WANKEL e aerei...

[speedyGRUNF]

Vista l'inventiva e l'operosità tipica dell'ingegno umano,mi chiedo se i motori Wankel siano mai stati impiegati per uso aeronautico,e se si,quali vantaggi/svantaggi potevano avere...

Fin da quando scoprii che esistevano motori con questa caratteristica,mi hanno sempre incuriosito...

[Ro60]

Si, ma su velivoli UL.

 

 

[Ro60]

E ancora....

 

http://www.airmanshiponline.com/marzo2003/18-AERIKS_200.pdf

[GhostOnGripen]

ma cosa sono i motori Wankel..?

[speedyGRUNF]

In linea di massima,sono motori rotativi,e non alternativi come quelli delle auto,cioè non hanno i pistoni,ma un corpo rotante,eccentrico.Eliminando la necessità dei pistoni,si evita la trasformazione del moto da alternativo a rotativo,a vantaggio dell'energia disponibile...Ma è meglio lasciare a qualcuno più competente di me...John! Ro80 ...

[Ro60]

Magari Ro80, togline 20...

 

Ecco qua!

 

Questo tipo di motore rotativo fu idealizzato per la prima volta nel 1954 da un ingegnere tedesco, Felix Wankel. La sua esperienza nei motori a combustione interna era tale che durante la guerra venne incaricato dai nazisti per migliorare i motori dei loro aerei nonostante fosse stato accusato ed imprigionato per le sue posizioni contrarie al regime. La prigione prima e il lavoro per i nazisti poi rallentarono notevolmente lo sviluppo del suo progetto, ma nel 1957 finalmente riuscì a realizzare il primo motore rotativo funzionante, trasformando il compressore del motore di una moto. La sua invenzione venne subito esaminata e testata, ma nessuna casa costruttrice decise di sovvenzionare ulteriori ricerche, dato che in quel periodo i motori a pistoni erano più convenienti. Lo stesso Wankel d'altronde aveva intuito il problema principale della sua scoperta: la delicatezza di componenti. Sono stati studiati motori a cilindri trocoidali nei quali gli stantuffi durante il moto circolare rincorrendosi si avvicinano e si allontanano, motori con rotori forniti di palette, motori con dischi o palette oscillanti ed infine motori detti a stantuffo rotante nei quali lo stantuffo è un rotore di forma particolare . Si tratta di motori volumetrici senza biellismo con cicli di funzionamento simili a quelli dei motori alternativi. Essi sono anche chiamati motori rotativi o a capsulismi, ma sono ben diversi dalle turbine a gas che sono i più genuini motori rotativi. Ricordiamo che mentre la turbina funziona a combustione continua, i motori a stantuffo rotante, funzionano, come quelli alternativi, a combustione intermittente.

Essi dovrebbero fornire i seguenti vantaggi:

- Assenza o riduzione delle forze non bilanciate, in quanto non essendo presenti parti

- dotate di moto alternativo , è realizzabile un naturale o facile equilibramento;

- Riduzione del numero delle parti mobili e perciò semplicità di costruzione;

- Volume totale piccolo e quindi anche peso limitato.

