Як працює поршневий авіаційний двигун

Коротко опишу принцип роботи поршневого авіаційного двигуна, що є доволі простим, на відміну від реактивного, і нагадує той, який працює в автомобілі.

Саме поршневий двигун став ровесником авіації, адже його було використано для польоту Флаєра 1 братів Райт. Довгий час цей тип двигуна залишався єдиним, і лише в 40-ті роки 20-го століття почалося використання двигуна зовсім іншого принципу впливу.

Поршневий двигун, хоч і втратив свої позиції, але зі сцени не зійшов, і тепер у зв’язку з досить інтенсивним розвитком так званої малої авіації (або авіації загального призначення) він просто отримав друге народження. Що ж собою являє авіаційний поршневий двигун?

Принцип роботи поршневого авіаційного двигуна

Поршневий двигун — ДВЗ, в якому енергія, що виділяється внаслідок горіння палива всередині циліндрів, заставляє рухатись поршні, які, своєю чергою, обертають вал з гвинтом. Далі трішки детальніше про його роботу.

Впуск повітря (intake): На початку циклу роботи двигуна поршень знаходиться у верхній точці ходу. Коли поршень опускається, клапан впуску відкривається, дозволяючи повітря ззовні увійти в циліндр.
Стиснення повітря (compression): Поршень підіймається, закриваючи клапан впуску та стискаючи впущене повітря. Стиснення призводить до збільшення тиску та температури повітря.
Вприск пального: Після досягнення верхньої точки ходу (ВНТ) паливна форсунка впорскує паливо в циліндр. Паливо змішується зі стисненим повітрям.
Робочий хід: Відбувається запалення суміші повітря та палива: підіймається тиск і температура розширюваних газів, поршень виштовхується вниз і створює робочий хід.
Випуск газів: Відпрацьовані гази викидаються з циліндра у випускну систему.

Ці кроки повторюються безліч разів на секунду, забезпечуючи стабільну безперервну роботу двигуна.

Основні переваги поршневих двигунів

Серед основних переваг поршневого авіадвигуна, про які варто згадати:

Вартість, ремонтопридатність та простота: поршневий двигун має порівняно просту конструкцію, що робить його дешевшим у розробці та обслуговуванні. Це зумовлює значно нижчу вартість двигунів порівняно із реактивними.
Універсальність: поршневий двигун підійде для більшості потреб: особливо для General aviation. Як невеликі тренери типу Cessna 150, так і літаки бізнес-авіації прекрасно працюють з поршневими двигунами.
Ефективність: для нешвидких і нетривалих польотів поршневі двигуни є дуже економними.

Недоліки поршневого двигуна

Чому реактивні літаки витіснили поршневі? Основна причина — швидкість.

Реактивні літаки літають на швидкостях близько 900 км/год, поршневих літаків здебільшого близько ~400 км/год макс. Іншими словами, всі перельоти на поршневих літаках займають у 1-3 рази більше часу, що конкурентно лише на близьких відстанях, або в авіації загального призначення. Окремою «особливістю» є обмеження по висоті.