. Najpopularniji za dvotaktne motore je BING sistem koji se uglavnom koristi na vecini cetverotaktnih BMW-ovih motocikala, za koje znamo da su u samom vrhu kvalitete. Dok su karburatori SAAB-a , LYCMING-a i CONTINENTAL-a ugradeni mehanicki, koristeci sigurnosnu žicu na spoju sa mašinom, i cijevcicom za dovod goriva koja je ojacana i zašarafljena na kucište karburatora.

Kod vecine dvotaknih ultralakih motora karburator je pricvršcen gumenim crijevom na koje je navucena prirubnica koja služi za ucvršcenje spoja karburatora i mašine. Crijevo za dovod goriva pricvršceno je na isti nacin. Uslijed rada dvotaknog motora dolazi do vibracija koje uzrokuju moguceg odvajanja karburatora od mašine. Iskusni piloti ultralakih aviona su naucili da svoju sigurnost u zraku treba potvrditi prije svakog leta provjerom svih spojeva i vijaka. Govorimo o pilotima koji imaju stotine sati letenj na svojim ultralakim avionima bez kvara na svojim motorima.

Sa zracno hladenim motorom nikad nemate brigu da cete izgubiti tekucinu za hladenje kao kod vodom hladenih motora. Usput da dodamo vodeno hladenje znaci i dodatna težina. Buduci da Rotax od 1990. g. konstantno nadograduje sve svoje motore u klasi dvotaktnih motora, dodali su i novu klasu cetverotaktnih motora a to je visoko rangirani Rotax 912 i turbu ubrizgavani Rotax 914, koji se nalaze u klasi certificiranih zrakoplovnih motora.

Certificirani zrakoplovni motori

Avionski motori su vrlo izdržljivi, i mnogi od poznatih proizvodaca klipnih avionskih motora Continental, Lycoming, ni do današnjeg dana nisu bitnije promjenili tehnologiju izrade koja je zapocela u kasnijim tridesetim godinama ovog stoljeca.

Cijene certificiranih avionskih motora vrlo su visoke, a njihovo održavanje zahtijeva ovlaštene servise. Istina je da se prilikom izrade zrakoplovnih motora vodi posebno racuna o njegovoj kvaliteti i prati tokom eksploatacije kod korisnika.

Jednostavno receno, ugradite li takav motor na Vašu samogradnju, zakonski ste obavezni pridržavati se svih naputaka proizvodaca, kao i svih redovnih servisa. Cak i ako kupite mašinu od vlasnika , ona ce imati svoju knjižicu, odnosno informaciju o svakom popravku ili zamjeni koja je izvršena na motoru ili o zamjeni rezervnih dijelova. Tako vodeni podatci o motoru mogu u svako vrijeme biti provjereni od strane ministarstva.

Kada god zrakoplov promjeni vlasnika, podatci o motoru pažljivo se kontroliraju. Konstantna kontrola je jedna od razloga zašto avionski motori uživaju tako dobru reputaciju. Kupac jednog takvog motora, što treba imati u vidu, nakon kupovine dobiva sve naknadne informacije o izmjenama i doradama, kao i upozorenja u slucaju potrebnih izmjena. Ako ne unose podatke pravovremeno o izmjenama, FAA može povuci motor sa liste certificiranih avio motora, što je ukoliko se dogodi, veliki problem za proizvodaca.

Sa prije navedenim motorima nema takovih propisa, i samo neki vlasnici takvih motora vode evidenciju njihova rada.

Zakljucak ili …

Zakon o zracnoj plovidbi , ne obavezuje pilote UL zrakoplova i samogradnji da na svojim zrakoplovima koriste certificirane zrakoplovne motore, kao niti da vode evidenciju o njihovom broju sati. No vodeci evidenciju o stanju motora, imate priliku biti u toku sa svim potencijalnim problemima i neophodnim servisima , sto je jedna od važnih stvari za svakog ozbiljnog pilota.

Izbor mašine za one koji grade svoj zrakoplov, jedna je od bitnih odluka. Odluka koja za sobom vuce i niz pitanja. Nije dakle ogranicenje vezano samo uvijetima o težini, iako vecina ugraduje 2-taktni motor zbog njegovih izrazitih prednosti. Svaka od ovih opcija ima svojih prednosti i nedostataka.

Za mene i veliki broj nas, bez velikog iznenadenja, rotax 503 DCDI jedan je od najboljih. Ako tražite, da izaberemo najbolji u upotrebi, onda je to u svakom slucaju Rotax 582 DCDI...