Le macchine a stantuffo rotante traggono origine dagli studi svolti in collaborazione dalla ditta N. S. U. e dal T. E. S. (Centro sviluppo tecnico) di Lindau creato da Wankel. Il primo tentativo è stato fatto trasformando un compressore ideato da Wankel per sovralimentare un motore motociclistico da corsa della N. S. U. La collaborazione del Dr Froede, capo del gruppo di tecnici della N. S. U. cui era stato affidato il compito dello sviluppo del motore, è stata decisiva rendendone possibile la costruzione industriale. Il primo motore Wankel ottenuto, come già accennato, trasformando un compressore era una costruzione ad assi paralleli nella quale due corpi, l'uno interno all'altro e rotanti nello stesso senso attorno ai rispettivi assi ma con velocità diverse, formavano delle camere a volume variabile: ruotavano dunque sia lo stantuffo che il suo contenitore (o statore); il Dr. Froede introdusse la semplificazione decisiva che permise di rendere fisso lo statore e quindi costruibile il motore. I primi brevetti del Dr. Froede sono del 1960. Il primo motore Wankel fu chiamato "Drehkolbenmotor"(abb. DKM), che alla lettera significa motore a stantuffo rotante; quello perfezionato dal Dr. Froede fu da lui chiamato "Kreiskolbenmotor"(abb. KKM), che significa motore a pistone con movimento planetario. Nel 1963 la N. S. U. ha presentato una vettura azionata da un motore Wankel ; nel 1964 ne sono state iniziate le consegne agli acquirenti, ma dopo alcuni anni la produzione è stata abbandonata. Motori del tipo Wankel, anche se con soluzioni di dettaglio differenti, sono stati costruiti su licenza e messi sul mercato da ditte nipponiche. Il motore rotativo Wankel odierno è caratterizzato dal fatto che gli organi che raccolgono il lavoro meccanico fornito dal fluido attivo sono dotati di moto rotatorio. E' costituito schematicamente da una parte fissa esterna nella quale è ricavata una camera di forma particolare (Trocoidale), entro cui ruota un rotore a tre lobi. Durante il moto i vertici dei tre lobi si mantengono costantemente a contatto con le pareti del contenitore. Fra scatola e rotore risultano tre spazi, il cui volume varia ciclicamente per effetto della rotazione del rotore, entro i quali si susseguono le diverse fasi del ciclo descritto dal fluido attivo. Il rotore è montato su un perno eccentrico dell'albero motore al quale il moto è trasmesso mediante ingranaggi in modo che un giro dell'albero motore corrisponde a un terzo giro del rotore. Ogni fase di lavoro che comporta una variazione di volume dal minimo al massimo si verifica con una rotazione dell'albero motore di 270°. Il ciclo descritto dal fluido attivo è del tipo Otto, a quattro tempi; il fluido attivo entra ed esce attraverso aperture ricavate sulla superficie interna del contenitore e aperte e chiuse dal rotore nel suo movimento. Oggi il motore Wankel è stato ripreso in considerazione perché le nuove tecnologie e i materiali più resistenti hanno risolto il problema dell'usura. Molte case automobilistiche hanno avviato degli studi, tra queste quella che ha più esperienza è senz'altro la MAZDA che ha già realizzato e commercializzato delle vetture dotate di questo propulsore; la vendita è stata limitata a circa un milione di esemplari ed in generale è stato registrato un risultato positivo. MAZDA ha anche progettato una vettura con motore Wankel a idrogeno, che verrà probabilmente prodotta in serie entro il 2010, dalle prestazioni simili ad una equipaggiata con motore a benzina; inoltre nel 1991 ha partecipato alla 24 ore di Le Mans con tre prototipi a motore rotativo conquistando la prima, la sesta, e l'ottava posizione. I motori rotativi interessano notevolmente anche il settore aeronautico per la loro compattezza e leggerezza e ci sono già alcune ditte specializzate nella costruzione di questo tipo di propulsori; inoltre è presente sul mercato, a dimostrare la validità del progetto dell'ingegnere tedesco, anche il modellino in scala per aeromodelli radiocomandati.

 

Aspirazione: L'aspirazione avviene quando vi è una camera, aperta ad un sistema di aspirazione (carburatore, turbo), il cui volume è in espansione. In un motore a pistone questo si ha quando la valvola di aspirazione è aperta e il pistone scende. Nel motore rotativo ciò avviene quando il condotto di aspirazione non è ostruito dal rotore che con il suo moto aumenta il volume della camera di aspirazione.

 

 

 

 

 

Compressione: Una camera chiusa il cui volume è in diminuzione descrive il processo di compressione. Un motore a pistone è in fase di compressione quando tutte le valvole sono chiuse e il pistone sta salendo. La compressione nel motore rotativo dipende esclusivamente dal movimento del rotore poiché questo forma con le pareti dell'alloggiamento una camera chiusa il cui volume è in diminuzione.

 

 

 

 

 

Combustione ed Espansione: Il processo di combustione ed espansione comincia quando la scintilla di una candela incendia il gas compresso che si espande grazie al calore generato dalla combustione del carburante. I motori ricavano la loro potenza trasformando l'espansione del gas in lavoro. In un tradizionale motore a pistoni il gas spinge il pistone che a sua volta muove la biella e quindi l'albero. Nel motore rotativo questa forza fa muovere il rotore nella direzione in cui la camera contenente il gas in combustione si espande e di conseguenza fa ruotare l'albero eccentrico tramite ingranaggi.

 

 

 

Espulsione: La fase di scarico libera la camera dai residui della combustione preparandola per un altro ciclo. Nei motori convenzionali si ottiene questo aprendo la valvola di scarico mentre il pistone sale. Nel rotativo il rotore prima apre la camera di combustione al condotto di espulsione e poi, con il suo movimento, espelle completamente i gas di scarico.

 

[davide_volante]

Ottima spiegazione Ro.

 

Cmq in linea di massima i vantaggi sono:

 

-Grandi potenze

-Piccoli volumi

-Ottimo rendimento meccanico

-Puoi buttarci dentro qualsiasi cosa sia fluida e combustibile (tranne gasolio per cui è richiesta un accensione a compressione)

 

Dati ottimi per un motore aeronautico.

 

Gli svantaggi attualmente sono:

 

-Boh? Non lo so